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文档简介
人大附中沈宏文2013年10月16日高二物理选修3-1
期中复习建议复习目的对选修3-1的基本概念和规律进行全面的再认,增强学生对知识的记忆并加深对知识的正确理解弄清知识结构,搭建知识的网络框架熟悉典型的物理过程和模型,提高学生分析、解决问题的能力掌握重要的观点和解决问题三方法,为继续学习夯实基础。针对模块考试,面向会考,兼顾高考复习指导思想三个避免,三个统一。避免重复叙述学过的概念和规律:通过典型习题复习、巩固概念、规律。避免把知识复习与解决问题的方法脱离开来。避免题目过难:要知道学生学习物理的现状,知道会考的难度及范围,知道学生与考试要求的距离。立足会考,为高考夯实基础。选修3-1会考知识点:九个A级要求,十九个B级要求,三个C级要求。选修1-1会考知识点:二十一个A级要求,四个B级要求。电场这一章概念规律很多,显得零散,而且易混淆的概念多,要想达到较好的复习效果,搭建它们间的知识网络有助于区分、正确理解和灵活运用这些概念;本章是电场搭台,力学唱戏,物理研究方法在电学背景下的再应用也是本章的复习重点。建立和归纳典型的物理过程和运动模型,有助于学生自觉地将力学的知识和方法迁移,来解决电场中的运动问题,达到能力的提升。专题一:静电场概念及应用电场
(1)电荷:两种电荷,电荷守恒,基本电荷。库仑定律:(2)电场强度(力的属性)普遍定义式:匀强电场:(3)电势(能的属性)电势:电势差:电场力做功:,电势能:(4)带电粒子在电场中的运动直线加速:qUab=Ekb-Eka
偏转加速:qE=ma,y=at2/2,x=v0t(5)电容电容器的电容:C=Q/U平行板电容器的电容:正电荷受力方向是该点的电场方向沿电场线方向电势逐渐降低电场线密集的区域场强大电场力做正功,电势能减少电场线总是垂直于等势面带电粒子轨迹弯曲方向是受电场力方向真空中点电荷:专题一:静电场带电体产生静电场场强EA属性电荷q×施加静电力F运动电场力功WAB电势ΦAA点B点×电势能E‖εA-εB导体带电粒子运动带电物体运动静电平衡电容器E‖UAB/d形象描述几种典型的电场的电场线和等势面电荷q电场线和等势面应用2、判断电场强度方向的方法.
①正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向;②电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向和几种典型的电场线;③电势降低最快的方向就是场强的方向.1、确定电场强度大小的方法①根据定义式E=F/q;②点电荷电场E=kQ/r2;③匀强电场,场强处处相等,且满足E=U/d;④电场线密(疏)处场强大(小)⑤根据等差等势面越密处电场线也越密来判断⑥已知场的叠加(矢量叠加)一、静电场中的概念3、比较电势高低的方法(1)沿电场线的方向,电势降低(电场线和等势面)(2)将q、EP带符号代入Ф
=EP/q计算,带着正负比较大小;(3)用WAB=UABq=q(Ф
A-
Ф
B)。若UAB>0(<O),则Ф
A>Ф
B(Ф
A<Ф
B),即在电场中,电场力对正电荷做正功时,沿正电荷的运动轨迹,电势降低;电场力对负电荷做正功时,沿正电荷的运动轨迹,电势升高。反之则结论相反。设置问题带领学生总结一、静电场中的概念方法一:
WAB=根据电场力做功的正负判断,若电场力对移动电荷做正(负)功,则电势能减少(增加),此结论与电荷正负无关;方法二:
根据公式Ep=qφ
;方法三:
若只有电场力做功,则电势能和动能总合守恒.或者用总能量守恒。4、比较电荷电势能的大小5、电场线的作用:判定场强方向;描述场强的大小;描述电势的变化的快慢。要清楚几种典型的电场的电场线的分布设置问题带领学生总结一、静电场中的概念场强E与电势φ场强与电势差电场强度E和电场力F电势φ与电势能EP
=qφ电荷运动轨迹与电场线电场力做功W和电势能EP的变化电场线与等势面的关系场强方向和电势降低的方向1、易混淆的几个概念的区别与关系一、静电场中的概念库仑力和静电力、场强、电势、电势差、电势能、电场力的功、电场线、等势面概念和规律是非题
(让学生参与说明理由。)1、若将放在电场中某点的电荷q改为-q,则该点的电场强度大小不变,方向与原来相反。2、若取走放在电场中某点的电荷,则该点的电场强度变为零。3、沿电场线方向,场强一定越来越小。4、若电荷q在A处受到的电场力比B点时大,则A点电场强度一定比B点的大。5、电场中某点电场线的方向,就是放在该点的电荷所受电场力的方向。6、无论什么电场,场强的方向总是由高电势指向低电势。7、已知A、B为某一电场线(直线)上的两点,由此可知,A、B两点的电场强度方向相同,但EA和EB的大小无法比较。8、在电场中,电场强度越大的地方电势越高。9、若某区域内各点的电场强度均相等,则此区域内各点的电势一定相等。10、原静止的点电荷在只受电场力时,一定从电势高处向电势低处运动。11、两个等量同种点电荷连线中点的场强为零、电势不为零。12、电荷沿电场线方向移动时,其电势能一定减小。13、检验电荷在电场中某点所受的电场力很大时,它在该点具有的电势能也一定大。14、把两个异号电荷靠近时,电荷电势能增大。概念和规律是非题
(让学生参与说明理由。)15、若电场中A、B两点间的电势差为零,则同一点电荷在A、B两点所具有的电势能必定相同。16、将一电荷匀速地从电场中的一点移至另一点,外力所做的功等于该电荷电势能的变化量。17、电荷在电场中移动时,若电场力对电荷做正功,电荷的电势能一定减小,而电荷的动能不一定减小。18、电容器极板上的电荷数量越多,电容器的电容就越大19、静电平衡导体内部的场强为零,电势也为零概念和规律是非题
(让学生参与说明理由。)一、静电场中的概念-qQrA问题1:如图,QA=r,求试探电荷-q在A点受到的库仑力;问题2:求A点的电场强度大小和方向;该点的场强与试探电荷-q有无关系?B问题3:电场中有A、B两点,请比较A、B两点的电势高低。问题4:比较电荷-q在A、B两点的电势能的大小,说出判断根据。情境一:点电荷电场问题5:在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和粒子分别从A点由静止释放到达B点时,它们的速度大小之比为多少?
考查:库仑定律、场强定义和决定因素,比较电势高低和电势能大小的方法,电场力做功求法。问题6.如图2所示,一电荷仅在电场力作用下,从A点运动到B点。运动电荷所带电荷的电性是
。比较A、B两点的:加速度aA
aB;速度vA
vB;动能EkA
EkB;电势能EpA
EpB;电势φA
φ
BQ图2AB答案:正电荷;大于;小于;小于;大于;大于变化练习:不给起点和终点,只给出虚线是轨迹,让学生分析物体运动的轨迹在速度与合外力两方向之间F变化练习:给出运动电荷的正、负,判断场源电荷的正、负。或运动电荷和场源电荷的正负均未知,则上述结论如何?一、静电场中的概念答案:正电荷;大于;小于;小于;大于;大于情境一:点电荷电场问题7:如图3所示,判断两个等量同种电荷Q的连线上关于中点o对称的a、b两点和o点的场强大小和方向。(Qo=R,Qb=r)判断两个等量同种电荷连线的中垂线上关于中点o对称的c、d两点和a、b、o点电势高低。一、静电场中的概念aobcdabcdo变形练习:在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。①在该直线上的哪个位置的场强为零(除了无穷远的地方)?②将另一个点电荷放在哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?这个电荷带什么电?③若A、B不固定且要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷?电荷量是多大?场的叠加;场强的大小与电势高低无关情境一:点电荷电场问题8、如图所示,a、b带等量异种电荷,MN为ab连线中垂线,现有一个带电粒子从M点以一定的初速度v0射出后运动到无穷远,其开始一段轨迹如图中实线所示,不考虑粒子的重力,则在粒子飞越该电场的过程中()
A.该粒子一定带负电
B.该粒子的动能先增大后减小
C.该粒子的电势能先增大后减小
D.该粒子运动到无穷远处时,速率一定仍为v0+Q-Q
a
b
N
M典型场的电场线和等势面辅助分析可达到事半功倍的效果一、静电场中的概念情境一:点电荷电场情境二:匀强电场问题1:如图所示,平行直线表示匀强电场的电场线,但未标出方向,电荷量为+10-5C的粒子仅受电场力作用下,经A点运动经过B点,动能损失10-3J,若A点的电势为-100V,则:(1)判断电场线的方向;(2)求B点的电势;(3)粒子运动的轨迹是1还是2(4)若已知AB间距离为1m且AB连线与电场线方向夹角为600,求该匀强电场的场强大小。AB12一、静电场中的概念考查:电场力做功与能量变化的关系;电势求法;电场中轨迹问题;匀强电场中场强的求法和各量的物理意义问题2:图中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点,它们所在的平面与电场线垂直。已知A、B、C三点的电势分别为A=15V,B=3V,C=-3V。1、求D点电势D。2、画出过A点的电场线。3、一个电子,从A点运动到D点,静电力做功为多少eV?为多少J?电势能变化了多少?CADBE一、静电场中的概念情境二:匀强电场考查:匀强电场中,电场线和等势面的空间分布特点;电场力做功的求法;电势能变化的求法;eV与J的换算关系问题1、如图所示,一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称,O、M、N是y轴上的三个点,且OM=MN,P点在y轴的右侧,MP⊥ON,则(AD
)
A.M点的电势比P点的电势高
B.将负电荷由O点移动到P点,电场力做正功
C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差
D.在O点静止释放一带正电粒子,该粒子将沿y轴做直线运动利用电场线和等势面的关系画出过M点和P点的等势面可知P、M两点的电势关系;由电场线密处电势降低得越快可知UOM〉UMN一、静电场中的概念情境三:新电场问题2、位于A、B处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示,图中实线表示等势线,则()
A.a点和b点的电场强度相同
B.正电荷从c点移到d点,电场力做正功
C.负电荷从a点移到c点,电场力做正功
D.正电荷从e点沿图中虚线移到f点,电势能先减小后增大借助等量同种负点电荷的电场线和等势面形状,据等势面和电场线的关系、画出电场线的走向,可降低解题难度一、静电场中的概念情境三:新电场问题、如图所示,a、b、c是一条电场线的三点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离,用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强,可以判定(A)A.φa>φb>φcB.Ea>Eb>EcC.φa–φb=φb–φaD.Ea=Eb=Ec情境四:不确定电场变形练习:如图所示,甲图是某电场中的一条电场线,a、b是这条线上的两点,一负电荷只受电场力作用,沿电场线从a运动到b,在这个过程中,电荷的速度时间图象如乙图所示,比较a、b两点电势的高低和场强的大小BA、Φa>ΦbEa<EbB、Φa>ΦbEa=EbC、Φa<ΦbEa>EbD、Φa<ΦbEa=Eb
ab甲vto乙一、静电场中的概念1、某静电场的电场线分布如图所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ,电势分别为
P和
Q,则()
A.EP>EQ
,
P
>
QB.EP>EQ,
P<
Q
C.EP<EQ,
P
>
QD.EP<EQ,
P<
Q
2、两带电量分别为q和-q的点电荷放在x轴上,相距为L,能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()电场线、电势和场强叠加、图像巩固练习一、静电场中的概念3、如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法中正确的是(不计重力)
A.三个等势面中,等势面a的电势最高
B.带电质点一定是从P点向Q点运动
C.带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
D.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小abcPQ点评:让学生描绘电场线,提高学生对电场线和等势面关系的认识。通过电场线的描绘来说明等势面的电势高低,同时说明质点的电性。巩固练习一、静电场中的概念问题1、如下图所示是定性研究平行板电容器的电容与结构之间的关系的装置,平行板电容器的A板与静电计相连,B板和静电计金属壳都接地.
(1)指出下列三个图所示的情况下,静电计指针的偏转变化情况:
①正对面积减小时,静电计指针的偏转______;
②板间距离增大时,静电计指针的偏转______;
③插入电介质时,静电计指针的偏转______.
(2)实验说明平行板电容器的电容与正对面积、板间距离,电介质的介电常数之间的关系为:____________.
二、静电场知识的应用电容、静电场中的导体、带电粒子或物体在电场中的运动情境一、平行板电容器点评:平行板电容器决定因素和演示实验。二、静电场知识的应用问题1:如图所示,已知平行板电容器带电量为Q,且保持不变;场强为E,两板间距离为d,则(1)两板间电压U=
,电容C=
;(2)若有一带电液滴,质量为m,在两板间的处于静止状态,则液滴带何种电荷?电荷量是多少?
d+Q-QELm情境一:平行板电容器和运动分析点评:电容定义式,力的平衡。(3)若下面的极板向上移动一段距离,电容C
(填“变大”、“变小”或“不变”);液滴将向哪个方向移动?为什么?(4)若d保持不变,将上板向左平移L/4,,电容C´=
,板间电压U´=
,场强E´=
,液滴的加速度a=
,方向
。图6d+Q-QELm变化练习:正极板或负极板接地液滴的电势能如何变化?变化练习:若电容始终与一个恒定电源保持连接,则上述四问答案如何?二、静电场知识的应用情境一:平行板电容器和运动分析点评:电容的两类典型问题的处理方法和电势、电势差、电势能的求法及注意事项问题2:如图7所示,两块竖直的足够长的平行板间有一匀强电场,带电小球质量为m,电荷量为q,用一根丝线悬挂,静止在与竖直方向成θ角的位置。问:(1)小球带什么电?匀强电场的场强多大?图7情境三:直线运动——匀变速直线二、静电场知识的应用(2)若丝线长,静止时小球离负极板0.05m,此时将丝线剪断,小球将做何种运动?何时碰到负极板?点评:剪断丝线后,小球沿原悬线方向作匀加速直线运动,但求碰板时间依然用水平方向的分运动最简单。变化练习:如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷、同种材料、质量相等、电量不等的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是()BCD
A.同一时刻,两个物块的加速度不等B.同一时间,两个物块的位移相等C.两物体电势能逐渐减少
D.两物块动量守恒E.两个物块的机械能守恒
F.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力问题、如图所示,在一个粗糙(μ)水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷且质量均为m的小物块。将q1固定,将q2由静止释放,q2运动了位移为s时静止。则q2做
运动;在其运动过程中电势能的变化量为
(-μ
mgs);将q2从停止点拉回到释放点,需施加一个水平向左的外力F,则外力F至少做
功(2μ
mgs)。情境三:直线运动——非匀变速直线二、静电场知识的应用点评:一个物体的非匀变速直线运动的解法点评:两个物体均作非匀变速直线运动且合外力为零的处理方法。难度较大问题:如图所示,两块平行金属板MN间的距离为d,板间电压的绝对值为U0,在t=0时刻,有一个电子(质量为m,电荷量为e)从M板处由静止释放,经过1.5个周期刚好到达N板。求:(1)分析电子的运动状态,画出电子运动速度随时间变化图像;(2)在1.25个周期末该电子与N板间的距离。U0t0MNdU-U0T/2T2Tvt0T2T二、静电场知识的应用直线运动巩固练习点评:带电粒子在交变电场中的运动分析和对周期性运动的求解。难度较大问题:如图9所示,一带电粒子质量为m,电荷量为q,初速度为0,经加速电极加速后,进入偏转电极。若加速电压为U1,偏转电压为U2。求:(1)粒子进入偏转电场时的速度大小;(2)粒子穿越偏转电极的时间;(3)粒子离开偏转电极时的速度大小和方向;(4)粒子打到屏幕上距O的距离;(5)讨论粒子能够飞出平行金属板的条件。图9U1LdU2Os0二、静电场知识的应用情境四:匀变速曲线运动——示波器点评:带电粒子在匀强电场中的偏转、运动合成与分解。基本题。2、如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地。一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态。现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离()
A.带点油滴将沿竖直方向向上运动
B.P点的电势将降低
C.带点油滴的电势将减少
D.若电容器的电容减小,则极板带电量将增大平行板电容器、电势、电容、受力分析二、静电场知识的应用巩固练习3、图为示波管示意图,示波管的灵敏度为电子离开偏转极时的侧向偏移y跟偏转极所加的电压U2之比(y/U2).为了提高示波管的灵敏度,可采取的措施是()
A.增大偏转极电压U2B.使偏转极的极板长度l变短
C.使偏转极的极板间距离d变小
D.增大加速极电压U1【C】偏转、运动合成分解二、静电场知识的应用巩固练习二、静电场知识的应用巩固练习4、一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置,两板距离为d.在距上板高h处,有一质量为m,电荷量为+q的带电质点从静止释放。1.为使带电质点落到下板时的速度恰好为零,两板间的电压为多少?哪板电势高?2.带电质点运动到两板正中间时,速度为多大?力电综合、动能定理二、静电场知识的应用巩固练习二、静电场知识的应用巩固练习5、空间有一区域,存在水平方向的匀强电场,场强为E,一带电微粒质量m,以与水平方向成角斜向上的速度v射入该匀强电场区域,并做直线运动。求:
1.微粒的电性和电量2.微粒在电场中运动的最大位移3.在电场中运动时间4.电荷电势能的变化量q=mg/Etans=v2sin/2gt=2vsin/g
增加了mv2cos2/2物体做直线运动的条件、运动学、电势能二、静电场知识的应用巩固练习6、平行板电容器板间距离0.1m,板间电压103V,一个质量0.2g、带10-7C正电的小球用0.01m长细线悬挂于板间O点,如图所示,将球拉到A使线水平拉直,然后放开,问:(1)小球摆到最低点B时速度多大?(2)若小球经B时线突然断开,以后小球经B点正下方C处,则B、C相距多远?力电综合、类斜抛运动、运动的合成分解二、静电场知识的应用巩固练习8、如图所示,竖直放置的半圆形绝缘轨道半径为R,下端与光滑绝缘水平面平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强电场E中。一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好通过最高点C,场强大小E<mg/q.(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功。(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E无关,且为一常量。CBA力电综合、动能定理、圆周运动二、静电场知识的应用巩固练习9、真空室中电极K发出的电子(初速不计),经过U0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间电压u随时间t变化图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场.在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的。光屏与极板右端距离b=0.15m。求电子打在荧光屏上的最大偏移量。【2.5cm】二、静电场知识的应用巩固练习示波器工作原理。专题二、恒定电流本章的重点核心内容是用能量观点和图像的方法研究闭合电路问题,也是会考的重点和难点。全电路的动态分析、含容电路问题、非纯电阻电路、实验的设计是本章重点问题。基本概念:电流、电阻、电阻率、电动势、电压、电功、电功率、电热、热功率、纯电阻用电器和非纯电阻用电器、门和简单逻辑电路。基本规律:电流定义式、欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路规律2.恒定电流(1)部分电路欧姆定律电流定律:I=q/t电阻定律:R=ρl/S欧姆定律:I=U/R(2)闭合电路欧姆定律电动势:数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移到正极所做的功。路端电压:U=E-Ir闭合电路欧姆定律:(3)串、并联电路串联电路特点:
I、U、R、P并联电路特点:
I、U、R、P(4)电路中能量转化测电阻、包括测金属电阻率(用电压表、电流表、电阻箱等)测电池的电动势和内阻(用电压表、电流表、电阻箱等)电流表改装电压表,多用电表的使用描绘小电珠的伏安特性曲线(6)实验电功:W=qU=IUt,电功率:P=W/t=IU焦尔定律:Q=I2Rt,P热=I2R(5)简单的逻辑电路与门:或门:非门:纯电阻用电器W=Q非纯电阻用电器W=Q+E其它电功和电热的对比一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路问题1.如图2所示为用直流电动机提升重物的装置,重物m=50kg,电源两端的电压为U=110V,且保持不变,不计各种摩擦,当电动机以υ=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A,试求电动机电枢线圈电阻R。答案:电动机线圈的电阻为4Ω
。考查:非纯电阻电路中的电功率、热功率,机械功率,能量守恒。一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路问题2、已知R1、R2都标有“4W100Ω”字样,而R3标有“1W100Ω”字样.按图中所示的电路连接,则A、B间允许消耗的最大电功率为
W。1.5W变化练习、已知如图,R1=6Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,则接入电路后这三只电阻的实际功率之比为______。1:2:6R1R2R3一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路考查:额定功率,实际功率,电路连接方式的识别和串并联电路的特点的综合运动。是基本题。1、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路,调节变阻器,使电灯都正常发光若两电路消耗的总功率分别为P1、P2,两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为P1'、P2',则可以判定()(A)P1=2P2(B)P1=P2(C)P1'=2P2' (D)P1'>2P2'AD巩固练习一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路考查:额定功率,电路连接方式的识别和串并联电路的特点的综合运动。2、会考例题.下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容,根据表中的信息,可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为A.9.2A B.8.2A C.7.2A D.6.2A型号xxxx额定功率1800W额定电压220V额定容量1.8LB点评:会考中的实际应用题目,考查学生的观察能力对信息进行分析的能力巩固练习一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路3、某一电动机,当电压U1=10V时带不动负载,因此不转动,这时电流为I1=2A。当电压为U2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?机械功率P=31W巩固练习一、电功与电热、纯电阻与非纯电阻电路考查:非纯电阻电路中能和能的转化。表达形式:①②(I、R间关系)④③(U、R间关系)(U、I间关系)(2)外电路短路时(1)外电路断路时⑤
只能在纯电阻电路上使用任何闭合电路都适用U=RIα(3)R=r时二、图像和闭合电路的综合分析θUI表达形式:①表达形式:②①表达形式:欧姆定律I=U/R闭合电路欧姆定律
问题1.(02春)许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳电池由许多片电池板组成。当太阳光照射某电池板时,该电池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,那么,这块电池板的内电阻是
B
A.10ΩB.20ΩC.40ΩD.60Ω情境一、闭合电路欧姆定律二、图像、闭合电路的综合分析考查:电路的开路电压,短路电流和全电路欧姆定律基础题问题2:如图,电阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω,S断开时,电流表A的示数为0.25A;S闭合后,电流表A的示数为0.36A。求:电源电动势和内电阻。(电表内阻的影响不计)点评:这种问题的基本思路,是要利用闭合电路欧姆定律列两个方程联立求解,因为在闭合电路欧姆定律中要有两个未知量同时出现即:E和rs答案:3.6V1.2Ω情境一、闭合电路欧姆定律二、图像、闭合电路的综合分析情境二、电流、电阻定律、欧姆定律、串并联特点、全电路欧姆定律、图像的综合运用二、图像、闭合电路的综合分析问题1:已知两个导体R1、R2的材料和横截面积均相等,R1=1.0Ω,R2=4.0Ω,(1)如图10所示,在同一坐标系中画出R1
、R2的U-I图像。(2)将这两个导体串联接入电路时,它们两端的电压之比是多少?I/A0.5U/V03.01.02.01.01.52.0(3)将这两个导体并联接入电路时,两导体中自由电子定向移动的速度之比是多少?(4)在同一坐标系中画出电源电动势E=2.0V,内阻r=1.0Ω电源的I-U图像。(5)说明图像交点的含义,求出电源的输出功率和效率。I/A0.5U/V03.01.02.01.01.52.0情境二、电流、电阻定律、欧姆定律、串并联特点、全电路欧姆定律、图像的综合运用二、图像、闭合电路的综合分析问题2:如果两导体的I—U图象,如图所示,将两导体串联接入3V的电源(内阻不计)。问:(1)两导体中的电流为多大?(2)若两导体的材料和横截面积都相同,两导体的长度之比是多少?二、图像、闭合电路的综合分析I/AU/V0122112情境二、电流、电阻定律、欧姆定律、串并联特点、全电路欧姆定律、图像的综合运用路端电压跟负载的关系1、路端电压随外电路电阻R增大而增大;但不是正比关系。
2、分析判断路端电压随外电阻变化而变化的四步(1)明确外电阻的变化情况;(2)由得出电路中的总电流的变化;(3)由分析出内电压的变化;(4)由得出路端电压的变化二、图像、闭合电路的综合分析电路动态分析步骤二、图像、闭合电路的综合分析(1)明确电路连接方式和各部分阻值的变化情况;(2)由得出电路中的总电流的变化;(3)先从阻值不变的部分入手,再分析阻值变化部分。对于阻值不变的部分,电流或电压变化用U=RI分析,电功率的变化用P=I2R=U2/R分析;对于阻值变化的部分,电流或电压变化用整体减局部分析,电功率的变化参照全电路电源输出功率随外电阻阻值变化的方法分析;问题2.在如图8所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小解析滑动触点由a向b移动时,R2阻值减小,所以总电阻减小,电路中总电流增大,则内电压增大,路端电压减小,故U减小;总电流增大,R3两端电压也增大,所以并联电压减小,故I1减小,I2增大.答案B情境三、电路动态分析二、图像、闭合电路的综合分析问题3:如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2BD点评:若电路中的电流变大时,内电压和L2上电压均变大,并联部分电压减小,根据各部分电压之和等于电动势不变,ΔUr+ΔU2=ΔU1情境三、电路动态分析二、图像、闭合电路的综合分析L2L1问题4、如图所示电路,已知电源电动势E=6.3V,内电阻r=0.5Ω,固定电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3是阻值为5Ω的滑动变阻器.按下电键K,调节滑动变阻器的触点,求通过电源的电流范围.2.1A<I<3A【错解分析】将滑动触头滑至左端,R3与R1串联再与R2并联,外电阻再将滑动触头滑至右端R3与R2串联再与R1并联,外电阻情境三、电路动态分析二、图像、闭合电路的综合分析点评:当两个支路电阻相等时,外电阻最大。考查学生识别电路和电路动态分析能力A、R1短路B、R2短路
C、R3短路D、R1断路R1R2R3VsErA问题:如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻发生短路或者断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则肯定出现了下列那种故障(A)点评:由于电流表始终有示数,所以电阻R1不可能断路。R2短路会使电流表的示数变小到零,与题不符。R3若短路,则伏特表示数将减为零,也与题目不符。情境三变化、电路故障分析二、图像、闭合电路的综合分析1、10会考②(供选学物理3-1的考生做)在图5所示的电路中,已知电源的电动势E=1.5V,内电阻r=1.0Ω,电阻R=2.0Ω,闭合开关S后,电路中的电流I等于4.5A B.3.0A C.1.5A D.0.5A点评:会考中考查应用闭合电路欧姆定律的基本应用。而会考说明中对闭合电路欧姆定律的要求是C级。答案:D二、图像、闭合电路的综合分析巩固练习2、如图,R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。E=3Vr=1Ω点评:这种问题的基本思路,是要利用闭合电路欧姆定律列两个方程联立求解,因为在闭合电路欧姆定律中要有两个未知量同时出现即:E和r1R1R22ErAS二、图像、闭合电路的综合分析巩固练习3、灯泡L1和L2在题图3所示电路中,电键K闭合时,表V1`、V2、A的读数分别为220V、110V、0.2A,则当V1和V2的读数都是220V,而A读数为零时:A.出故障的是L1,且L1断路B.出故障的是L2,且L2短路C.出故障的是L2,且L2断路D.L1和L2都同时断路答案:A二、图像、闭合电路的综合分析巩固练习考查电路故障分析4、如图所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是A.4W、8W B.2W、4WC.4W、6W D.2W、3W答案:C二、图像、闭合电路的综合分析巩固练习考查图像解决全电路能量问题5、(09年全国卷Ⅱ)17.因为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V。则该电路可能为()答案:B二、图像、闭合电路的综合分析巩固练习考查图像和串并联特点必选3-1①测绘小灯泡的伏安特性曲线②探究导线电阻与其影响因素的定量关系③电表的改装④多用电表的使用⑤测定电源的电动势和内阻⑥游标卡尺和螺旋测微器的使用会考实验要求:实验复习建议:可以重点复习两到三个实验,实验考试题目可以参考北京市10年的高考中实验考题来出题。情境一:供电电路和电阻测量电路。三、实验AVaMNbSRx问题1:如图所示,用电压表和电流表测量未知电阻Rx的阻值。已知M、N接在恒定电压两端,当S接通a时,电压表示数为10V,电流表示数为0.2A;当S接通b时,电压表示数为12V,电流表示数为0.15A。为了较准确地测定Rx,(1)开关S应接通
;(2)未知电阻Rx的实际阻值应是
。A.R1>Rx>R2 B.R1<Rx<R2C.R1>R2>Rx D.R1<R2<Rx问题2:如图所示,用电压表和电流表测定一个定值电阻的实验所需器材的实物图,器材规格如下:待测电阻Rx(约100Ω)直流毫安表(量程0~20mA,内阻50Ω)直流电压表(量程0~3V,内阻50k)直流电源(输出电压6V,内阻不计)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)开关1个,导线若干。请根据器材规格及实验要求,画出实验电路图,并在实物图上连线。情境一:供电电路和电阻测量电路。三、实验问题1:一个电流、电压两用表的电路如图14所示,小量程电流表G的量程是0.001A,内阻是100Ω,两个电阻的阻值分别是R1=9900Ω和R2=1.01Ω。①双刀双掷开关接到哪边是电流表?接到哪边是电压表?②电流表、电压表的量程各是多少?图14GR2R1abcd可以先复习电表改装的原理,再计算上述问题。变化练习:双量程问题:书52页4、5情境二:电表的改装、欧姆表原理和多用表的使用。三、实验问题2:如下图所示为多用电表欧姆档的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300mA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大值R=50kΩ,串联的固定电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V,(1)用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是多少?情境二:电表的改装、欧姆表原理和多用表的使用。三、实验(2)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤:1)检查多用电表的机械零点。2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。3)将红、黑表笔____①_______,进行欧姆调零。4)测反向电阻时,将____②______表笔接二极管正极,将____③_____表笔接二极管负极,读出电表示数。5)为了得到准确的测量结果,应让电表指针尽量指向表盘___④___(填“左侧”、“右侧”或“中央”);否则,在可能的条件下,应重新选择量程,并重复步骤3)、4)。6)测量完成后,将选择开关拔向____⑤_____位置。答案:①短接;②红;③黑;④中央;⑤OFF。情境二:电表的改装、欧姆表原理和多用表的使用。三、实验问题1、除导线和开关外和被测电源外,下述各组器材可完成测定电源的电动势和内阻的是A.电压表和电流表B.电流表和电阻箱C.电流表和变阻器D.电压表和电阻箱E.电压表和变阻器F.电压表、电流表和变阻器根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir=I(R+r)=U+r,即可判定.答案:BDF三、实验情境三:测量电源的电动势和内阻问题2:(09北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用)一只电流表(量程=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线。①请根据测定电动势E和内电阻的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。三、实验情境三:测量电源的电动势和内阻②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I
的倒数1/I;再制作R-1/I
坐标图,如图6所示,图中已标注出了(R-1/I
)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6上。③在图6上把描绘出的坐标点连成图线。④根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=
V,内电阻
。三、实验情境三:测量电源的电动势和内阻1、(09年天津)图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是
色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=
kΩ。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx其测量结果与原结果相比较
(填“变大”、“变小”或“不变”)。巩固练习三、实验A.直流10V挡B.直流0.5A挡C.直流2.5V挡D.欧姆挡2、在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是A分析:对于万用表是使用,由于电流的量程很小,所以一般不要把万用表的电流量程串在电路中。欧姆档由于表内含电源,所以欧姆表是不允许接入电路中进行测量的;应先选择大量程的电压档更安全。三、实验巩固练习3、(09全国)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的
挡。在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的
挡。(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明___
可能有故障(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。
。答案:(1)电压;欧姆;(2)开关或连接点5、6;(3)①调到欧姆档;②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作;③测量小灯泡的电阻,如电阻无穷大,表明小灯泡有故障。巩固练习三、实验专题三、磁场
磁场部分的知识是以磁感应强度为核心,以带电粒子在磁场中的运动为重点。相对于电场要简单的多。磁感应强度的定义和电场强度定义方法虽有相同的地方,但还是有较大的区别,所以在复习时可以把两种场进行对比,这样能更好的理解两个概念。在解题中重要的环节是通电导线或运动电荷在磁场中受力的方向的判断。磁场和电场都是空间分布的,但是关于磁场对通电导体和对运动电荷的作用方向,要比电场对电荷的作用的方向要复杂。所以首先要把磁场力的方向问题解决好,关于运动电荷在磁场中的运动问题,主要围绕洛伦兹力的作用效果来进行分析。电流磁体安培分子电流假说磁场磁体性质对其中的电流运动电荷安培力施加洛伦兹力施加运动运动描述磁感应强度B磁感线几种典型磁场的磁感线定义大小方向磁场的方向小磁针静止时N极指向N极的受力方向磁感线某点的切线方向磁感应强度的方向磁通密度磁通量产生专题三、磁场3.磁场(1)磁现象的电本质:电流产生磁场(2)描述磁场磁感应强度:B=F/IL(三个量互相垂直)磁通量:Φ=BS
B⊥S,标量,有正、负之分磁感线:封闭曲线,密、疏表示B大小,方向:小磁针静止时N极指向(3)相互作用安培力洛仑兹力直线电流:F=ILBsinθ,方向:左手定则磁力距、磁电式电表运动电荷:f=qvB,方向:左手定则在匀强磁场中作圆周运动:f=qvB提供向心力:(4)带电粒子在磁场中运动的应用质谱仪回旋加速器磁流体发电机电磁流量计速度选择器例题1、关于电场和磁场,下列说法正确的是A.电荷处在电场强度为零的地方,受到的电场力一定为零B.电荷在某处不受电场力作用,则该处电场强度一定为零C.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D.
磁感应强度B反比于检验电流元IL【AB】情境一、磁感应强度和磁通量(与电场比较)一、磁场的概念及应用考查:安培力由B、I和它们间的夹角共同决定,与电场不同;B的定义而非决定。例题2、关于左手定则的使用,下列说法中正确的是(A)当IB时,在电流、磁感强度和安培力三个物理量中,知道其中任意两个量的方向就可以确定第三个量的方向(B)知道电流方向和磁场方向,可以唯一确定安培力的方向(C)知道磁场方向和安培力的方向,可以唯一确定电流的方向(D)知道电荷的运动方向和洛伦兹力的方向,可以唯一确定磁场方向【AB】情境一、磁感应强度和磁通量(与电场比较)一、磁场的概念及应用考查:安培力方向垂直于B、I所在平面,而B、I可以不垂直。例题3、关于磁通量的概念,下面的说法正确的是()A.磁场中某处的磁感应强度越大,面积越大,则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在磁场中某处的一个平面,穿过它的磁场通量为零,该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的
D.磁场中某处的磁感应强度不变,放在该处线圈的面积也不变,则磁通量一定不变【C】情境一、磁感应强度和磁通量(与电场比较)一、磁场的概念及应用考查:磁通量由B、S和它们间的夹角共同决定;用磁通量如何定义B。例题4、在磁感应强度为4.0×10-3T的匀强磁场内,放一面积为1.0×10-2m2的正方形线框.当线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框的磁通量为()
A.4.0×10-5Wb B.4.0×10-1Wb C.5.0×10-3WbD.1.4×10-2Wb【B】情境一、磁感应强度和磁通量(与电场比较)一、磁场的概念及应用考查:磁通量由B、S和它们间的夹角共同决定;典型磁场的磁感线:磁体的磁场磁感线是闭合的.在磁铁外部,从N极到S极.在磁铁内部,从S极到N极.注意在北半球磁感强度有竖直向下的分量一、磁场的概念及应用典型磁场的磁感线:电流的磁场1.安培定则2.画平面图一、磁场的概念及应用情境二:典型磁场和叠加一、磁场的概念及应用问题1:两根通电的长直导体平行放置,电流分别为I1和I2,电流的方向如图所示,在与导体垂直的平面上有a、b、c、d四点,a、b在导体横截面连线的延长线上,c、d在导体横截面连线的垂直平分线上,则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为0的是哪一点?为什么?I1I2acdb考查:通电直导线的磁场特点和磁感应强度的叠加:四边形定则以及学生空间想象能力和画平面图的能力例题2、三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正确的是AC
A.B1=B2<B3
B.B1=B2=B3
C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,
c处磁场方向垂直于纸面向里
D.a处磁场方向垂直于纸面向外,
b和c处磁场方向垂直于纸面向里IcbccacIcIc情境二:典型磁场和叠加一、磁场的概念及应用考查:通电直导线的磁场特点和磁感应强度的叠加:四边形定则以及学生空间想象能力和画平面图的能力例题3、在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态,突然发现小磁针N极向东偏转,由此可知()A.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的S极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D.可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过C情境二:典型磁场和叠加一、磁场的概念及应用变化练习:如图所示,如果在小磁针的附近放一个条形磁铁,条形磁铁的轴线和小磁针的中垂线重合.设地磁场的磁感应强度的水平分量为Bx.测出小磁针偏转的角度为.则条形磁铁的磁场在小磁针处的磁感应强度的大小为DA.BxsinB.Bxtan
C.BxcosD.Bx/cos
考查:赤道处地磁场、通电直导线、小磁针的磁场特点;磁感应强度的叠加:四边形定则和学生的方位感。通电导线所受安培的判断一、磁场的概念及应用问题1:若要使该导体静止于光滑斜面上,如图所示,导体长度为L,磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小为B,求:导体中的电流I为多大?问题2:若电源内阻为r,接入电路的滑动变阻器的电阻为R1<R滑总,导体电阻R2。求:电源电动势;问题3:求:使该通电导线静止于这个光滑斜面上的最小磁感应强度大小和方向。θmI情境三:磁场对电流的作用一、磁场的概念及应用把立体图转化为适当的平面图,受力分析×bGNFF'问题4:若导体与斜面间有摩擦,磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小为B,滑动变阻器滑片位于最右端时导体处于静止状态,滑动变阻器滑片从右端滑到左端过程中,导体仍静止,问:导体所受的静摩擦力如何变化?(先沿斜面向下逐渐减小,当接入电路的阻值为R1时f=0N,再沿斜面向上逐渐增多)问题5:若磁场方向改为竖直向上,电流大小为I,求:静摩擦力大小和方向。θmI情境三:磁场对电流的作用一、磁场的概念及应用考查:安培力;摩擦力;受力分析;牛顿第二定律。问题6、两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上,当通有同向电流时,两导线环的运动情况是A.互相吸引,电流大的环其加速度大B.互相排斥,电流小的环其加速度大C.互相吸引,两环加速度大小相同D.互相排斥,两环加速度大小相同【C】类比同向电流等效小磁针情境三:磁场对电流的作用一、磁场的概念及应用问题7、如图所示,一通电硬直导线ab平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,导线中电流的方向由a到b的,直导线可以在空中自由移动和转动,不考虑重力的影响。合上开关S后,导线ab受磁场力后的运动情况是A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管安培定则:通电螺线管的磁场左手定则:安培力的方向空间思维能力:画平面图情境三:磁场对电流的作用一、磁场的概念及应用1、下列说法中正确的是 A.磁感线可以表示磁场的方向和强弱B.磁感线从磁体的N极出发,终止于磁体的S极C.磁铁能产生磁场,电流也能产生磁场D.放入通电螺线管内的小磁针,根据异名磁极相吸的原则,小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极
AC巩固练习一、磁场的概念及应用考查:磁场的产生;磁感线;典型磁感线。2、一束电子流沿x轴正方向高速运动,如图所示,则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是()A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向
A巩固练习一、磁场的概念及应用考查:电流方向;电流磁场方向。3、金属框架光滑,宽度L=20cm,与水平面夹角=30导体棒ab质量m=10g,电源电动势E=12V,内阻r=1,电阻R=11.若使ab静止,求下列几种情况匀强磁场的B的大小(1)B竖直向上.(2)B水平向左.(3)若使B最小,求B的大小和方向.(4)若磁场方向垂直斜面向上,ab棒与导轨之间的摩擦因数=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.为使ab棒保持静止,求B的取值范围.典型模型巩固练习一、磁场的概念及应用考查:安培力;摩擦力;受力分析;牛顿第二定律。4、(2009重庆)在如图所示电路中,电池均相同,当电键S分别置于a、b两处时,导线MM与NN之间的安培力的大小为fa、fb,判断这两段导线A.相互吸引,fa>fb
B.相互排斥,fa>fbC.相互吸引,fa<fb
D.相互排斥,fa<fbD巩固练习一、磁场的概念及应用考查:电路分析,电流间相互作用。5、如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为l,共N匝.线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知磁感应强度CDA.方向垂直纸面向里,大小为(m1-m2)g/NIlB.方向垂直纸面向里,大小为mg/2NIlC.方向垂直纸面向外,大小为(m1-m2)g/NIlD.方向垂直纸面向外,大小为mg/2NIl巩固练习一、磁场的概念及应用考查:安培力实际应用。二、洛仑兹力方向:左手定则例题1.在图7所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是答案:ACWf=0,只受洛仑兹力的带电粒子做匀速率的曲线运动情境一:洛仑兹力二、洛仑兹力例题2、图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是BA.向上B.向下C.向左D.向右abcdO磁场的叠加和洛仑兹力方向的判断二、洛仑兹力情境一:洛仑兹力带电粒子在非匀强磁场中的运动的速度的大小不变,做曲线运动,但轨迹既不是圆周,也不是抛物线。轨迹的弯曲程度用R=mv/Bq讨论。例题1、如图所示,导线中通有如图的恒定电流,一带正电的电荷以速度v和导线在同一平面内且平行于导线的方向射入,带电粒子的运动轨迹为A、抛物线B、圆周C、既不是圆周也不是抛物线D、以上答案都不对二、洛仑兹力情境二:洛仑兹力作用下的运动轨迹C变化练习:该粒子流的偏转方向?画出轨迹。例题2、(09年安徽卷)19.右图是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室旋转在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子()
A.带正电,由下往上运动
B.带正电,由上往下运动
C.带负电,由上往下运动
D.带负电,由下往上运动答案:A二、洛仑兹力情境二:洛仑兹力作用下的运动轨迹在匀强磁场中的运动粒子轨迹的弯曲程度用R=mv/Bq中的v变化而变化。⑴洛仑兹力提供向心力⑵轨道半径:⑶周期:与v、r无关⑷圆心、半径、运动时间的确定情境三、带电粒子vB时在匀强磁场中的运动二、洛仑兹力物理公式a、两个速度方向垂直线的交点确定圆心位置。(常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下)b、在图中标出半径和已知几何量(如角度和长度)找到三角形(最好是直角三角形),由几何关系和轨道半径公式结合求解。c、由转过的圆心角和周期公式来计算时间。情境三、带电粒子vB时在匀强磁场中的运动二、洛仑兹力解题思路a、两个速度方向垂直线的交点确定圆心位置。(常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下)(1)有界磁场的界:一个直线边界、两平行直边界、两垂直的直边界、圆形边界ХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххххххVХхххххххххххххххххххххххV××××××××××××××VO1(2)运动电荷进入磁场的方式:垂直于界、与界不垂直(如与界的夹角为300、600等)、正对圆心入射600300(3)在磁场中走的弧:1/4圆、半个圆、优弧、劣弧题设情境变化练习:在此情景中,若要使粒子从d点射出,求粒子的入射速度v0和在磁场中运动时间变化练习:在此情景中,若要使粒子从cb或cd或ad边射出,粒子的入射速度v0的范围是什么?情境三、带电粒子vB时在匀强磁场中的运动二、洛仑兹力问题1:如图所示,矩形abcd的边长分别为L和2L,在此区内有垂直于纸面向里、大小为B的运强磁场,一个质量为m、带电荷为+q的粒子从a点以速率v0射入,从c点射出。求:带电粒子运动的轨道半径和在磁场中运动的时间。+qabcd考查:一个直线边界、两平行直边界、两垂直的直边界问题2:如图所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆半径为r,一束电子流沿圆形磁场的直径方向以速度v0射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动方向与原方向成多大夹角?每个电子在磁场中运动
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