物理选修3——2学案7,章末总结.doc

物理选修32学案7,章末总结第一篇:【新步步高】2014-2015学年高二物理教科版选修3-1学案：第三章 学案7 章末总结 Word版含解析 学案7 章末总结 一、通电导体在安培力作用下运动的判断四法 (1)电流元法：把整段通电导体等效为许多小段的直线电流元，用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段通电导体所受合力方向 (2)特殊位置法：把通电导体或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力的方向 (3)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流 (4)利用结论法：两通电导线相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两者不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势 例1 如图1所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况是( ) 图1 A线圈向左运动 B线圈向右运动 C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动 解析 解法一 电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力情况如图所示根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动只有选项A正确 解法二 等效法 将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动，选A. 答案 A 二、安培力作用下导体的平衡 (1)分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直； (2) 一般是先把立体图改画成平面图，并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上，然后根据平衡条件列方程 例2 如图2所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止求： 图2 (1)这时B至少多大？B的方向如何？ (2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？ 解析 在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系 (1)画出金属杆的截面图由三角形定则得，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足BI1Lmgsin ，Bmgsin /I1L. (2)当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，要使金属杆保持静止，应使沿导轨方向的合力为零，得BI2Lcos mgsin ，I2I1/cos . 答案 (1)mgsin /I1L 垂直于导轨平面向上 (2)I1/cos 三、带电粒子在混合场或组合场中的运动 通过正确的受力分析和运动情况分析，明确带电粒子(带电体)的运动过程和运动性质，选择恰当的运动规律解决问题 1带电粒子在组合场中的运动 要依据粒子运动的先后顺序和受力特点，辨别清楚在电场中做什么运动，在磁场中做什么运动 2带电粒子在复合场中的运动 (1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时，根据平衡条件列方程求解 (2)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时，往往同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解 (3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时，常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解 例3 如图3所示，相距为d的两带电平行板间同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m，带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，则( ) 图3 A小球一定带负电 B小球一定带正电 mgdCq 2m D小球在两板间的运动时间为 qB答案 BC 解析 要使小球在复合场中作匀速圆周运动，必须满足重力与电场力平衡，即mgEq，方 UU 向相反，所以电场方向向上，故小球一定带正电，A错误，B正确；根据Emgddmgd12m q，所以U，C正确；小球在两板间的运动时间为整个圆周运动周期的一半，即tq2Bqm ，D错误 Bq 例4 如图4所示的直角坐标系xOy中，x0，y0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上P点坐标为(L,0)，y轴上M点的23坐标为(0)有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域， 3经过M点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点(图中未画出) 运动到坐标原点O.不计重力求： 图4 (1)粒子在M点的速度v； (2)C点与O点的距离x； (3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值 解析 (1)设粒子在由P到M的过程中运动时间为t，在M点时速度为v，沿x轴正方向的速度大小为vx，带电粒子在第二象限做匀变速曲线运动，则： 3 OMvtL 31物理选修32学案7,章末总结 OPxtL 2v2v2v2x 联解得：v2v (2)设粒子在M点的速度v与y轴正方向的夹角为，如图所示，则： vxtan 粒子在x0的区域内受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 设轨迹半径为R，由几何关系有： 2OM2Rsin 3x2Rcos 2 联解得：xL 3 (3)设粒子质量为m，带电荷量为q，则： 11 qEOPmv2mv2 22v2 qvBm R Ev物理选修32学案7,章末总结 联解得： B2v2 答案 (1)2v (2) (3) 3 2 1. (通电导体在安培力作用下运动方向的判断)如图5所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd(ab、cd在同一条水平直线上)连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P.当 P中通以方向向外的电流时( ) 图5 A导线框将向左摆动 B导线框将向右摆动 C从上往下看，导线框将顺时针转动 D从上往下看，导线框将逆时针转动 答案 D 解析 当直导线P中通以方向向外的电流时，由安培定则可判断出长直导线P产生的磁场方向为逆时针方向，磁感线是以P为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，由左手定则可判断出直导线ab所受的安培力方向垂直纸面向外，cd所受的安培力方向垂直纸面向里，从上往下看，导线框将逆时针转动，故D正确 2. (安培力作用下导体的平衡)倾角为的光滑斜面上，放一根长L、质量为m的导体棒，通以如图6所示方向电流I，为使其静止在斜面上，可加一个强度、方向适当的匀强磁场，这第二篇:物理选修3-1第二章 章末总结 选修3-1 第二章恒定电流 章末检测 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分每小题的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个正确，全部选对的得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分) 1如图213所示为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”下列判断正确的（） 6.如图218所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的内电阻分别是( ) A4 W,0.5 B6 W,1 C4 W,1 D2 W,0.5 A甲为“非”门，输出为“1” B乙为“与”门，输出为“0” C乙为“或”门，输出为“1” D丙为“与”门，输出为“1” 2金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，所以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计，如图214所示的IU图象中能表示金属铂的电阻情况的是( ) 3小灯泡通电后，其电流I随所加电压U变化的图线如图215所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法不正确的是( ) A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B对应P点，小灯泡的电阻为RUI2C对应P点，小灯泡的电阻为RUI2I1 D对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 4.两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图216中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为( ) A21 B12 C61 D16 5.(2013江苏检测)如图217所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr、P1和P2分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率，当R1R2r时，PrP1P2等于( ) A111 B211 C144 D411 7图219为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线用此电源与三个阻值均为3 的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V则该电路可能为( ) 8压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小，某兴趣小组利用压敏电阻设计了判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图221甲所示将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示，下列判断中正确的是( ) A乙图表示电梯可能匀速下降 B乙图表示电梯可能匀减速下降 C乙图表示电梯可能变减速上升 D乙图表示电梯可能变减速下降 9.(2011高考上海卷)如图222所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，( ) A电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大 B电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小 C电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大 D电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小 10.(2012天津一中高二检测)如图223所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，电压表内阻为10 k，B为静电计；两个电容器的电容分别为C1和C2，将开关S合上一段时间后，下列说法中正确的是( ) A若C1C2，则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差 B若将滑动变阻器滑片P向右滑动，则电容器C2所带电荷量增大 CC1所带电荷量为零 D再将开关S断开，然后使电容器C2两极板间距离增大，则静电计张角增大 二、实验题(本题共2小题，共18分按题目要求作答) 11(8分)用如图224所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： a电流表(量程0.6 A、3 A)； b电压表(量程3 V、15 V)； c滑动变阻器(阻值范围010 、额定电流2 A)； d滑动变阻器(阻值范围0100 、额定电流1 A)那么 (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_ V，电流表的量程应选择_ A；R应选择阻值范围是_的滑动变阻器 (2)引起该实验系统误差的主要原因是_ 12(10分)(1)某额定电压为8 V的灯泡的伏安特性曲线如图225所示若将它与一个R7 的定值电阻串联后接在电动势E8 V、内阻r1 的电源上，则通过该灯泡的实际电流为_ A，该灯泡的实际功率为_ W. (2)在测定金属丝电阻率的实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径如图226甲所示，d_mm；用多用电表的“1”欧姆挡，调零后测得金属丝的电阻值如图乙所示，R_.若实验中测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式_(用符号表示) 图226 三、计算题(本题共4小题，共42分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13(10分)如图227所示，电源电动势E10 V，内阻r1 ，电容器的电容C40 F，电阻R1R24 ，R35 .接通开关S，待电路稳定后，求： (1)理想电压表V的读数； (2)电容器的带电量 14(10分)在图228所示电路中，电源电动势E6 V，内阻r1 .D为直流电动机，其电枢线圈电阻R2 ，限流电阻R3 .当电动机正常工作时，电压表示数为0.3 V求： (1)通过电动机的电流是多大？ (2)电动机输入的电功率、转变为热量的功率和输出机械功率各是多少？ 15(10分)一个允许通过的最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器，接成如图229甲所示的电路，变阻器最大阻值为R022 ，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U12 V的直线为图线的渐近线，试求： (1)电源电动势和内电阻； (2