【图文】2010届高考物理二轮复习系列课件03《物体的平衡》_百度文库
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2010届高考物理二轮复习系列课件03《物体的平衡》
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2016届高考物理第一轮共点力的平衡专题考点复习教案2012届高三物理一轮复习学案：第一章《力 物体的平衡》专题五 共点力的平衡【考点透析】一 本专题考点：共点力共点力的平衡条件二 理解和掌握的内容1．共点力：各力的作用点相同或力的作用线交于一点。在不涉及物体转动的问题中，可把非共点力经平移转化成共点力。2．共点力的平衡条件（1）衡状态：静止状态或匀速直线运动状态。注意速度为零加速度不为零不是平衡状态，例如做竖直上抛运动的物体运动到最高点时不是平衡状态。（2）衡条件：物体所受合外力为零，即∑F=0。由牛顿第二定律F=ma，当a=0时，F=0。我们可把共点力的平衡条件理解成牛顿第二定律的一个推论。（3）点力平衡条件的推论：几个力构成平衡力，其中一个力和其余力的合力构成平衡力；几个力构成平衡力，其中几个力的合力和其余力的合力构成平衡力；三个非平行力作用下物体处于平衡状态，则这三个力是共点力。3．求解共点力平衡的问题常用法：（1）交分解法，此时平衡条件应表述为：∑FX=0 ∑FY=0。在建立坐标系时，要考虑尽量减少力的分解。（2）的三角形法，物体受到同一平面内三个互不平行的力的作用时，将这三个力经平移必得到一个闭合三角形。（3）体法。【例题精析】例1 重力为10N的小球被轻绳a、b悬挂在天花板和墙壁上，其中绳b水平，绳a与竖直方向成30°角，如图1-37所示。求绳a、b的拉力。解析：方法一：对小球进行受力分析如图。小球受三个力的作用，根据平衡条件，这三个力中的任意两个力的合力跟第三力必然等大反向。将Ta 、Tb合成，其合力为F，如图1-38，根据平衡条件F=G=10N在直角三角形中，这种先把某些力合成再建立力学方程的方法称为合成法，在物体受力不多，比如三个力时采用此种方法比较方便。.这种方法不但在平衡问题中经常可以采用，在动力学问题中也经常可以用到。方法二：对小球进行受力分析并建立平面直角坐标系，将不在坐标轴上的力向坐标轴上进行正交分解，如图1-39。 根据平衡条件 ΣFx =0 ΣFy =0 有 Ta sin30°－Tb = 0 ………… ① Ta cos30°－G = 0 ………… ② 由②解得 代入①解得这种方法称为正交分解法，它是解决力学问题的重要方法，特别适合在物体受力比较复杂的情况下。从以上两种方法中可以看到，解决力学问题，首先要在明确了研究对象的前提下，对研究对象做出准确、清晰的受力分析，而力的合成和分解是建立力学方程的重要手段和步骤。例2 如图1-40所示，质量为ｍ的物体放在倾角为θ的斜面上，在水平恒定的推力F的作用下，物体沿斜面匀速向上运动，则物体与斜面之间的动摩擦因数为　　　　　。解析：分析物体受力情况，建立直角坐标系如图1-41。根据共点力平衡条件：在X轴方向　 ①在Y轴方向 ②又　　　　　 ③由以上三式，　思考拓宽：我们实际沿斜面方向建立X轴，解题时，也可取F的方向为X轴，这样需分解两个力。若在其它方向建立坐标，则四个力都要分解，造成运算麻烦。因此，在建立坐标系时，要尽量让更多的力落在坐标轴上。例3 有一直角架AOB，AO水平放置，表面粗糙。OB竖直向下，表面光滑。AO上套有一个小环P，OB上套有一个小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡（如图1-42）。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，移动后和移动前比较，AO杆对P环的支持力N　　　　；细绳的拉力T 　　 。（以上两空填“变大”、“变小”、“不变”）解析：分析P、Q的受力情况如图1-43，取Q为研究对象，P左移时，绳与竖直方向夹角变大，拉力变大；取整体为研究对象，N2=2mg，AO对P的支持力不变。思考与拓宽：求解N2，可取P为研究对象，利用正交分解法，同样可得正确结果，但不如整体法来得直接。运用整体法，可避免分析求解物体间的相互作用力，应为解题首选。【能力提升】Ⅰ．知识与技能1．将某种材料的长方体锯成A、B两块放在水平桌面上，并紧靠在一起，如图1-44所示，物体A的角度如图中所示。现用水平方向的力F推物体，使A、B保持矩形整体沿力F方向匀速运动，则A.物体A在水平方向受两个力作用，合力为零B.作用于A的摩擦力不止一个C.物体B对A的压力大小等于桌面对A的摩擦力大小D.物体B在水平方向受五个力作用2．如图1-45所示，用绳子牵引小船使之匀速向岸运动，设水的阻力不变，在小船靠岸前A.绳子的拉力不断增大　B.绳子的拉力不变C.船所受浮力不变　　　D.船所受浮力增大3．如图1-46，物体A恰能在斜面上保持静止A.如在A上轻放一物体，A将匀速下滑B.如在A上轻放一物体，A将加速下滑C.若在A的上表面加一竖直向下压力，A仍静止D.若在A的上表面加一竖直向下压力，A将匀速下滑4．如图1-47所示，AB为可绕B转动的挡板，G为圆柱体。夹于斜面与挡板之间。若不计一切摩擦，使夹角β由开始时较小逐渐增大到90°的过程中，挡板AB受到的压力A.不断增大　　　　　B.不断减小C.先增大后减小　　　D.先减小后增大Ⅱ．能力与素质5．如图1-48所示，A、B两物体的重力分别为3N、4N，A用绳悬挂在天花板上，B放在水平地面上， A、B间的轻弹簧的弹力为2N。则绳的拉力的可能值为 ____ 。B对地面的压力的可能值为 。6．如图1-49所示，人重600N，平板重400N，如果人要拉住木板，它应施加的拉力为　　　　N。若人重不变，平板重力超过　　　　N时，人无论如何也拉不住木板。7．如图1-50所示，一个体积为V=1m3，质量m=0.29kg的氢气球，用一根长度等于气球半径的细绳系住，绳的另一端固定在光滑竖直墙上，试求气球平衡时，墙受到的压力和绳中的张力。已知空气密度ρ=1.29kg/m38．如图1-51所示，水平放置的两固定光滑硬杆OA、OB成θ角，在两杆上分别套有轻环P、Q，并用轻绳连接两环。现用恒力F沿OB方向拉环Q，当两环达到平衡时绳子的张力多大？ 效果验收一、选择题1．如图1-52所示，A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，整个系统相对于地处于静止状态，则B对C和地面对C的摩擦力的大小分别为A．mAg，mBgB．mBg，mAgC．mAg，0D．mBg，02．如图1-53所示，放置在水平地面上的物块受到力F的作用保持静止。现在使力F增大，物块仍然静止。A 物块受到的摩擦力一定减小B 物块受到的摩擦力一定不变C 物块对地面的压力一定减小D 物块受到的合力一定增加3．三个在同一平面上的力，作用在一个质点上，三个力的方向在平面内任意调节，欲使质点所受合力大小能在0.14N到17.5N的范围内，这三力的大小可以是①4N，6N，8N②2.5N,10N,15N③0.14N,9N,17.5N④30N,40N,60NA．①③B．②④C．①④D．①③④4．如图1-54所示，物体重100N，放在水平地面上，物体右端与一轻弹簧连接，物体与地面的最大静摩擦力为40N。用一水平向左的30N的力作用在物体左端，物体仍静止，则物体所受弹簧的弹力不可能的是：A.20N B.40NC.60N D.80N5．有两个互成角度的共点力，夹角为θ，它们的合力的大小随θ的变化关系如图1-55所示。那么，这两个力的大小分别是A. 3N、4N B.2N、5NC. 1N、6N　　 D.3.5N、3.5N6．如图1-56所示，一根轻绳跨过定滑轮后系在大重球上，球的大小不能忽略。在轻绳的另一端加一竖直向下的力F，使球沿斜面由底端缓慢拉上顶端，各处的摩擦不计，在这个过程中拉力FA．保持不变B．逐渐增大C．先增大后减少D．先减少后增大7．如图1-57所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的木块。当两木块沿三角形木块匀速下滑时，粗糙水平面对三角形木块A.有摩擦力作用B.没有摩擦力作用C.由于m1 、θ1、m2、θ2均未知，故无法确定是否存在摩擦力D.匀速下滑比静止时的支持力要小8．有一直角V形槽，固定放在水平面上，槽的两侧壁与水平面夹角均为45°，如图1-58所示，有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内，木块与槽两侧面间的动摩擦因数分别为 和 （ > ）。现用水平力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为A． B．C． D．二、填空题9．如图1-59所示，表面光滑、重力不计的尖劈插在缝AB间，在尖劈背上加一压力F，则尖劈对A侧的压力为 ，对B侧的压力为 ，已知尖劈的夹角为 。10．在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，某小组得出如图1-60所示的图（F与A、O共线），其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点，（1）图中_____是F1与F2合成的理论值；_____是F1与F2合力的实际值.（2）验证力的合成与分解遵循平行四边形定则，最终表现为验证________。11．用精密仪器测量一物体的长度，得其长度为1.63812cm，如果用最小刻度为mm的米尺来测量，则其长度读数应为___________cm，如果用50分度的卡尺来测量，则其长度应读为___________cm，如果用千分尺来测量，则其长度应读为_________cm。三、计算题12．一质量为m的物体，在倾角为θ的斜面体上恰好能沿斜面匀速下滑，这时斜面体在水平地面上静止不动，现用力沿斜面向上的方向拉该物体，使它沿斜面匀速上升，斜面体仍静止不动。求此时地面对斜面体的静摩擦力多大？13．如图1-61所示，一个圆球半径为R，重量为G，其重心不在球心O上，现把它放在槽M、N上，平衡时重心在球心的正上方R/3处，支点M、N在同一水平面，相距也为R。摩擦力不计。则平衡时支点M对圆球的支持力的大小为多少？14．如图1-62所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，在这过程中下面木块移动的距离为多少，上面木块移动的距离为多少。专题五 1.B 2.A 3.C 4.B 5.1N或5N；6N或2N 6.250；1800 7. ； 8.效果验收： 1.C 2.C 3.C 4.D 5.A 6.B 7.B 8.A 9. ； 10.F′；F ；F与F′大小相等方向一致 11.1.64；1.638；1..14.2016届高考物理第一轮摩擦力专题考点复习教案2012届高三物理一轮复习学案：第一章《力 物体的平衡》专题二 摩擦力（人教版）【考点透析】一 本专题考点：静摩擦力的大小和方向，滑动摩擦力的大小和方向二 理解和掌握的内容1．摩擦力的产生相互接触又相互挤压的物体之间若相对滑动则产生滑动摩擦力；若存在相对滑动的趋势则产生静摩擦力。注意：（1）无论是滑动摩擦力还是静摩擦力都起着阻碍物体相对滑动的作用，但应注意是阻碍相对滑动，并不一定阻碍物体的运动。无论是滑动摩擦力还是静摩擦力都即可以充当动力，又可以充当阻力（请读者自己针对这四种情况各举一例）；（2）我们通常所说物体运动与否一般是以地为参照物的，所以不能绝对的说静止的物体受到的就是静摩擦力，运动的物体受到的就是滑动摩擦力；（3）由于静摩擦力和滑动摩擦力规律不同，分析摩擦力的有无、大小和方向应首先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力。2．摩擦力的方向滑动摩擦力的方向一定和相对滑动的方向相反，即A受B的摩擦力和A相对B滑动的方向相反。静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，它的判断方法有如下几种：（1）直接根据相对滑动的趋势判断。一般采用“假设光滑法”，即先假设接触面光滑，不存在摩擦力，分析物体将会发生怎样的相对运动，从而判断相对滑动趋势的方向。（2）根据物体的运动状态，通过牛顿第二定律分析。关键是先搞清物体的加速度方向，再根据牛顿第二定律确定合外力，然后做受力分析确定摩擦力方向。如图1-7滑块随水平转台一起做匀速圆周运动，需要指向圆心的向心力，受力分析知，这个力只能由静摩擦力提供，由此得到静摩擦力的方向。当物体处在平衡态时则可根据力的平衡条件判断。（3）通过牛顿第三定律判断。（4）如果物体处于平衡态，可以根据力的平衡（各个方向的合外力为零）判断。3．摩擦力的大小如果是滑动摩擦力，可直接由摩擦力定律计算，即f=μN，注意其中N不一定等于物体的重力。如是静摩擦力，则不能用摩擦力定律计算，而应根据物体的运动状态，运用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求解。在弹力相同的情况下，两个物体之间的最大静摩擦力一般大于滑动摩擦力，但在有的计算中往往认为近似相等。【例题精析】例题1 如图1-8，物体被皮带向上传送,皮带的速度为V1 =5m/s,物体的速度为V2 =3m/s, 下列有关物体和皮带所受摩擦力的说法正确的是　 A.物体所受摩擦力方向向下 B.物体所受摩擦力方向向上C.皮带所受摩擦力方向向下D.皮带所受摩擦力方向向上 解析：本题要考查的是对滑动摩擦力方向的认识, 因为滑动摩擦力的方向是与物体间的相对运动方向相反，不一定与物体运动方向相反，而现在所指的相对性是针对某一摩擦力的施力者和受力者而言。在本例中，物体所受摩擦力的施力者是皮带，虽然物体向上运动，但这个向上运动是相对地面的，而地面对物体是没有摩擦力的，因为它们之间并不接触。由于物体相对皮带是向下运动的，它受到皮带的摩擦力当然方向是向上的，。确答案是BC。例题2 下列关于摩擦力的叙述中，正确的有A.滑动摩擦力的方向总是跟物体运动方向相反B.静摩擦力既能做正功，又能做负功C.滑动摩擦力只能做运动物体的阻力D.物体静止时一定受到静摩擦力作用解析：本题重在考察对摩擦力概念的辨析。滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反，这里的“相对”是对与其相接触的存在摩擦的物体而言，而物体的运动在中学阶段一般是指相对地球的，所以二者的方向不总是相同的。故A错。静摩擦力与物体的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同，也可能相反，所以可能做正功，也可能做负功。滑动摩擦力的方向可能和物体的运动方向一致（你能举例码？），这时它是动力，注意滑动摩擦力是和相对运动方向相反，跟物体的运动方向没有必然联系。故C错。静摩擦力产生在物体有相对运动趋势时，虽然这时的物体处于相对静止，但不是等同于静止（通常说的静止是以地面为参照物）。故D错。所以正确选B。【能力提升】Ⅰ．知识与技能１．关于摩擦力下面说法中正确的是A.摩擦力的大小随正压力的增大而增大B.两个物体之间有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力不一定有弹力C.摩擦力一定与速度方向在同一直线上，或者与速度方向相同，或者与速度方向相反D.两个物体间的正压力减小时，静摩擦力可能反而增大2．如图1-9所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果将水平拉力F施于A，而A、B仍保持静止,，则下面的说法中正确的是 ①物体A与地面间的静摩擦力的大小等于F②物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零③物体A与B间的静摩擦力的大小等于F④物体A与B间的静摩擦力的大小等于零A.①②③B.②④C.①④D.②③④3．由摩擦力定律可推出 ，下面说法正确的是A.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，f越大，μ越大B.动摩擦因数μ与正压力N成反比，N越大，μ越小C.μ与f成正比，与N成反比D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定4．置于水平地面上的物体受到水平作用力F而保持静止，如图1-10所示。今在大小不变的条件下将作用力F沿逆时针方向缓缓转过180°，则在此过程中物体对地面的正压力N和地面给物体的摩擦力f的变化是A.N先变小后变大，f不变B.N不变，f先变小后变大C.N、f都是先变大后变小D.N、f都是先变小后变大5．汽车的发动机通过变速器与后轮相连，当汽车由静止开始向前开动时，前轮和后轮所受的摩擦力的方向A.前后轮受到的摩擦力方向都向后B.前后轮受到的摩擦力方向都向前C.前轮受到摩擦力向前，后轮向后D.前轮受到摩擦力向后，后轮向前Ⅱ．能力与素质6．A、B、C为三个质量相同的木块，叠放于水平桌面上。水平恒力F作用于木块B，三木块以共同速度v沿水平桌面做匀速直线运动，如图1-11所示，则在运动过程中A . B作用于A的静摩擦力为F/2B . B作用于A的静摩擦力为F/3 C . B作用于C的静摩擦力为 2F/3D . B作用于C的静摩擦力为F7．如图1-12所示，甲、乙、丙三个物体，质量相同，与地面摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F, 它们受到的摩擦力的大小关系是 A.三者相同 B.乙最大 C.丙最大 D.已知条件不够，无法判断谁最大8．如图1-13所示, 物体A置于倾角为θ的斜面体 B上, A与B、B与水平地面间接触面均粗糙。现对物体A施加一水平向右的恒力F ( F≠0 )后，A、B都保持静止不动, 则下面判断正确的是A.A、B之间，B与水平地面之间一定存在摩擦力B.B对A的摩擦力方向一定沿斜面向下，地面对B的摩擦力方向一定沿水平向右C.B对A的摩擦力方向可能沿斜面向上或沿斜面向下，地面对B的摩擦力方向可能向左也可能向右D.B对A的摩擦力可能为零也可能不为零，方向可能沿斜面向上也可能沿斜面向下；地面对B的摩擦力一定不为零，且方向只能是水平向左9．在倾角为30o的斜面上，有一重为10N的物块，被平行于斜面大小为8N的恒力推着沿斜面匀速上行，如图1-14所示。在突然撤去力F的瞬间，物块受到的摩擦力大小为________。 2016届高考物理第一轮考纲知识复习：光第2章 光【考纲知识梳理】一、光的折射及折射率1、 光的折射（1）折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向发生改变的现象．（2）折射定律：①内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.②表达式： ,式中n12是比例常数.③光的折射现象中，光路是可逆的.2、 折射率（1）定义：光从真空射入某种介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率．注意：指光从真空射入介质．（2）公式：n=sini/sinγ ，折射率总大于1．即n＞1．（3）各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。（4）两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．二、全反射1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．2．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c色散现象nvλ(波动性)衍射C临干涉间距γ (粒子性)E光子光电效应红黄紫小大大小大 (明显)小 (不明显)容易难小大大小小 (不明显)大 (明显)小大难易三 、光的干涉现象1、 两列波在相遇的叠加区域，某些区域使得“振动”加强，出现亮条纹；某些区域使得振动减弱，出现暗条纹。振动加强和振动减弱的区域相互间隔，出现明暗相间条纹的现象。这种现象叫光的干涉现象。2、 产生稳定干涉的条件：两列波频率相同，振动步调一致(振动方向相同)，相差恒定。两个振动情况总是相同的波源，即相干波源（1）.产生相干光源的方法（必须保证 相同）。①利用激光 (因为激光发出的是单色性极好的光)；②分光法(一分为二)：将一束光分为两束频率和振动情况完全相同的光。(这样两束光都来源于同一个光源,频率必然相等)下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图点(或缝)光源分割法：杨氏双缝(双孔)干涉实验；利用反射得到相干光源：薄膜干涉利用折射得到相干光源：（2）．双缝干涉的定量分析 如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为 δ=r2－r1；由几何关系得：r12=L2+(x－ )2， r22=L2+(x+ )2.考虑到 L》d 和 L》x，可得 δ= .若光波长为λ，①亮纹：则当δ=±kλ(k=0,1,2,…) 屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍时，两束光叠加干涉加强；②暗纹：当δ=±(2k－1) (k=0,1,2,…)屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出： (1)明纹坐标 x=±k λ (k=0，1，2，…） (2)暗纹坐标 x=±(2k－1) ? (k=1，2，…）测量光波长的方法 (3)条纹间距[相邻亮纹(暗纹)间的距离] △x= λ. (缝屏间距L，双缝间距d)用此公式可以测定单色光的波长。则出n条亮条纹(暗)条纹的距离a,相邻两条亮条纹间距用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生．①当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=kλ，该处的光互相加强，出现亮条纹；②当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ= ，该点光互相消弱，出现暗条纹；③条纹间距与单色光波长成正比． (∝λ)，所以用单色光作双缝干涉实验时，屏的中央是亮纹，两边对称地排列明暗相同且间距相等的条纹用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边对称地排列彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。 原因：不同色光产生的条纹间距不同，出现各色条纹交错现象。所以出现彩色条纹。将其中一条缝遮住：将出现明暗相间的亮度不同且不等距的衍射条纹（3）．薄膜干涉现象：光照到薄膜上，由薄膜前、后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹，两列反射波的路程差Δδ,等于薄膜厚度d的两倍，即Δδ=2d。 由于膜上各处厚度不同，故各处两列反射波的路程差不等。 若：Δδ=2d=nλ(n=1,2…)则出现明纹。Δδ=2d=(2n-1)λ/2(n=1,2…)则出现暗纹。应注意：干涉条纹出现在被照射面(即前表面)。后表面是光的折射所造成的色散现象。单色光明暗相间条纹，彩色光出现彩色条纹。薄膜干涉应用：肥皂膜干涉、两片玻璃间的空气膜干涉、浮在水面上的油膜干涉、牛顿环、蝴蝶翅膀的颜色等。光照到薄膜上，由膜的前后表面反射的两列光叠加。看到膜上出现明暗相间的条纹。四、光的衍射。1.光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物阴影里的现象． 单缝衍射：中央明而亮的条纹，两侧对称排列强度减弱，间距变窄的条纹。 圆孔衍射：明暗相间不等距的圆环，（与牛顿环有区别的）2.泊松亮斑：当光照到不透光的极小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑。当形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。3.各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。至使轮廓模糊不清，4.产生明显衍射的条件：（1）障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。(当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象)Δd≤300λ 当Δd=0.1mm=1300λ时看到的衍射现象就很明显了。小结：光的干涉条纹和衍射条纹都是光波叠加的结果，但存在明显的区别：（2）单色光的衍射条纹与干涉条纹都是明暗相间分布，但衍射条纹中间亮纹最宽，两侧条纹逐渐变窄变暗，干涉条纹则是等间距，明暗亮度相同。白光的衍射条纹与干涉条纹都是彩色的。（3）意义：①干涉和衍射现象是波的特征：证明光具有波动性。λ大，干涉和衍射现明显，越容易观察到现象。②衍射现象表明光沿直线传播只是近似规律，当光波长比障碍物小得多和情况下(条件)光才可以看作直线传播。(反之)③在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。光的直进是几何光学的基础，光的衍射现象并没有完全否认光的直进，而是指出光的传播规律受一定条件制约的， 任何物理规律都受一定条件限制。(光学显微镜能放大2000倍，无法再放大，再放大衍射现象明显了。)五、 光的偏振横波只沿某个特定方向振动，这种现象叫做波的偏振。只有横波才有偏振现象。根据波是否具有偏振现象来判断波是否横波，实验表明，光具有偏振现象，说明光波是横波。（1）自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。自然光通过偏振片后成形偏振光。（2）偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。除了直接从光源发出的光外。偏振片(起偏器)由特定的制成，它上面有一个特殊方向(透振方向)只有振动方向和透振方向平行的光波才能通过偏振片。（3）只有横波才有偏振现象。光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。（4）光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起的，因此将E的振动称为光振动。（5）应用：立体电影、照相机的镜头、消除车灯的眩光等。【要点名师透析】类型一 折射定律及折射率的应用【例1】如图所示，真空中有一个半径为R，折射率为n= 的透明玻璃球。一束光沿与直径成θ0=45°角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光线在玻璃球中的传播时间。解析：设光线在玻璃球的折射角为θ，由折射定律得解得：θ=30°由几何知识可知光线在玻璃球中路径的长度为L=2Rcosθ=光在玻璃的速度为v=光线在玻璃球中的传播时间t=类型二 光的折射、全反射的综合应用【例2】如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A＝30°,斜边AB＝a，棱镜的折射率为n= .在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．【详解】设入射角为i，折射角为r，由折射定律得 ①由已知条件及①式得r=30° ②如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示，设出射点为F，由几何关系可得∠AFM＝90°AF= ③即出射点在AB边上离A点 的位置.如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示．设折射光线与AB的交点为D．由几何关系可知，在D点的入射角θ＝60° ④设全反射的临界角为θC，则 ⑤由⑤和已知条件得θC=45° ⑥因此，光在D点发生全反射．设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB=90°BD=a-2AF ⑦BE=DBsin30° ⑧联立③⑦⑧式得BE= a即出射点在BC边上离B点 a的位置．类型三 双缝干涉和薄膜干涉的应用【例3】(2011?南京模拟)用某一单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为0.25 mm,在距离双缝为1.2 m处的光屏上,测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.(1)求这种单色光的波长.(2)若用这种单色光照射到增透膜上,已知增透膜对这种光的折射率为1.3,则增透膜的厚度应取多少?【详解】类型四 光的偏振现象【例4】奶粉的碳水化合物 (糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.(1)偏振片A的作用是什么？(2)偏振现象证明了光是一种______ .(3)以下说法中正确的是( )A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α【答案】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光.(2)偏振现象证明了光是一种横波.(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度.若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确.【感悟高考真题】1.（2011?四川理综?T15）下列说法正确的是A 甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛B 我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物C 可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度D 在介质中光总是沿直线传播【答案】选A.【详解】根据反射定律和光路可逆知A正确；由于透明介质的形状、厚薄未定，根据折射定律可知B错；光也是一种电磁波，在真空中二者的速度一样，C错；由折射定律可知，在非均匀介质中，光可以不沿延直线传播.2.（2011?大纲版全国?T16）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A.紫光、黄光、蓝光和红光B. 紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D. 红光、黄光、蓝光和紫光【答案】选B【详解】第一次折射时，把水珠看做三棱镜，向下偏折程度最大的光线一定是紫光，偏折程度最小的是红光，故第二次折射后，从图上可看出紫光是a.，红光是d，所以正确答案是B.3.（2011?重庆理综?T18）在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大 ②a光的传播速度最小③b光的折射率最大 ④a光的波长比b光的短根据老师的假定，以上回答正确的是A. ①② B. ①③C. ②④ D. ③④【答案】选C.【详解】折射率越大，在水中的像看起来就越浅，b 在水下的像最深，说明b光的折射率最小；c照亮水面的面积比a的大，说明c光的临界角大于a光的临界角，则c光的折射率小于a光的折射率，这样就能判断出三种光的折射率大小关系是 ，所以a、b、c相当于紫、绿、红三种色光，这样，就能十分简单断定选项C正确.4.（2011?上海高考物理?T21）如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的 (填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的 (填“波动说"、“微粒说"或“光子说")。【答案】衍射，波动说【详解】圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，一定不是光的直线传播现象造成的，是光在传播过程中绕过障碍物的现象，属于光的衍射，衍射是波的特性，所以这一实验支持了光的波动说5．（2010?重庆?20）如题20图所示，空气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧 上的光，则 上有光透出的部分的弧长为A. 1/6 RB. 1/4 RC. .1/3 RD. 5/12 R【答案】B【解析】根据折射定律， 可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式 得临界角为45°，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-（120°+45°）=15°，所以A到D之间没有光线射出。 由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-（30°+15°）=45°，为1/4 R。6．（2010?全国卷Ⅰ?20）某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为A．5.5m B．5.0m C．4.5m D．4.0m【答案】B【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得，即 。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有 ，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解7．（2010?北京?14）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是A.在相同介质中，绿光的折射率最大B.红光的频率最高C.在相同介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小【答案】C【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C正确。频率大，光子能量大，D错。8．（2010?江苏物理?12(B)）（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（A）激光是纵波（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30× m,屏上P点距双缝 和 的路程差为7.95× m.则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30× m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.答案：9.（ 2010?新课标?33(1)）如图，一个三棱镜的截面为等腰直角 ABC， 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_________.(填入正确选项前的字母) A、 B、 C、 D、答案：A解析：根据折射率定义有， ， ，已知∠1=450∠2+∠3=900，解得：n=10．（2010?海南物理?18(1)）一光线以很小的入射角 射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（ 很小时． ）【答案】【解析】如图，设光线以很小的入射角 入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为 ，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作 ，交 于D点，则 的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得由几何关系得 ②出射光线与入射光线之间的距离为当入射角 很小时，有由此及①②③④式得 ⑤【考点模拟演练】1．(2011?福建龙岩)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是 (　　)A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短【答案】A【详解】干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项正确，B项错误；由公式Δx＝Ldλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误．2.(2011?南通模拟)双缝干涉实验装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到像屏的距离为l,调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹.关于干涉条纹的情况,下列叙述正确的是( )A.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰B.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹C.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大【答案】选B、D.【详解】根据 ,l变化,像屏上仍有清晰的干涉条纹,只是条纹间距发生变化,A错误,B正确.d减小时,Δx变大,C错误,D正确.3．(2011?河北唐山)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它也随你靠近而后退．对此现象正确的解释是 (　　)A．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射【答案】D【详解】酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射．4.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【答案】选D.【详解】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象,C错;光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,D正确.5．(2011?福建福州)下列说法正确的是 (　　)A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰【答案】D【详解】太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D对．6.(2011?合肥模拟)如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜,叠合在一起组成一个长方体,一束单色光从P的上表面射入,折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率nP＜nQ,射到P上表面的光线与P上表面的夹角为θ,下列判断正确的是( )A.光线一定从Q的下表面射出B.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定等于θC.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定大于θD.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定小于θ【解析】选D.由于没有确定几何尺寸,所以光线可能射向Q的右侧面,也可能射向Q的下表面,A错误;当光线射向Q的下表面时,它的入射角与在P中的折射角相等,由于nP＜nQ,进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角,那么出射光线与下表面的夹角一定小于θ,B、C错误，D正确.7. (2011?广东中山)如图所示，红色细光束a射到折射率为2的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为 (　　)A．30° B．45°C．60° D．75°【答案】A【详解】由折射定律有2＝sin 45°sin θ，得折射角θ＝30°.画出光路图，由几何关系知，夹角α＝30°，A正确．8.光热转换是将太阳光能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能.真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳光能转化为_________，这种镀膜技术的物理学依据是________.【答案】内能 光的干涉【详解】太阳能热水器是把太阳光能转化为内能的装置，玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，此镀膜为增透膜，是利用了光的干涉原理.9.(2011?苏州模拟)如图所示,在双缝干涉实验中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P点的路程差Δs=1.5×10-6 m.(1)当S为λ=0.6 μm的单色光源时,在P点处将形成_____条纹.(2)当S为λ=0.5 μm的单色光源时,在P点处将形成 _____ 条纹.(均选填“明”或“暗”)【答案】(1)暗 (2)明【详解】 (1)由题意，当λ=0.6 μm时，Δs=2λ+ λ,为半波长的奇数倍,故P点为暗条纹.(2)当λ=0.5 μm时,Δs=3λ,为波长的整数倍,故这时P点将形成明条纹.10.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为ν=8.1×1014 Hz,(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是_________.(2)这种“增反膜”的厚度是多少？(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A.薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”【答案】(1)两反射光叠加后加强 (2)1.23×10-7 m(3)A、D【详解】(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱.(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1,2,…),因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 .紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7 m.在膜中的波长是λ′=λ/n=2.47×10-7 m,故膜的厚度至少是1.23×10-7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”.11. (2011?海南海口模拟)一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝2.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路．【答案】C＝45°　光路图如下【详解】sin r＝sin in＝222＝12，r＝30°由sin C＝1n＝22，得C＝45°.光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出．12．如图表示某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4μm的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹，若换用波长为0.6μm的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？【答案】2【详解】设用波长为0.4 μm的光入射，条纹宽度为Δx1，则Δx1＝ldλ1，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3Δx1.用0.6μm光入射，设条纹宽度为Δx2，则Δx2＝ldλ2，设此时屏上有x条亮纹，则有xΔx2＝3Δx1∴x＝ldλ2＝3ldλ12016届高考物理第二轮知识点归纳总结复习 楞次定律 §X4.3楞次定律[学习目标]1．知道楞次定律的内容，理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义2．会利用楞次定律判断感应电流的方向3．会利用右手定则判断感应电流的方向[自主学习]注意：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是“阻碍”“变化”，不是阻止变化，阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。如果引起感应电流的磁通量增加，感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反，如果引起感应电流的磁通量减少，感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。1．磁感应强度随时间的变化如图1所示，磁场方向垂直闭合线圈所在的平面，以垂直纸面向里为正方向。t1时刻感应电流沿 方向，t2时刻 感应电流，t3时刻 感应电流；t4时刻感应电流的方向沿 。2．如图2所示，导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动，则a、b两端的电势关系是 。[典型例题] 例1 如图3所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间；当螺线管中电流减小时，A环将：(A)有收缩的趋势 (B)有扩张的趋势(C)向左运动 （D）向右运动分析：螺线管中的电流减小，穿过A环的磁通量减少，由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减少，以后有两种分析：（1）感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁感线也向左，由安培定则，感应电流沿逆时针方向（从左向右看）；但A环导线所在处的磁场方向向右（因为A环在线圈的中央），由左手定则，安培力沿半径向里，A环有收缩的趋势。（2）阻碍磁通量减少，只能缩小A环的面积，因为面积越小，磁通量越大，故A环有收缩的趋势。A正确例2 如图4所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断导线环在磁铁插入过程中如何运动？分析：磁铁向导线环运动，穿过环的磁通量增加，由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，导线环向右运动阻碍磁通量的增加，导线环的面积减小也阻碍磁通量的增加，所以导线环边收缩边后退。此题也可由楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判断导线环受到的安培力，但麻烦一些。[针对训练]1．下述说法正确的是：(A)感应电流的磁场方向总是跟原磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向总是跟原的磁场方向相同(C)当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同(D)当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2．关于楞次定律，下列说法中正确的是：(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3． 如图5所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：(A)电流由b向a，安培力向左(B)电流由b向a，安培力向右(C)电流由a向b，安培力向左（D）电流由a向b，安培力向右4．如图6所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：(A)有顺时针方向的感应电流（B）有逆时针方向的感应电流(C)先 逆时针后顺时针方向的感应电流(D)无感应电流5．如图7所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势 ；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势 。6．对楞次定律的理解：从磁通量变化的角度看，感应电流总是 ；从导体和磁体相对运动的角度看，感应电流总是要 ；从能量转化与守恒的角度看，产生感应电流的过程中 能通过电磁感应转化成 电能．7、楞次定律可以理解为以下几种情况（1）若因为相对运动而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍相对运动（2）若因为原磁场的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化（3）若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化（4）若因为电流的变化而产生感应电流时，感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化综合以上分析，感应电流引起的效果总是阻碍（或反抗）产生感应电流的 。[能力训练]1．如图8所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，它受到AB的磁场力为：(A)引力且逐渐减小 (B)引力且大小不变(C)斥力且逐渐减小 (D)不受力2．如图9所示，当条形磁铁运动时，流过电阻的电流方向是由A流向B，则磁铁的运动可能是：(A)向下运动 (B)向上运动(C)若N极在下，向下运动 (D)若S极在下，向下运动3．如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内，在线圈a中通有电流I，以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势？(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大(D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小4．如图11所示，两同心金属圆环共面，其中大闭合圆环与导轨绝缘，小圆环的开口端点与导轨相连，平行导轨处在水平面内，磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好，为使大圆环中产生图示电流，则ab应当：(A)向右加速运动 (B)向右减速运动(C)向左加速运动 (D)向左减速运动5．一环形线圈放在匀强磁场中，第一秒内磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间的变化关系如图12所示，则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是：(A)逐渐增加逆时针 (B)逐渐减小顺时针(C)大小恒定顺时针 (D)大小恒定逆时针6．如图13所示，Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘，由于它的转动，使得金属环P中产生了逆时针方向的电流，则Q盘的转动情况是：(A)A)顺时针加速转动(B)逆时针加速转动（C）顺时针减速转动(D)逆时针减速转动7．如图14所示，三角形线圈abc与长直导线彼此绝缘并靠近，线圈面积被分为相等的两部分，导线N接通电流的瞬间，在abc中(A)无感应电流(B)有感应电流，方向a b c(C)有感应电流，方向 c b a(D)不知N中电流的方向，不能判断abc中电流的方向8．如图15所示，条形磁铁从h高处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，断开时，落地时间为t1,落地速度为V1;闭合时，落地时间为t2，落地速度为V2，则： t1 t2,V1 V2。9、如图16所示，在两根平行长直导线、N中，通过同方向、同强度的电流，导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中，线框中产生感应电流的方向是（）A．沿ABCDA，方向不变。B．沿ADCBA，方向不变。C．由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向。D．由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向。10．如图17所示，面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里．磁感强度随时间变化的规律是B=（6-0.2t）T，已知R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=3OμF．线圈A的电阻不计．求：（1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向．（2）闭合S一段时间后再断开，S断开后通过R2的电量是多少？[学后反思]_________________________________________________________________________________________________________ 。参考答案自主学习 1.逆时针 无 有 顺时针 2. 针对训练 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻碍磁通量的变化 阻碍相对运动 是其它形式的 7.磁通量的变化能力训练 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8.
9.B 10.(1)0.4A a b (2) 2016届高考物理第一轮电磁感应复习学案 第九章 电磁感应1、电磁感应属于每年重点考查的内容之一，试题综合程度高，难度较大。2、本章的重点是：电磁感应产生的条件、磁通量、应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向、感生、动生电动势的计算。公式E=Blv的应用，平动切割、转动切割、单杆切割和双杆切割，常与力、电综合考查，要求能力较高。图象问题是本章的一大热点，主要涉及ф-t图、B-t图、和I-t图的相互转换，考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的灵活应用。3、近几年高考对本单元的考查，命题频率较高的是感应电流产生的条件和方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算，电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合题，以及电磁感应与实际相结合的问题，如录音机、话筒、继电器、日光灯的工作原理等．第一课时 电磁感应现象 楞次定律【要求】1、通过探究得出感应电流与磁通量变化的关系，并会叙述楞次定律的内容。2、通过实验过程的回放分析，体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义，感受“磁通量变化”的方式和途径，并用来分析一些实际问题。【知识再现】一、电磁感应现象—感应电流产生的条件1、内容：只要通过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生．2、条件： ①____________； ②____________．二、感应电流方向——楞次定律1、感应电流方向的判定：方法一：右手定则 ； 方法二：楞次定律。2、楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。3、掌握楞次定律，具体从下面四个层次去理解：①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量．②阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身．③如何阻碍——原磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”．④阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少．知识点一磁通量及磁通量的变化磁通量变化△ф=ф2-ф1，一般存在以下几种情形：①投影面积不变，磁感强度变化，即△ф=△B?S；②磁感应强度不变，投影面积发生变化，即△ф=B?△S。其中投影面积的变化又有两种形式：A．处在磁场的闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化；B．闭合回路面积不变，但与磁场方向的夹角发生变化，从而引起投影面积变化．③磁感应强度和投影面积均发生变化，这种情况少见。此时，△ф=B2S2-B1S1；注意不能简单认为△ф=△B?△S。【应用1】如图所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求水平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过60°和转过180°时磁通量的变化量。导示：初位置时穿过M的磁通量为：ф1=B?S；当平面M转过60°后，磁感线仍由下向上穿过平面，且θ=60°所以ф2=B?S cos 60°=BS/2。当平面转过180°时，原平面的“上面”变为“下面”，而“下面”则成了“上面”，所以对平面M来说，磁感线穿进、穿出的顺序刚好颠倒，为了区别起见，我们规定M位于起始位置时其磁通量为正值，则此时其磁通量为负值，即：ф3=-BS由上述得，平面M转过60°时其磁通量变化为：△ф1=│ф2-ф1│=BS/2平面M转过180°时其磁通量变化为：△ф2=│ф3-ф1│=2BS。1、必须明确S的物理意义。2、必须明确初始状态的磁通量及其正负（一定要注意在转动过程中，磁感线相对于面的穿入方向是否发生变化）。3、注意磁通量与线圈匝数无关。知识点二安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较（1）应用现象（2）应用区别：关键是抓住因果关系①因电而生磁(I→B) →安培定则②因动而生电(v、B→I安）→右手定则③因电而受力(I、B→F安）→左手定则【应用2】如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经表示．左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是 （ ）A．当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B．当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点为等电势C．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D．当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点导示：选择BD。在图中ab棒和右线圈相当于电源。当导体棒向右匀速运动时，根据右手定则，可以判断b点电势高于a点，此时通过右线圈在磁通量没有变化，所以，右线圈中不产生感应电流，c点与d点为等电势。当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，此时通过右线圈在磁通量逐渐增大，根据楞次定律可以判定d点电势高于c点。类型一探究感应电流产生的条件【例1】如图，在通电直导线A、B周围有一个矩形线圈abcd，要使线圈中产生感应电流，你认为有哪些方法？导示: 当AB中电流大小、方向发生变化、abcd线圈左右、上下平移、或者绕其中某一边转动等都可以使线圈中产生感应电流。类型二感应电流方向的判定判定感应电流方向的步骤：①首先明确引起感应电流的原磁场方向．②确定原磁场的磁通量是如何变化的．③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向——“增反减同”．④利用安培定则确定感应电流的方向．【例2】如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是（ ）A.先abcd后dcba，再abcdB.先abcd，后dcbaC.始终dcbaD.先dcba，后abcd，再dcba导示：选择D。当线圈由左向右匀速通过直导线时，穿过线圈的磁通量先向外增大，当导线位于线圈中间时磁通量减小为O；然后磁通量先向里增大，最后又减小到O。类型三楞次定律推论的应用楞次定律的“阻碍”含义，可以推广为下列三种表达方式：①阻碍原磁通量（原电流）变化．（线圈的扩大或缩小的趋势）—“增反减同”②阻碍（磁体的）相对运动，（由磁体的相对运动而引起感应电流）．—“来推去拉”③从能量守恒角度分析：能量的转化是通过做功来量度的，这一点正是楞次定律的根据所在，楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。【例3】如图所示，光滑固定导体M、N水平放置，两根导体捧P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路．当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）A、P、Q将互相靠拢B、P、Q将互相远离C、磁铁的加速度仍为gD、磁铁的加速度小于g导示： 方法一：设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断P、Q中的感应电流方向。根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向。可见P、Q将互相靠拢。由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到反作用力，从而加速度小于g。当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果。所以，本题应选A、D。方法二：根据楞次定律知：“感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化”，为阻碍原磁通量的增加，P、Q只有互相靠拢来缩小回路面积，故A正确，B错。楞次定律可以理解为感应电流的磁场总要阻碍导体间的相对运动，可把PQMN回路等看为一个柱形磁铁，为了阻碍磁铁向下运动，等效磁铁的上面必产生一个同名磁极来阻碍磁铁的下落，故磁铁的加速度必小于g，故C错D正确。1、如图是某同学设计的用来测量风速的装置。请解释这个装置是怎样工作的。2、已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成图示电路，当条形磁铁按如图所示情况运动时，以下判断正确的是（ ）A．甲图中电流表偏转方向向右B．乙图中磁铁下方的极性是N极C．丙图中磁铁的运动方向向下D．丁图中线圈的绕制方向与前面三个相反3、（赣榆县教研室2008年期末调研）如甲图所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线放在桌面上。当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时（甲图中电流所示的方向为正方向），则（）A．在t2时刻，线框内没有电流，线框不受力B．t1到t2时间内，线框内电流的方向为abcdaC．t1到t2时间内，线框向右做匀减速直线运动D．t1到t2时间内，线框受到磁场力对其做负功答案：1.略 2.ABD 3.BD磁场的基本概念 第一时：磁场的基本概念设计者：张庆亮 审核者：宣金龙 上时间： 高考要求与解读：1.磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量Ⅰ2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ基础知识梳理：一、磁场：存在于磁体和电流周围的一种特殊物质． 1、基本性质： 。磁体（或电流）一磁场一磁体（或电流）。 2、磁场方向的确定： ①小磁针：（规定）小磁针在磁场中某点 极的受力方向（或小磁针静止时 极的指向）为该点的磁场方向。②由磁感线的方向确定。③由磁感应强度的方向确定． 3、磁现象的电本质： ①．安培分子电流假说：在原子、分子等物质微粒内部存在着一种环形电流—— ， 使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极． ②．安培分子电流假说能解释a.磁体为什么对外显磁性；b. 磁体为什么会失去磁性；c.磁化是怎样形成的。③．磁现象的电本质：磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由 而产生的。 二、磁感线：为形象描述磁场性质而引人的一族曲线，它是理想化的模型，实际是不存在的。 ①磁感线的疏密表示磁场 ，磁感线上某点切线方向表示该点的磁场 ． ②磁体外部的磁感线从 极出发进入 极，而磁体内部的磁感线从 极指向 极．电流的磁感线方向由 定则判定． ③磁感线是闭合曲线． ④任意两条磁感线不相交． ⑤要掌握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管以及匀强磁场的磁感线分布情况及特点。 三．磁感应强度：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场作用力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导线所在处的磁感应强度。（其理解可与电场强度类比） 1、定义式： （L⊥B） 2、B是描述磁场的 的性质的物理量，与F、I、L无关．它是由磁场本身性质及空间位置决定的。四、磁通量 1、定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量，ф= ． 注：如果面积S与B不垂直，如图所示，应以B乘以在垂直磁场方向上的投影面积S，即 ф＝BS’＝BScosα 2、物理意义：穿过某一面积的磁感线条数． 3、磁通密度：垂直穿过单位面积的磁感线条数，叫磁通密度。即磁感强度大小B=ф/S。 五、地磁场的主要特点 地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有： 1、地磁场的N极在地球 极附近，S极在地球 极附近，磁感线分布如图所示。 2、地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球 极指向 极，而竖直分量（By，）则南北相反，在南半球垂直地面向 ，在北半球垂直地面向 。 3、在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向 。典型考题：1、对磁场的认识和理解：例1、下列说法正确的是（ ）A．奥斯特实验说明了电与磁是有联系的 B．磁铁的磁场一定是运动电荷产生的C、一切磁现象都可归结为运动电荷与运动电荷间的相互作用D．电荷与电荷间的作用一定是通过磁场发生的例2、以下说法中，正确的是（ ）A、磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B、电流与电流的相互作用是通过电场产生的C、磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的D、磁场和电场是同一种物质E．磁场中某点磁场方向就是小磁针北极在该点的受力方向F．磁场中某点的磁场方向就是小磁针在该点时北极的指向G．磁极对磁极、电流对电流及磁极对电流的作用力都是通过磁场发生的2、磁感应强度——描述磁场力性质的物理量[例3]由磁感应强度的定义式 可知：（ ）A、磁感应强度与通电导线受到的磁场力成正比，与电流强度和导线长度的乘积成反比B、磁感强度的方向与F的方向一致C、公式 只适用于匀强磁场D、只要满足L很短、I很小的条， 对任何磁场都成立3、磁感线的理解例4．磁场中某区域的磁感线如图11.1-6所示．则　　　　　　　　　　　　　　A．a、b两处磁感强度大小不等，Ba＜BbB．a、b两处磁感强度大小不等，Ba＞BbC．同一小段通电导线放在a处时受力一定比b处时大D．同一小段通电导线放在a处时受力可能比b处时小4、磁场强度的矢量性[例5] 通有反方向电流的两条平行导线所分出的a、b、c三个区域中合磁场为零的区域（ ）． A、只可能出现在b区B、可能出现在a、c区中的某一个区域C、可能同时出现在a区和c区 D、有可能无合磁场为零的区域例6、三根平行的长直导线垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如下图所示，现在使每根通电导线在斜边中点O处产生的磁感应强度大小均为B，则O点实际磁感应强度的大小和方向如何？5、电流的磁场[例7] 如图所示，正四棱柱的中心轴线OO’处有一无限长的载流直导线，对该电流的磁场，下列说法中正确的是（ ）A．同一条侧棱上各点的磁感应强度都相等B．四条侧棱上的磁感应强度都相同C．在直线ab上，从a到b，磁感应强度是先增大后减小D．棱柱内任一点的磁感应强度比棱柱侧面上所有点都大[例8]一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里，在墙的西侧处，当放一指南针时，其指向刚好比原旋转了180°，则这根电缆中电流的方向（ ）A、可能是向北 B、可能是竖直向下 C、可能是向南 D、可能是竖直向上6、地磁场例9．十九世纪二十年代，以塞贝克（数学家）为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流．安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是A．由西向东垂直磁子午线B．由东向西垂直磁子午线C．由南向北沿磁子午线方向D．由赤道向两极沿磁子午线方向7、磁通量的理解[例10]如图所示，通有恒定电流的直导线mn与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置 Ⅰ平移到虚线所示的位置Ⅱ；第二次将金属框由位置Ⅰ绕Cd边翻转到位置Ⅱ，设先后两种情况下通过金属框的磁通量变化分别为△ф1、△ф2，则（ ）．A．△ф1＞△ф2 B．△ф1=△ф2 C．△ф1&△ф2 D．△ф1=－△ф2强化练习：1、一根软铁棒放在磁铁附近会被磁化，是因为：（ ）A、在外磁场作用下，软铁棒中的分子电流取向变得完全相同B、在外磁场作用下，软铁棒中产生了分子电流C、条形磁铁正中部分分子电流的取向仍是大致相同的D、被磁化的软铁棒离开磁铁，磁性几乎消失，分子电流取向又变得杂乱无了2、关于磁感应强度B的叙述，正确的是：（ ）A、如果一段通电直导线在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零B、某处B的大小与垂直放置的导线长度L和电流I有关C、磁感应强度方向与通过该点磁感线方向一致，或与放在该点的小磁针N极指向一致D、沿着磁感线的方向，B值逐渐减小，或磁感线越稀疏，B数值越小3、从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带危害．如图为地磁场的分布图，对于地磁场对宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是（ ）A．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最 强，赤道附近最弱B．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱C．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同 D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用4、关于磁通量的叙述应选：（ ）A、磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B、穿过线圈的磁通量为零时，该处磁感应强度也为零C、磁通量的变化不一定是由磁场的变化引起的D、穿过某面积的磁感线条数越多，此面的磁通量越大5、一根直导线通以稳恒电流I，方向垂直指向纸内，且和匀强磁场垂直，则在图中圆周上，哪点磁感应强度值最大：（ ） A、a点B、b点C、c点D、d点6、在匀强磁场中，有一面积为S的线圈，其平面与磁感线成θ角，已知穿过此线圈的磁通量为φ，那么磁场的磁感应强度B为：（ ） A、 B、 C、 D、 ★7、电视机中显像管的偏转线圈是由绕在铁环上两个通电导线串联而成，电流方向如图所示，则铁环中心O处的磁场方向为：（ ）A、向下 B、向上 C、垂直纸面向里 D、垂直纸面向外★8、如图，一个水平放置的带负电荷的橡胶圆盘，绕O轴俯视匀速顺时针转动，放置在圆环上部的小磁针N极受力方向向 。★9、在同一平面内有两个同心圆a和b，半径 ra& rb，一条形磁铁的轴线与两环的轴线重合，则穿过a环的磁通量 （填大于或小于）b环的磁通量。2016届高考物理闭合电路欧姆定律复习 第3时　闭合电路欧姆定律导学目标 1.理解闭合电路欧姆定律的内容，并能进行电路动态分析及电路的相关计算.2.能利用U－I图象进行分析并计算．一、电的电动势[基础导引]关于电的电动势，判断下面说法的正误：(1)电的电动势就是接在电两极间的电压表测得的电压(　　)(2)同一电接入不同的电路，电动势就会发生变化(　　)(3)电的电动势是表示电把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量(　　)(4)在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电的电动势也增大(　　)[知识梳理]1．电是通过非静电力做功把____________的能转化成____________的装置．2．电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝________，单位：V.3．电动势的物理含义：电动势表示电____________________本领的大小，在数值上等于电没有接入电路时两极间的电压．4．电动势是______量，需注意电动势不是电压．二、闭合电路欧姆定律[基础导引]如图1所示电路中，电的电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω. 下列说法中正确的是 (　　)A．当S断开时，UAC＝9 VB．当S闭合时，UAC＝9 VC．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0[知识梳理]闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电的电动势成________，跟内、外电路的电阻之和成________．(2)公式I＝　　　　只适用于纯电阻电路E＝　　　　　　适用于任何电路(3)路端电压与外电阻的关系①负载R增大→I减小→U内________→U外________外电路断路时(R＝∞)，I＝0，U外＝E.②负载R减小→I增大→U内________→U外________外电路短路时(R＝0)，I＝________，U内＝E.(4)U－I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而______；U－I关系图线如图2所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为____________．②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为__________．③图线的斜率的绝对值为电的__________．图2 思考：对于U－I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况，直线的斜率的意义是否变化？考点一　电路的动态分析考点解读 电路的动态分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现．该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对串并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推理能力．典例剖析 例1　(;北京理综•17)如图3所示电路，电内阻不可忽略．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中 (　　)A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大思维突破　电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路并联分流I串联分压U→变化支路.(2)“并同串反”规律，所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．跟踪训练1　在如图4所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则 (　　)A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮考点二　电路中的有关功率及效率考点解读 1．电的总功率(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r.2．电内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．3．电的输出功率(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2RR＋r2＝E2R－r2R＋4r.(3)输出功率随R的变化关系①当R＝r时，电的输出功率最大为Pm＝E24r.②当R&r时，随着R的增大输出功率越越小．③当R&r时，随着R的增大输出功率越越大．④当P出&Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1•R2＝r2.⑤P出与R的关系如图5所示．图54．电的效率(1)任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%.(2)纯电阻电路：η＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电有最大输出功率，效率仅为50%.特别提醒　1.当电的输出功率最大时，效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义．2．对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率根据P＝I2R判断，与输出功率大小的判断方法不同．典例剖析 例2　在如图6所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关S接b时，电压表示数为 4.5 V，试求：(1)开关S接a时，通过电的电流和电两端的电压；(2)开关S接b时，电的电动势和内电阻；(3)当开关S接c时，通过R2的电流．思维突破　对于直流电路的分析与计算，要熟练掌握串、并联电路的特点，知道这两种电路的电压、电流及电功率的分配关系，并能把较为复杂的电路化为简单、直观的串、并联关系．跟踪训练2　如图7中电的电动势为6 V，内阻为1 Ω，R1为2 Ω，R2全阻值为3 Ω，下列说法错误的是 (　　)A．当R2为1 Ω时，R1消耗的功率最大B．通过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5 V，最小值为4 VC．R2的阻值越小，R1消耗的功率越大D．当R2的阻值为3 Ω时，R2消耗的功率最大考点三　涉及U－I图象的功率计算考点解读 两种图线的比较：图象上的特征物理意义电U－I图象电阻U－I图象图象表述的物理量变化关系电的路端电压随电路电流的变化关系电阻的电流随电阻两端电压的变化关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电电动势E，与横轴交点表示电短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积UI表示电的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小图线的斜率内电阻r的相反数－r表示电阻大小典例剖析 例3　如图8所示，图中直线①表示某电的路端电压与电流的关系图象，图中曲线②表示该电的输出功率与电流的关系图象，则下列说法正确的是 (　　)图8A．电的电动势为50 VB．电的内阻为253 ΩC．电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 ΩD．输出功率为120 W时，输出电压是30 V思维突破　在解决此类图象问题时，(1)要明确纵横坐标的物理意义．(2)要明确图象的截距、斜率，包围面积的物理意义．(3)根据物理规律写出反映纵横坐标物理量的关系式．(4)充分挖掘图象所隐含的条．跟踪训练3　用标有“6 V　3 W”的灯泡L1、“6 V　6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图9甲所示的实验电路，其中电电动势E＝9 V．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时(　　)图9A．电流表的示数为1 A B．电压表的示数约为6 VC．电路输出功率为4 W D．电内阻为2 Ω　　　　　　　　　21.含电容器电路的分析方法例4　如图10所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关S闭 合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较 (　　)A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电提供的总功率变小方法提炼　含电容器电路的分析方法1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置处补上．2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差．3．电压变化带的电容器的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．4．含电容器电路的处理方法：如果电容器与电并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电电动势E，而是路端电压U.跟踪训练4　如图11所示的电路中，电的电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示 数为U，电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电流达到稳定后，则与P移动 前相比 (　　)A．U变小 B．I变小 C．Q不变 D．Q减小A组　电路的动态分析1．如图12所示，电的电动势为E，内电阻为r，两电表均可看做是理想电表．闭合开关，使滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动，在此过程中 (　　)图12A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变暗，L2变亮C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大D．电流表A的读数变大，电压表V的读数变小2．如图13所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是 (　　)A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小B组　闭合电路中电功率的分析与计算3．某同学将一直流电的总功率PE、输出功率PR和电内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图14 所示，根据图线可知 (　　)A．反映Pr变化的图线是cB．电电动势为8 VC．电内阻为2 ΩD．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω4．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电的两极间，电动机恰好能正常工作，则 (　　)A．电动机消耗的总功率为UIB．电动机消耗的热功率为U2RC．电的输出功率为EID．电的效率为1－IrEC组　含电容器电路的分析与计算5．如图15所示，电两端电压为U＝10 V保持不变，R1＝4.0 Ω，R2＝6.0 Ω，C1＝C2＝30 μF.先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断 开，则S断开后，通过R1的电荷量为 (　　)A．4.2×10－4 CB．1.2×10－4 CC．4.8×10－4 CD．3.0×10－4 C6．如图16所示，两个相同的平行板电容器C1、C2用导线相连，开始都不带电．现将开关S闭合给两个电容器充电，待充电平衡后，电容器C1两板间有一带电微粒恰好处于平衡状态．再将开关S断开，把电容器C2两板稍错开一些(两板间距离保持不变)，重新平衡后，下列判断正确的是 (　　)A．电容器C1两板间电压减小B．电容器C2两板间电压增大C．带电微粒将加速上升D．电容器C1所带电荷量增大D组　U－I图象的理解与应用7．如图17所示为两电的U－I图象，则下列说法正确的是A．电①的电动势和内阻均比电②大B．当外接同样的电阻时，两电的输出功率可能相等C．当外接同样的电阻时，两电的效率可能相等D．不论外接多大的相同电阻，电①的输出功率总比电②的输出功率大8．如图18所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是 (　　)A．阴影部分的面积表示电输出功率B．阴影部分的面积表示电的内阻上消耗的功率C．当满足α＝β时，电效率最高D．当满足α＝β时，电效率小于50%时规范训练(限时：30分钟)1．下列关于电电动势的说法中正确的是 (　　)A．在某电的电路中，每通过2 C的电荷量，电提供的电能是4 J，那么这个电的电动势是0.5 VB．电的路端电压增大时，其电的电动势一定也增大C．无论内电压和外电压如何变化，其电的电动势一定不变D．电的电动势越大，电所能提供的电能就越多2．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电上，通过一个电阻的电流仍为I，则电的内阻为 (　　)A．4R B．R C.R2 D．无法计算3．将三个不同的电的U－I图线画在同一坐标中，如图1所示，其中1和2平行，它们的电动势分别为E1、E2、E3，它们的内 阻分别为r1、r2、r3，则下列关系正确的是 (　　)A．r1＝r2&r3 B．r1&r2&r3C．E1&E2＝E3 D．E1＝E2&E34．在纯电阻电路中，当用一个固定的电(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电的输出功率P随外电阻R变化的规律如图2所示，则 (　　)A．当R＝r时，电有最大的输出功率B．当R＝r时，电的效率η＝50%C．电的功率P′随外电阻R的增大而增大D．电的效率η随外电阻R的增大而增大5．(;上海单科•5)在如图3所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 (　　)A. 变大， 变大B. 变小， 变大C. 变大， 变小D. 变小， 变小6．(;安徽•18)如图4所示，、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是 (　　)A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小7. (;上海单科•12)如图5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8．如图6所示，电的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为(　　)A．电流表的读数一直减小B．R0的功率先减小后增大C．电输出功率先增大后减小D．电压表的读数先增大后减小9．如图7甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏制成的传感器，电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示．电流表为值班室的显示器．a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是(　　)图7A．I变大，U变大 B．I变大，U变小C．I变小，U变大 D．I变小，U变小10．在电学探究实验中，某组同学在实验室利用如图8甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0，电的电动势E和内电阻r.调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则有 (　　)甲　　　　　　　　　　　乙图8A．图象中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线B．由图象可以得出电电动势和内阻分别是E＝1.50 V，r＝1.0 ΩC．图象中两直线的交点表示定值电阻R0上消耗的功率为0.75 WD．图象中两直线的交点表示在本电路中该电的效率达到最大值复习讲义基础再现一、基础导引　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×知识梳理　1.其它形式　电势能　2.Wq　3.把其它形式的能转化成电势能　4.标二、基础导引　AC知识梳理　(1)正比　反比　(2)ER＋r　U外＋U内　(3)①减小　增大　②增大　减小　Er　(4)减小　①电动势E　②短路电流Im　③内阻r思考：不变．斜率的绝对值仍表示电内阻．堂探究例1　A　跟踪训练1　D　例2　(1)1 A　4 V　(2)6 V　2 Ω(3)0.5 A跟踪训练2　A　例3　ACD　跟踪训练3　CD　例4　B　跟踪训练4　B　分组训练1．BD　2．AD　3．ACD　4．AD　5．A　6．BCD　7．AD　8．A　时规范训练1．C　2．B　3．AC4．ABD　5．B　6．B　7．A　8．BD　9．D　10．B　
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