第2节电动势
课后训练
基础巩固
1.关于电动势E,下列说法中正确的是()
A.电动势E的大小,与非静电力做的功W的大小成正比,与移送电荷量q的大小成反比
B.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关
C.电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样
D.电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
2.电源电动势的大小反映的是()
A.电源把电能转化为其他形式的能的本领大小
B.电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C.电源单位时间内移送电荷量的多少
D.电流做功的快慢
3.如图所示为电源和导线内移送电荷的情况,则将单位正电荷沿闭合回路移动一周所释放的能量大小决定于()
A.电源电动势B.电路中电流的大小
C.电源的内阻 D.电源的容量
4.对于不同型号的干电池,下列说法中正确的是()
A.1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势
B.1号干电池的容量比5号干电池的容量大
C.1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大
D.把1号和5号干电池分别连入电路中,若电流I相同,则它们做功的快慢相同
5.一台发电机用0.5 A的电流向外输电,在1 min内将180 J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为()
A.6 V B.360 V C.120 V D.12 V
能力提升
6.“神舟”七号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的。由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,求每秒照射到这种太阳能电池上太阳光的能量是()
A.0.24 J B.0.25 J C.0.26 J D.0.28 J
7.一架数码相机中用的锂电池的电压为3.6 V,容量为1 000 mA·h(相当于用1 000 mA的电流可放电1 h,用500 mA的电流可放电2 h,以此类推)。若关闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍一张照片液晶屏所消耗的电能约为________J。
8
(1
(2)该手机待机状态下的平均工作电流是多少?
(3)每次完全放电过程中,该电池将多少其他形式的能转化为电能?
参考答案
1.答案:BD 点拨:电动势E 的大小,仅由电源自身决定,与非静电力做功W 、移送的电荷量q 、电源的体积及外电路均无关,故A 错误,B 正确;从力和能两个方面看,电动势反映了非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领,而电势差则反映了静电力做功把电能转化为其他形式能的本领,所以C 错误,D 正确。
2.答案:B 点拨:由电动势的物理意义,描述电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小,故A 错B 对;单位时间内移送电荷量的多少为电流,C 错;电流做功的快慢是电功率,D 错。
3.答案:A 点拨:移送电荷一周所释放的能量,就是电源提供给它的电能,数值上等于电源内部非静电力做功的数值,即W =Eq 。题干中限定了单位正电荷,可见W 的数值只取决于E ,故A 对,B 、C 、D 错。
4.答案:BD 点拨:1号和5号干电池的电动势是相同的,但1号干电池的体积大,故其容量大,内阻小;把1号和5号干电池分别连入电路中电流I 相同,两电池的电动势又相同,根据P =EI 可知它们做功的快慢相同。
5.答案:A 点拨:1 min 内流出的电荷量为q ,由q =It 得:q =0.5×60 C=30 C ,根据E =W /q 得:E =180/30 V =6 V ,所以A 正确。
6.答案:C 点拨:太阳能电池每秒提供的电能W =EIt =0.6×0.1×1 J=0.06 J ,所以照射到这种太阳能电池上的太阳光能量W ′=W 0.23≈0.26 J,所以选项C 正确。 7.答案:54.0
点拨:锂电池所储存的电能为E =UIt =3.6×1 000×10-3×3 600 J=12 960 J 。若关
闭液晶屏时可拍摄照片400张左右,则每拍摄一张照片所消耗的电能约为E =12 960400
J =32.4 J ;若打开液晶屏时可拍摄照片150张左右,则每拍摄一张照片所消耗的电能约为E =12 960150
J =86.4 J ,则每拍摄一张照片液晶屏消耗的电能约为E =86.4 J -32.4 J =54.0 J 。
8.答案:(1)3.7 V (2)14.58 mA (3)9 324 J
点拨:(1)由铭牌可以读得该电池的电动势为3.7 V 。(2)由铭牌知该电池的容量为700
mA·h,所以I =q t =700 mA·h 48 h
≈14.58 mA。(3)转化的电能为ΔE 电=W =E ·Q =3.7×700×10-3×3 600 J=9 324 J 。
第1课时实验:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 知识目标 核心素养 1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.知道向心力的大小与哪些因素有关,并能用来进行计算. 3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系,能够用向心加速度公式求解有关问题. 1.体验向心力的存在,会设计相关探究实验,体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用. 2.培养学生科学思维能力、科学探究和分析问题的能力. 3.会用圆周运动的知识解决生活中的问题. 一、实验目的 1.定性感知向心力的大小与什么因素有关. 2.学会使用向心力演示器. 3.探究向心力与质量、角速度、半径的定量关系. 二、实验方法:控制变量法 三、实验方案 1.用细绳和物体定性感知向心力的大小. (1)实验原理:如图1所示,细线穿在圆珠笔的杆中,一端拴住小物体,另一端用一只手牵住,另一只手抓住圆珠笔杆并用力转动,使小物体做圆周运动,可近似地认为作用在小物体上的细线的拉力,提供了圆周运动所需的向心力,而细线的拉力可用牵住细线的手的感觉来判断. 图1 (2)器材:质量不同的小物体若干,空心圆珠笔杆,细线(长约60 cm). (3)实验过程: ①在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实验. ②在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变物体的角速度进行实验. ③换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作. (4)结论:半径越大,角速度越大,质量越大,向心力越大.
2.用向心力演示器定量探究 (1)实验原理 如图2所示,匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动,槽内的小球也就随之做匀速圆周运动.这时,小球向外挤压挡板,挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力.同时,小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧,弹簧的压缩量可以从标尺上读出,该读数显示了向心力大小. 图2 (2)器材:向心力演示器. (3)实验过程 ①把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不一样,探究向心力的大小与角速度的关系. ②保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,探究向心力的大小与半径的关系. ③换成质量不同的球,分别使两球的转动半径相同.调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同,探究向心力的大小与质量的关系. ④重复几次以上实验. (4)数据处理 ①m、r一定 序号12345 6 F向 ω ω2 ②m、ω一定 序号12345 6 F向
高中物理选修3-1 同步训练 1.下列叙述中正确的是( ) A .导体中电荷运动就形成电流 B .国际单位制中电流的单位是安 C .电流强度是一个标量,其方向是没有意义的 D .对于导体,只要其两端电势差不为零,电流必定不为零 解析:选BD.电流产生的条件包括两个方面:一是有自由电荷;二是有电势差.导体中有大量的自由电子,因此只需其两端具有电势差即可产生电流,在国际单位制中电流的单位为安. 2.关于电流,下列叙述正确的是( ) A .只要将导体置于电场中,导体内就有持续的电流 B .电源的作用是可以使电路中有持续的电流 C .导体内没有电流,说明导体内部的电荷没有移动 D .恒定电流是由恒定电场产生的 解析:选BD.电流在形成时有瞬时电流和恒定电流,瞬时电流是电荷的瞬时定向移动形成的,而恒定电流是导体两端有稳定的电压形成的,电源的作用就是在导体两端加上稳定的电压,从而在导体内部形成恒定电场而产生恒定电流.故选项B 、D 正确. 3.电路中,每分钟有60亿万个自由电子通过横截面积为0.64×10- 6 m 2的导线,那么电路中的电流是( ) A .0.016 mA B .1.6 mA C .0.16 μA D .16 μA 解析:选C.I =q t =en t =1.6×10-19 ×60×101260 A =0.16×10- 6 A =0.16 μA. 4.(2012·山东任城第一中学高二月考)铜的原子量为m ,密度为ρ,每摩尔铜原子有n 个自由电子,今有一根横截面积为S 的铜导线,当通过的电流为I 时,电子平均定向移动的速率为( ) A .光速c B.I neS C.ρI neSm D.Im neSρ 解析:选D.自由电子体密度N =n m /ρ=ρn m ,代入I =nqS v ,得v =Im neSρ ,D 正确. 5.某品牌手机在待机工作状态时,通过的电流是4微安,则该手机一天时间内通过的电荷量是多少?通过的自由电子个数是多少? 解析:通过的电荷量为: q =It =4×10- 6×24×3600 C ≈0.35 C. 通过的电子个数为: N =q e =0.35 C 1.6×10-19 C =2.16×1018个. 答案:0.35 C 2.16×1018个 一、选择题 1.关于电流,下列叙述正确的是( ) A .导线内自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B .导体内自由电子的运动速率越大,电流越大 C .电流是矢量,其方向为正电荷定向移动的方向 D .在国际单位制中,电流的单位是安,属于基本单位 解析:选D.此题要特别注意B 选项,导体内自由电子定向移动的速率越大,电流才越大.
恒定电流提高篇 1.如图所示是一实验电路图,在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中,下列表述正确的是 A .路端电压变小 B .电流表的示数变大 C .电源内阻消耗的功率变小 D .电路的总电阻变大 2.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为 A 、 、 B 、、 C 、、 D 、、 3.在右图的闭合电路中,当滑片向右移动时,两电表读数的变化是 (A )○A 变大, ○V 变大 (B )○A 变小,○V 变大(C )○A 变大, ○V 变小 (D )○A 变小,○V 变小 4.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时,下列说法正确的是 ( ) A.电压表和电流表读数都增大 B.电压表和电流表读数都减小 C.电压表读数增大,电流表读数减小 D.电压表读数减小,电流表读数增大 ηa ηb ηa ηb η3414132312122313 P
5.如图所示,M 、N 是平行板电容器的两个极板,R 0为定值电阻,R 1、R 2为可调电阻,用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ,小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2,关于F 的大小判断正确的是 A .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变大 B .保持R 1不变,缓慢增大R 2时,F 将变小 C .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变大 D .保持R 2不变,缓慢增大R 1时,F 将变小 6.如图所示,电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S 1,三个灯泡都能正常工作。如果再合上S 2,则下列表述正确的是 A .电源输出功率减小 B .L 1上消耗的功率增大 C .通过R 1上的电流增大 D .通过R 3上的电流增大 7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R 1=20 ,R 2=30 ,C 为电容器。已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示,则 A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 V C.电阻R 2的电功率约为6.67 W D.通过R 3的电流始终为零 8.如图所示电路中,三只灯泡原来都正常发光,当滑动变阻器的滑动触头P 向右移动时,下面判断正确的是( ) A .L 1和L 3变暗,L 2变亮 B .L I 变暗,L 2变亮,L 3亮度不变 C .L 1中电流变化值大于L 3中电流变化值 D .L l 上电压变化值小于L 2上的电压变化值 m ΩΩ2E S R 0 R 1 R 2 M N
一、 磁场 知识要点 1.磁场的产生 ⑴磁极周围有磁场。 ⑵电流周围有磁场(奥斯特)。 安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。(不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的。) ⑶变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。 2.磁场的基本性质 磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流只是可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。这一点应该跟电场的基本性质相比较。 3.磁感应强度 IL F B (条件是匀强磁场中,或ΔL 很小,并且L ⊥B )。 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉,符号为T ,1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2 ) 4.磁感线 ⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线: ⑷安培定则(右手螺旋定则):对直导线,四指指磁感线方向;对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。 5.磁通量 如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S,则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。Φ是标量,但是有方向(进该面或出该面)。单位为韦伯,符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。 可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。 在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B=Φ/S,所以磁感应强度又叫磁通密度。在匀强磁场中,当B与S的夹角为α时,有Φ=BS sinα。 地球磁场通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场
2 电动势--教师版 [学科素养与目标要求] 物理观念:1.知道什么是电源,了解电路中静电力和非静电力做功与能量转化的关系.2.知道电动势的定义式.3.了解电源的内阻. 科学探究:收集信息,了解各种型号的电源、电池,知道同一种类的电池电动势相同,但内阻和容量不同. 科学思维:通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解,会用电动势的定义式进行简单计算. 一、电源与非静电力做功 1.非静电力的作用:把正电荷从负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,使电荷的电势能增加. 2.电源 (1)定义:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置. (2)能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为电势能,在电源外部,电场力做正功,电势能转化为其他形式的能. 二、电动势和内阻 1.电动势 (1)电动势:在电源内部,非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷q 的比值. (2)定义式:E =W q .单位:伏特(V). (3)物理意义:反映电源非静电力做功本领大小的物理量. (4)决定因素:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路无关. 2.内阻:电源内部导体的电阻. 判断下列说法的正误. (1)在电源内部,正电荷向正极移动过程中,电场力做负功,电荷电势能增加.(√) (2)所有的电源,均是将化学能转化为电势能的装置.(×) (3)电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比.(×)
(4)E =W q 只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源中非静电力的特性决定.(√) 一、电源 非静电力 (1)如图所示,水池A 、B 的水面有一定的高度差,若在A 、B 之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,A 、B 之间的高度差很快消失.在这个过程中,水管中只有一个短暂水流.怎样才能保持A 、B 之间稳定的高度差,在A 、B 之间形成持续的水流呢? (2)如图所示,电源在电路中的作用相当于抽水机的作用,它能不断地将流到负极的正电荷搬运到正极,从而保持正、负极有稳定的电势差,维持电路中有持续的电流.电源是通过什么力做功实现这个功能的? (3)对比上述抽水过程和电荷在电路中的运动,分析它们的能量转化情况. 答案 (1)需要加一个抽水机,把水池B 中的水抽到水池A 中. (2)通过非静电力做功. (3)①当水由A 池流向B 池时重力做正功,减少的重力势能转化为其他形式的能;在电源外部,电场力对正电荷做正功,减少的电势能转化为其他形式的能;②在抽水机将B 中的水抽到A 的过程中,要克服水的重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能;在电源内部,要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功,将其他形式的能转化为电荷的电势能. 1.非静电力:电源内使正、负电荷分离,并使正电荷聚积到电源正极、负电荷聚积到电源负极的非静电性质的作用力,是对除静电力外能对电荷流动起作用的其他力的统称. 2.来源 (1)在化学电池(干电池、蓄电池)中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能. (2)在发电机中,非静电力是电磁作用,它使机械能转化为电势能. 3.功能关系:非静电力总是克服静电力做功,非静电力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程.做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.
2013-2014学年高中物理第二章第2节重力课时跟踪训练教 科版必修1 一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分) 1.关于重力,下列说法中正确的是( ) A.静止的物体受重力,运动的物体不受重力 B.向下运动的物体受重力,向上运动的物体不受重力 C.受重力的物体对地球也有吸引力 D.以上说法都不正确 解析:由力的作用是相互的可知选项C对。 答案:C 2.以下说法正确的是( ) A.天平是测量物体质量的,杆秤是测量物体重力的 B.天平是测量物体质量的,杆秤和弹簧秤是测量物体重力的 C.天平、杆秤是测量物体质量的,弹簧秤是测量物体重力的 D.天平、杆秤和弹簧秤都是测量物体重力的 解析:天平、杆秤测物体的质量,弹簧秤测物体的重力。 答案:C 3.下列关于重力的说法中正确的是( ) A.自由下落的石块的速度越来越大,说明石块所受到的重力越来越大 B.在空中飞行的物体不受重力作用 C.一抛出的石块运动轨迹是曲线,说明石块所受重力时刻在改变 D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的过程中,石块所受重力大小和方向始终不变 解析:物体所受的重力与其运动状态无关,无论物体做什么运动,其重力大小与方向均不发生改变,所以只有D项正确。 答案:D 4.关于重力,下述说法中正确的是( ) A.重力是物体的固有属性 B.重力的方向总是指向地心 C.形状规则的物体的重心一定在它的几何中心 D.同一地点,物体所受的重力跟物体的质量成正比 解析:质量是物体的固有属性,而重力不是,由G=mg知物体的重力不仅与物体的质量有关,还与当地的重力加速度有关,所以A不对。形状规则且质量分布均匀的物体,重心才
高中物理选修3-1第二章电路测试题 一、不定项选择题 1、下列关于电阻率的叙述,错误的是 ( ) A .当温度极低时,超导材料的电阻率会突然减小到零 B .常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的 C .材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D .材料的电阻率随温度变化而变化 2、 把电阻是1Ω的一根金属丝,拉长为原来的2倍,则导体的电阻是( ) A .1Ω B .2Ω C .3Ω D .4Ω 3、有一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q .此时电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过铜导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A.nvSt B.nvt C.It /q D.It /Sq 4、对于与门电路(如右图),下列哪种情况它的输出为“真” ( ) A .11 B .10 C .00 D .01 5、在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是 ( ) A .如外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大 B .如外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小 C .如外电压不变,则内电压减小时,电源电动势也随内电压减小 D .如外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终为二者之和,保持恒量 6、一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV ,短路电流为40mA ,若将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是 ( ) A .0.10V B .0.20V C .0.40V D .0.60V 7、铅蓄电池的电动势为2V ,这表示 ( ) A .电路中每通过1C 电量,电源把2J 的化学能转变为电能 B .蓄电池两极间的电压为2V C .蓄电池能在1s 内将2J 的化学能转变成电能 D .蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V )的大 8、一个直流电动机所加电压为U ,电流为 I ,线圈内阻为 R ,当它工作时,下述说法中错误的是 ( ) A .电动机的输出功率为U 2/R B .电动机的发热功率为I 2R C .电动机的输出功率为IU-I 2R D .电动机的功率可写作IU=I 2R=U 2/R 9、如右图所示,当滑动变阻器的滑动片P 向左移动时,两电表的示数变化情况为 ( ) &
高中物理学习材料 第二章 第二节 1.关于电源的电动势,下面叙述正确的是 ( ) A .电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B .同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化 C .电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 D .在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增大 答案:C 2.以下说法中正确的是 ( ) A .在外电路中和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流 B .静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少 C .在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 D .静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加 答案:D 解析:电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力的做功本领.而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少.D 项对. 3.关于电压与电动势的说法中正确的是 ( ) A .电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B .电动势就是两板间的电压 C .电动势公式E =W q 中的W 与电压U =W q 中的W 是一样的,都是电场力做的功 D .电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 答案:D 4.如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2V ,这表示 ( ) A .电路通过1C 的电荷量,电源把1.2J 其他形式能转化为电能 B .电源在每秒内把1.2J 其他形式能转化为电能 C .该电源比电动势为1.5V 的干电池做功少 D .该电源与电动势为1.5V 的干电池相比,通过1C 电荷量时转化为电能少 答案:AD 5.一台发电机用0.5A 的电流向外输电,在1min 内有180J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为 ( ) A .6V B .360V C .120V D .12V 答案:A
高中物理第二章受力分析专题导学案教科版 必修1 【学习目标】 1、认识物体受力分析的一般顺序,理解物体受力图。 2、初步掌握物体受力分析的一般方法,加深对力的概念、常见三种力的认识。 3、在分析和综合的思维方法指导下,认识物体不是孤立的,它与周围物体是相互联系的从而进行逻辑思维的训练,培养思维的条理性和周密性。 【学习重点】 受力分析的方法 【课前预习】 一、知识储备 1、由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫做重力,重力作用在物体的重心上,重力的方向竖直向下。 2、发生弹性形变的物体由于要恢复原状对跟它接触的物体产生的力叫做弹力,弹力的大小和形变的程度、物体的材料有关,弹力的方向与形变恢复的方向相同。 3、在有相对滑动或相对滑动趋势的物体间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力叫摩擦力。摩擦力的方向沿着接触面与
相对滑动或相对滑动趋势的方向相反。滑动摩擦力的大小用公式计算。 4、力的示意图准确地表示力的方向和作用点,定性地表示力的大小。 二、自主学习重力弹力摩擦力静摩擦力滑动摩擦力产生条件地球的吸引发生弹性形变接触面粗糙、有挤压、有相对滑动趋势接触面粗糙、有挤压、有相对滑动方向竖直向下和形变恢复的方向相反沿接触面、和相对滑动趋势的方向相反沿接触面、与相对滑动的方向相反大小mg弹簧:f=kx 三、受力分析物体之所以处于不同的运动状态,是由于它们的受力情况不同。要研究物体的运动,必须分析物体的受力情况。正确分析物体的受力情况,是研究力学问题的关键,是必须掌握的基本功。 1、整体法:把相互作用的几个物体看成一个整体的方法叫做整体法。 2、隔离法:把研究对象从所处的环境中隔离出来,单独进行分析的方法叫做隔离法。 3、受力分析的思路① 明确研究对象,即明确分析哪个物体的受力情况;② 隔离研究对象,将研究对象从周围物体中隔离出来,并分析周围有哪些物体对研究对象施加力的作用;③ 分析受力顺序是:先重力和已知外力,然后弹力和摩擦力,最后其他力。
高中物理学习材料 金戈铁骑整理制作 第二章恒定电流 【知识要点提示】 1.导线内的电场,是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,导线内的电场线与平行,电场的分布不随时间变化,这样的场叫;当导线的位置发生变化时,电源、导线等电路元件所积累的电荷分布情况将发生变化,最终结果仍然是导体内的电场线与平行,这一变化过程几乎不需要时间。 2.电流的定义:我们把通过导体截面的电量q与通过这些电量所用时间的比值叫做电流。 公式为,电流I与q (填:有关、无关),与时间t (填:有关、无关)3.电流用I 表示单位:;电流的方向规定为,恒定电流:。电流是(填:标量、矢量),因为电流的合成不遵守平行四边形定则 4.导体中自由电子定向移动的速率(数量极为10-5m/s),导体中恒定电场的形成速率(数量极为108m/s),一定要把这两个速率区别开。 5.金属导体导电依靠它内部的自由电子,电解质溶液导电依靠它内部的,气体导电依靠的载流子是。 6.电源外部电路中的自由电荷受力的作用而发生定向移动,在电源内部电路中的自由电荷受力作用发生定向移动;从能量转化角度看,电源是通过非静电力做功把形式的能转化为的装置。 7.电动势是描述电源把其它形式的能转化为电能的本领的物理量,在数值上等于非静电力把1库的正电荷在电源内部从所做的功,电源内部也是由导体组成的,其电阻叫电源的内阻,和同为电源的重要参数。 8.导体电阻的定义:导体两端的电压与通过该导体的电流的比值叫电阻,用R表示,单位:欧姆、符号为Ω。公式为,导体的电阻由导体本身的特性决定,与导体
是否被接入电路无关即电阻与电压 ,与通过导体的电流 。 9.欧姆定律的研究对象:金属导体、电解质溶液导体(注意:不能以气体导体、半导体 元件为对象);其内容为:导体中的电流跟导体两端的 成正比,跟导体的 成方比。 10.通过测量同一个小灯泡在发光时的电阻与不发光时的电阻可知,金属导体的电阻随 温度的升高而 ,有些合金导体的电阻几乎不随温度而变化,我们就常用这些导体制做定值电阻;半导体、绝缘体的电阻随温度的升高而 。 11.串联电路中各处的电流 ,并联电路的总电流等于各支路的电流之和(或者 对电路中某一个节点来说流入该节点的电流等于流出该节点的电流);串联电路的总电压等于 ,并联电路的总电压与各支路电压 ;;串联 电路的总电阻等于 ,并联电路总电阻的倒数等于 。 12.电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的,表头本身就是一个电阻, 它的优点是能够读出通过自身的电流值和它两端的电压。 ①电流表G (表头)的三个重要参数为:内阻g R 、满偏电流g I 、满偏电压g U ②电压表V 是由电流表G(表头)与一个电阻 改装成的,可以测量较大的电压。 ③电流表A 是由电流表G(表头)与一个电阻 改装成的,可以测量较大的电流。 13.在恒定电路中,我们研究的对象为:一段电路或者闭合电路。如果我们选择了一段 电路为研究对象,那么电流在这段电路上的电功公式为UIt W =,用文字可表述为:电流在这段电路上的电功等于 。电流在这段电路上的电功率公式为UI p =。用文字可表述为:电流在这段电路上的电功率等于 。上述两个公式适用于任何一段电路。如果对应的一段电路为纯电阻(只有发热元件,没有其它的元件)电路,欧姆定律也适用之,那么电功、电功率才有其它的变形公式 14.焦耳定律得内容为: 。公式为 。该公 式适用于任何一段过电路 ,由于电流只在电阻上产生热,所以不管电路中有多少元件,计算焦耳热时我们只提取其中的电阻部分。热功率公式为 ,用文字可表述为: 。 15.关于非纯电阻电路问题的解决方法:能量守恒法。例如:电动机电路是由产生焦耳 热的线圈电阻r 与产生机械能的转子部分串联组成,设电动机两端的电压为U,线圈 电阻r 分压为r U ,产生机械能部分的分压为/U ,则/ U U U r +=,由于等时性及
学习必备欢迎下载 第十一章恒定电流 第一单元基本概念和定律 知识目标 一、电流、电阻和电阻定律 1.电流:电荷的定向移动形成电流. (1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差. (2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。 ①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev. ②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向. ③单位是:安、毫安、微安1A=103mA=106μA 2.电阻、电阻定律 (1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值. R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关. (2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=ρL/S (3)电阻率:电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响. ①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻. ②单位是:Ω·m. 3.半导体与超导体 (1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5Ω·m ~106Ω·m (2)半导体的应用: ①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化. ②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用. ③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路. ④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等. (3)超导体 ①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象. ②转变温度(T C):材料由正常状态转变为超导状态的温度 ③应用:超导电磁铁、超导电机等 二、部分电路欧姆定律 1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。I=U/R 2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件. 3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件 伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的. 注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小. ②I、U、R必须是对应关系.即I 是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.
物理选修3-1 一、电场 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷(e =1.60×10-19 C );带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F K Q Q r =12 2 (真空中的点电荷){F:点电荷间的作用力(N); k:静电力常量k =9.0×109 N ?m 2 /C 2 ;Q 1、Q 2:两点电荷的电量(C);r:两点电荷间的距离(m); 作用力与反作用力;方向在它们的连线上;同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E F q =(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理);q :检验电荷的电量(C)} 4.真空点(源)电荷形成的电场E KQ r =2 {r :源电荷到该位置的距离(m ),Q :源电荷的电量} 5.匀强电场的场强AB U E d = {U AB :AB 两点间的电压(V),d:AB 两点在场强方向的距离(m)} 6.电场力:F =qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7.电势与电势差:U AB =φA -φB ,U AB =W AB /q =q P E Δ 减 8.电场力做功:W AB =qU AB =qEd =ΔE P 减{W AB :带电体由A 到B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),U AB :电场中A 、B 两点间的电势差(V )(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m);ΔE P 减 :带电体由A 到B 时势能的减少量} 9.电势能:E PA =q φA {E PA :带电体在A 点的电势能(J),q:电量(C),φA :A 点的电势(V)} 10.电势能的变化ΔE P 减=E PA -E PB {带电体在电场中从A 位置到B 位置时电势能的减少量} 11.电场力做功与电势能变化W AB =ΔE P 减=qU AB (电场力所做的功等于电势能的减少量) 12.电容C =Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13.平行板电容器的电容εS C 4πkd =(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo =0):W =ΔE K 增或2 2 mVt qU = 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度V 0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用) : 类平抛运动(在带等量异种电荷的平行极板中:d U E = 垂直电场方向:匀速直线运动L =V 0t 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动22at d =, F qE qU a m m m === 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷 的总量平分;
二、力(常见的力、力的合成与分解) (1)常见的力 1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)} 3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)} 4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力) 5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G= 6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上) 6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上) 7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同) 8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0) 9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0) 注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定; (2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定; (3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN; (4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向); (5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q: 带电粒子(带电体)电量(C); (6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。 2)力的合成与分解 1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2| 4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx) 注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则; (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立; (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图; (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小; (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。 三、动力学(运动和力) 1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外 力迫使它改变这种状态为止 2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致} 3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作 用力区别,实际应用:反冲运动} 4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理} 5.超重:FN>G,失重:FN 高中物理学习材料 (马鸣风萧萧**整理制作) 第二章 知识点归纳及专题练习 第一节 电源和电流 一、对电流概念的理解 1、下列有关电流的说法中正确的是( ) A 在电解液中阳离子定向移动形成电流,阴离子定向移动也形成电流 B 粗细不均匀的一根导线中通以电流,在时间t 内,粗的地方流过的电荷多,细的地方流过的电荷少 C 通过导线横截面的电荷越多,则导线中电流越大 D 物体之间存在电流的条件是物体两端存在电压 二、电流的微观表达式 2、有一横截面为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设单位体积的导线有n 个自由电子,电子电量为e ,电子的定向移动速度为v ,在t 时间内,通过导体横截面的自由电子数目N 可表示为( ) A .nvSt B .nvt C .It/e D .It/Se 三、电流的计算 3.某电解质溶液,如果在1 s 内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通 过某横截面,那么通过电解质溶液的电流强度是( ) A 0 B 0.8A C 1.6A D 3.2A 4.一个半径为r 的细橡胶圆环,均匀地带上Q 库伦的负电荷,当它以角速度ω绕中心轴线顺时针匀速转动时,环中等效电流为多大( ) A Q B π 2Q C π?2Q D π?Q 2 第二节 电动势 四、对电动势概念的理解 5.下列关于电动势的说法中正确的是 A 电动势的大小与非静电力的功成正比,与移送电荷量的大小成反比 B 电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样 C 电动势公式E=W/q 中W 与电压U=W/Q 中的W 是一样的,都是电场力的功 D电动势是反映电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量 五、电路中的能量转化 6.将电动势为3.0V的电源接入电路中,测得电源两节间的电压为2.4V,当电路中有6C 的电荷流过时,则 A 有18J其它形式的能转化为的电能 B 外电路有14.4J的电能转化其他形式的能- C 内电路有3J的电能转化其他形式的能 D内电路有3.6J的电能转化其他形式的能 第三节欧姆定律 六、伏安特性曲线 7. 用伏安法测小灯泡的电阻 (1)画出电路图 (2)将图中实物按电路图连接好 (3)连电路时,开关应;连完电路后,闭 合开关前,应将滑动片置于端。 (4)若电流表示数如图所示,电压表读数为4.5伏, 则灯泡电阻是,在图中画出电压表的指针 位置,并画出接线以表明测量时所用量程。 七、欧姆定律的计算问题 8、如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。当输入电 压U AB=110V时,输出电压U CD= 11 V。 9、如图所示的电路中,三个电阻的阻值相等,电流表A1、 A2和A3的内阻均可忽略,它们的读数分别为I1、I2和I3,则I1∶I2∶ I3= ∶∶。 90 选择题(共20小题) 1、如图所示,电解槽内有一价的电解溶液,ts内通过溶液内横截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设元电荷的电量为e,以下解释正确的是() A.正离子定向移动形成电流,方向从A到B,负离子定向移动形成电流方向从B到A B.溶液内正负离子沿相反方向运动,电流相互抵消 C. 溶液内电流方向从A到B,电流I= D. 溶液内电流方向从A到B,电流I= 2、某电解池,如果在1s钟内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是() A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A 3、图中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是() A.甲表是电流表,R增大时量程增大 B.甲表是电流表,R增大时量程减小 C.乙表是电压表,R增大时量程减小 D.上述说法都不对 4、将两个相同的灵敏电流计表头,分别改装成一只较大量程电流表和一只较大量程电压表,一个同学在做实验时误将这两个表串联起来,则() A.两表头指针都不偏转 B.两表头指针偏角相同 C.改装成电流表的表头指针有偏转,改装成电压表的表头指针几乎不偏转 D.改装成电压表的表头指针有偏转,改装成电流表的表头指针几乎不偏转 5、如图,虚线框内为改装好的电表,M、N为新电表的接线柱,其中灵敏电流计G的满偏电流为200μA,已测得它的内阻为495.0Ω.图中电阻箱读数为5.0Ω.现将MN接入某电路,发现灵敏电流计G刚好满偏,则根据以上数据计算可知() A.M、N两端的电压为1mV B.M、N两端的电压为100mV C.流过M、N的电流为2μA D.流过M、N的电流为20mA 6、一伏特表有电流表G与电阻R串联而成,如图所示,若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进() A.在R上串联一比R小得多的电阻 B.在R上串联一比R大得多的电阻 C.在R上并联一比R小得多的电阻 D.在R上并联一比R大得多的电阻 7、电流表的内阻是R g=200Ω,满偏电流值是I g=500μA,现在欲把这电流表改装成量程为1.0V的电压表,正确的方法是() A.应串联一个0.1Ω的电阻B.应并联一个0.1Ω的电阻 C.应串联一个1800Ω的电阻D.应并联一个1800Ω的电阻 8、相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于A2的量程,V1的量程大于V2的量程,把它们接入图所示的电路,闭合开关后() A.A1的读数比A2的读数大 B.A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大 C.V1的读数比V2的读数大 D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大 9、如图所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻R g=500Ω,满刻度电流为I g=1mA的毫安表,现接成量程分别为10V和100V的两个量程,则所串联的电阻R1和R2分别为() A.9500Ω,9.95×104ΩB.9500Ω,9×104Ω C.1.0×103Ω,9×104ΩD.1.0×103Ω,9.95×104Ω 10、用图所示的电路测量待测电阻R X的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法中,正确的是() A.电压表的内电阻越小,测量越精确 B.电流表的内电阻越小,测量越精确 C.电压表的读数大于R X两端真实电压,R X的测量值大于真实值 D.由于电流表的分流作用,使R X的测量值小于真实值 《磁场》单元练习 一.选择题:每小题给出的四个选项中,每小题有一个选项、或多个选项正确。 1、如图所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是 A.沿纸面逆时针转动 B.沿纸面顺时针转动 C.a端转向纸外,b端转向纸里 D.a端转向纸里,b端转向纸外 2、一电子在匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心,在圆形轨道上运动,磁场方向垂直于它的运动平面,电场力恰是磁场力的三倍.设电子电量为e,质量为m,磁感强度为B,那么电子运动的可能角速度应当是 3、空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B 点时速度为零,C为运动的最低点.不计重力,则 A.该离子带负电 B.A、B两点位于同一高度 C.C点时离子速度最大 D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点 4、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中,则不受磁场影响的物理量是: A、速度 B、加速度 C、动量 D、动能 5、MN板两侧都是磁感强度为B的匀强磁场,方 向如图,带电粒子(不计重力)从a位置以垂直B 方向的速度V开始运动,依次通过小孔b、c、d,已知ab = bc = cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的荷质比为:M N a b c d V B B A 、 tB π B 、 tB 34π C 、π2tB D 、tB π3 6、带电粒子(不计重力)以初速度V 0从a 点进入匀强磁场,如图。运动中经过b 点,oa=ob 。若撤去磁场加一个与y 轴平行的匀强电场,仍以V 0从a 点进入电场,粒子仍能通过b 点,那么电场强度E 与磁感强度B 之比E/B 为: A 、V 0 B 、1 C 、2V 0 D 、 2 V 7、如图,MN 是匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板,虚线表示其运动轨迹,由图知: A 、粒子带负电 B 、粒子运动方向是abcde C 、粒子运动方向是edcba D 、粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 8、带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O 点在匀强磁场中摆动,当小球每次通过最低点A 时: A 、摆球受到的磁场力相同 B 、摆球的动能相同 C 、摆球的动量相同 D 、向右摆动通过A 点时悬线的拉力大于向左摆动通过A 点时悬线的拉力 9、如图,磁感强度为B 的匀强磁场,垂直穿过平面直角坐标系的第I 象限。一质量为m ,带电量为q 的粒子以速度V 从O 点沿着与y 轴夹角为30°方向进入磁场,运动到A 点时的速度方向平行于x 轴,那么: A 、粒子带正电 B 、粒子带负电 C 、粒子由O 到A 经历时间qB m t 3π= D 、粒子的速度没有变化 10、如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的左上方固定一直导线,导线与磁场垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则……………………( ) A 、磁铁对桌面压力增大 B 、磁场对桌面压力减小 C 、桌面对磁铁没有摩擦力 D 、桌面对磁铁摩擦力向右 O x y V 0 a b M N a b c d e O a x y O A V 0人教版高中物理选修3-1第二章 知识点归纳及专题练习
(完整版)高中物理恒定电流经典习题20道-带答案
高二物理选修3-1磁场练习题