高三物理：電磁學(xué)綜合能力的培養(yǎng)教案

1、第三部分： 電 磁 學(xué)（靜電平衡、電磁振蕩部分2003年高考不作要求）一、知識結(jié)構(gòu)(一)電場1.了解什么是基元電荷及電荷守恒定律的應(yīng)用。2.掌握真空中的庫侖定律及其應(yīng)用。3.掌握電場強(qiáng)度的定義式、點電荷和勻強(qiáng)電場場強(qiáng)的計算公式，正確領(lǐng)會磁力線的含義。4.理解電勢、電勢差、等勢面的概念，掌握勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)和電勢差的關(guān)系及電場力做功與電勢能的關(guān)系。5.理解電場中的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時的特殊情況。6.掌握帶電粒子在電場中運動的規(guī)律。7.掌握電容器的電容的概念及平行板電容器中電容的計算公式。(二)恒定電流1.掌握電阻的串并聯(lián)規(guī)律，串并聯(lián)電路中的電壓、電流及功率分配及焦耳定律。2.理解電動勢的概念，掌

2、握閉合電路的歐姆定律。3.掌握電路的處理方法，學(xué)會對電路的變化分析判斷，掌握各種類型的電路計算。4.掌握電壓表、電流表和歐姆表的讀數(shù)方法和測量原理及方法。5.會根據(jù)電路圖進(jìn)行電路的實物接線。(三)磁場1.理解磁場、磁感強(qiáng)度、磁感線、磁通量的意義，了解磁現(xiàn)象的電本質(zhì)。2.掌握安培力的計算公式和左手定則，了解電流表的工作原理。3.掌握速度與磁場方向平行和垂直兩種情況下洛侖力方向的判定和大小的計算，掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運動規(guī)律及洛倉茲力的應(yīng)用。(四)電磁感應(yīng)和交流電1.電磁感應(yīng)(1)正確領(lǐng)會感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，熟練運用右手定則和楞次定律判斷感應(yīng)電流及感應(yīng)電動勢的方向。(2)熟練掌握法拉第電

3、磁感應(yīng)定律，及各種情況下感應(yīng)電動勢的計算方法。2.交流電(1)了解交流電的概念，理解表示交流電的各物理量的含義，并能準(zhǔn)確識別和使用它們。(2)理解正弦交流電的圖象，并能根據(jù)圖象討論有關(guān)問題。(3)理解變壓器的原理，能使用電壓比和電流比公式分析計算有關(guān)問題。(4)弄清什么叫振蕩電流、振蕩電路，掌握電磁振蕩的過程特征。(5)熟練掌握電磁振蕩的周期和頻率公式，并應(yīng)用公式分析、計算、討論有關(guān)的簡單問題。(6)了解麥克斯韋電磁場理論的基本要點，掌握電磁波的形成和波速公式V=f的應(yīng)用。二、例題解析例1 如右圖所示，在通有電流I的無限長的直導(dǎo)線旁邊放有一導(dǎo)線ab與其平行，當(dāng)長直導(dǎo)線中向上的電流I減小時，導(dǎo)線

4、ab兩端的電勢高低情況是： ( )A.UaUb B.Ua=Ub C.UaUb D.無法確定【解析】本題僅由無限長導(dǎo)線中電流I減小的實際情況，從正面直接著手很難做出判斷，但我們可采用“等效法”加以考慮：因為長直導(dǎo)線中電流I減小時，導(dǎo)線ab所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度減弱，所以我們完全可將電流I減小，導(dǎo)線ab不動的實際情形等效為電流I不變，而導(dǎo)線ab向右平動的情形，則本題由右手定則可立即做出UaUb的正確判斷，即本題答案為(A)。例2 如下圖左所示的電路，請畫出S斷開與S閉合時的等效電路?！窘馕觥繉1、C2看作斷路，如上圖右所示。根據(jù)電流表的流向，可得S斷開時與S閉合時的等效電路，如下圖甲、乙所示。例

5、3 如右圖所示，半徑為r的半圓形金屬導(dǎo)線處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈所在的平面，試求導(dǎo)線在下列情況中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：(1)導(dǎo)線在自身所在平面沿垂直于直徑OO的方向以速度v向右勻速平動。(2)導(dǎo)線從圖示位置起，繞直徑OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動。【解析】(1)無法直接求出半圓形導(dǎo)線OO所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。我們可設(shè)想用一直導(dǎo)線將OO兩端連接起來構(gòu)成一閉合回路(如圖)，則在向右運動過程中，回路的磁通量不發(fā)生變化，故整個回路中的感應(yīng)電動勢=0,這表明直導(dǎo)線OO與半圓形導(dǎo)線切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相等，方向相反。而由直=2Brv,可知圓=2Brv。(2)假設(shè)用直導(dǎo)線將OO連接形

6、成閉合回路，使其以同樣的角速度繞OO勻速轉(zhuǎn)運，由于直導(dǎo)線OO不切割磁力線，所以在產(chǎn)生應(yīng)電動勢這一點上，半圓形導(dǎo)線與閉合回路等效，由公式e=BSsint,又S=r2，所以半圓形導(dǎo)線中感應(yīng)電動勢e=r2Bsin。例4 右圖中A和B表示在真空中相距為d的兩平行金屬板加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強(qiáng)電場；右邊表示一周期性的交變電壓的波形，橫坐標(biāo)代表時間t，縱坐標(biāo)代表電壓U，從t=0開始，電壓為給定值U0，經(jīng)過半個周期，突然變?yōu)?U0。如此周期地交替變化。在t=0時刻將上述交變電壓U加在A、B兩極上，求：(1)在t=0時刻，在B的小孔處無初速地釋放一電子，要想使這電子到達(dá)A板時的速度最大，則所加交變

7、電壓的頻率最大不能超過多少?(2)在t=0時刻，在B的小孔處無初速地釋放一電子，要想使這電子到達(dá)A板時的速度最小(零)，則所加交變電壓的頻率為多大?(3)在t=?時刻釋放上述電子，在一個周期時間，該電子剛好回到出發(fā)點?試說明理由并具備什么條件。(4)在什么時間范圍內(nèi)釋放上述電子，該電子不可能到達(dá)A板?！窘馕觥侩娮舆\動的v-t圖象如右圖所示。(1)要求電子到達(dá)A板的速度最大，要求在t=時刻即速度達(dá)最大值vm=時到達(dá)A板，位移為s=××()2=d，要求頻率f不能超過。(2)要求電子到達(dá)A板的速度為零，要求在t=T時刻到達(dá)A板，由s=××T2=d，要求頻率f不

8、能超過。(3)在t=T/4時刻釋放電子，經(jīng)過一個周期，在t=時刻，電子剛回到出發(fā)點。條件時在半個周期即從()時間內(nèi)，電子的位移小于d，條件是頻率f。(4)在tT時間內(nèi)釋放電子，電子不可能到達(dá)A板，其中在tT時間內(nèi)釋放電子，電子進(jìn)不了電場內(nèi)而被擋在B板外面。例5 如右圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的兩根平行金屬導(dǎo)軌的間距為L，上端連一電容為C的電容器，其耐壓足夠大?？臻g有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，其磁感強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿PP水平地卡在導(dǎo)軌上，釋放后，此桿沿導(dǎo)軌無摩擦地下滑。經(jīng)過一段時間，到圖示時刻其下落速度為v1。假定導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌、金屬桿和連接導(dǎo)線的電阻均可忽略。試求：金屬板PP的速度

9、從v1變化到v2的過程中，電容器吸收的能量E?！窘馕觥繙y試學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決問題的能力，考查有關(guān)電容器充電、感應(yīng)電動勢、動能原理、能量守恒等相關(guān)知識。(1)桿PP因切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，它是電容器的充電電壓。設(shè)此桿由時刻t到t的極短時間t內(nèi)，其速度由v變?yōu)関，則在時間t內(nèi)電容器電量的變化為 q=q-q=CBL(v-v)=CBlv因而，充電電流為i= = =CBla基中a是桿在時刻t的加速度。(2)桿PP下落時，受到兩個力的作用；重力G=mg，向下，安培力f=BIL=CB2L2a，向上，由牛頓第二定律，mg-CB2l2a=maa=，a與時間無關(guān)，可見桿PP作勻速動運。(3)設(shè)重力克服安培

10、力做功為Wf，由動能定理，mgh-Wf=m(v22-v21)h為桿PP下落的高度，由運動學(xué)公式，得h=(v22-v21)/qWf=mg(v22-v21)/q-m(v22-v21) =m(v22-v21)( -1) =m(v22-v21)CB2L2根據(jù)能量守恒定律，重力克服安培力做的功表現(xiàn)為充電流i的能量，由于本電路各種電阻為零，無焦耳熱，這份能量必然儲存在電容器上。因此，E=m(v22-v21)CB2l2。例6 一小型發(fā)電機(jī)輸出功率為50kW，輸出電壓為240V。現(xiàn)用一臺升壓變壓器使其升壓，用戶處再用一臺降壓變壓器降到所需要的220V，輸電線總電阻30，損失電功率為總功率的6%，變壓器是理想的

11、，求這兩臺變壓器原副線圈的匝數(shù)比各是多少，并畫出送電電路簡圖?！窘馕觥窟@是一個聯(lián)系實際的問題，通過此題可以了解遠(yuǎn)距離輸電的基本過程，加深對遠(yuǎn)距離輸電必須用高壓的理解。輸電線的電阻一定，已知損失的功率就可以求出輸電電流，由輸送的功率和輸電電流可以求出輸電電壓，此電壓遠(yuǎn)高于發(fā)電機(jī)的輸出電壓，因此要用升壓變壓器升壓，變壓器的匝數(shù)比等于發(fā)電機(jī)輸出電壓與輸送電壓之比。輸電線上有電壓降，到用戶所在地的電壓等于輸送電壓與輸電線電壓降之差，此電壓與用戶所需要的電壓之比等于降壓變壓器匝數(shù)比。輸電線損失的功率P=I2R=50×103×6%=3×103(W)I=10(A)輸送的電壓U2

12、= =5×103(V)升壓變壓器匝數(shù)比=到用戶所在地電壓U3=U2-IR=5×103-10×30=4.710×103(V)降壓變壓器匝數(shù)比=送電電路簡圖如下圖所示。例7 用伏安法測小燈泡(4.5V 3W)的功率與其中電流強(qiáng)度的關(guān)系，要求小燈泡兩端的電壓從零調(diào)整到4.5V，請將右圖所示的組件連接起來?！窘馕觥坑?.5V、3W可知，小燈泡的電阻為6.75，電壓表的量程應(yīng)選15V，根據(jù)電壓表的讀數(shù)范圍可知，流過小燈泡的最大電流強(qiáng)度Im=0.6A，故電流表量程應(yīng)選3A，一般情況下，電壓表的內(nèi)阻為幾千歐，電流表的電阻為零點幾歐，由，得電流表應(yīng)外接。由電壓表讀數(shù)要求

13、04.5V可知，滑動變阻器應(yīng)為分壓接法。電路圖如右圖所示。實物接線，根據(jù)電路圖選擇滑動變阻器上接線柱與右下接線柱，預(yù)設(shè)上為“+”，右下為“-”，從“+”出發(fā)，通過小燈泡，接電流表3A接線柱，電流表“-”接線柱接滑動變阻器右下接線柱，電壓表15V接線柱接滑動變阻器上接線柱，“-”接線柱接電流表3A接線柱。由滑動變阻器特點可知，左下a接線柱電勢高于b接線柱。從電源的正極出發(fā)接a接線柱，b接線柱通過開關(guān)，接電源的負(fù)極，如下圖所示。例8 用均勻的金屬絲繞成的長方形線框ABCD，AB=CD=30厘米，AC=CD=10厘米，線框可以繞AB、CD邊上的O、O軸以角速度=200弧度/秒勻速轉(zhuǎn)動，并且使線框的一

14、部分處在大小為1特的有界勻強(qiáng)磁場中，O、O恰在磁場邊界上，AO=CO=20厘米，初始時，線框的1/3處于磁場中且其平面垂直于磁場，如圖，以O(shè)點電勢高于O點時為正，在U-t坐標(biāo)系中作出OO間電壓隨時間變化的關(guān)系圖(兩個周期)，并注明必要的坐標(biāo)值及其計算過程.【解析】本題知識點集中，一步步解答要有扎實的基本工和靈活的頭腦.下面我們分步來解這道題，并對每步中蘊(yùn)含的物理思想方法作簡要評析。第一步，應(yīng)該算出內(nèi)外電阻之比，即RACOO與RBDOO的比值，很多同學(xué)由面積之比為21，立即認(rèn)為R之比也是21，便一路錯到底，一分未得.正確答案應(yīng)是由長度之比算出53.另外易得周期T=2/=0.314(s).第二步，

15、必須分清內(nèi)外電路，這是一個同學(xué)們極易犯錯的地方.我們可以這樣分析，0T時，OBDO是內(nèi)電路，那幺由右手定律可知：UOUO.e1=BBD·OB·sin=2sin(V).第三步，我們分析TT的時間段，必須注意，此時又是一道難關(guān)，因為內(nèi)電路變了，由右手定律可知，此時UOUO.e2=BAC·OA·sin =4sin(V)第四步，很多同學(xué)到此以為大功告成，他們列出了UOOm=BAC·OA·，錯了!他們沒有注意到內(nèi)外電路一變，內(nèi)外電阻也變化了，所以應(yīng)該乘以.第五步，兩個過程共四步分析下來，我們心中才有了底，那幺T和TT，這兩個過程的解答，便非常清

16、晰明了.具體解答請大家仿照以上提供的解答自行完成.由分析我們可畫出電壓變化關(guān)系圖如下：綜上所述，解答本題時，一定要“擦亮眼睛”，冷靜分析，抓住電阻之比、內(nèi)外電路變化、內(nèi)外電阻變化、電勢正負(fù)變化，對物理現(xiàn)象更要看得深入全面，才能正確地解出這道題.三、能力訓(xùn)練(一)選擇題1.下列敘述中，錯誤的是( )A.在電場中，電場強(qiáng)度大的點，電勢必高B.電荷置于電勢越高的點，所具有的電勢能也越大C.電場中電場強(qiáng)度大的地方，沿電場線方向電勢降落快D.一帶電粒子只受電場力作用，在電場中運動時，電勢能一定變化2.如圖所示，兩平行金屬板A、B接在電池的兩極，一帶正電的單擺懸掛在A板上，閉合開關(guān)S，讓單擺作簡諧運動，設(shè)

17、周期為T，則( )2題圖 3題圖 4題圖A.保持開關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期小于TB.保持開關(guān)S閉合，B板向A板靠近，則周期不變C.開關(guān)S斷開，B板向A板靠近，則周期不變D.開關(guān)S斷開，B板向A板靠近，則周期大于T3.如圖所示，直線A為某電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖像，直線B是電阻R的兩端電壓與電流I的關(guān)系圖像。用該電源與電阻R組成閉合電路，電源的輸出功率和電源的效率分別為 ( )A.4W，33% B.2W，33% C.2W，67% D.4W，67%4.一個極板水平放置的平行板電容器和三個可變電阻及電源連成如圖所示的電路，有一個質(zhì)量為M的帶電油滴懸浮在兩板之間不動。要使油滴上升，可采

18、用的辦法是( )A.減小R1 B.增大R2 C.增大R1 D.減小R25.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場B中，有一個原來靜止的重原子核發(fā)生了衰變，圖中兩個相切圓分別表示衰變后產(chǎn)生的新核和帶電粒子的運動軌跡，則 ( )A.該原子核發(fā)生的是衰變B.該原子核發(fā)生的是衰變C.小圓是衰變后產(chǎn)生的新核的軌跡，大圓是帶電粒子的軌跡，兩者運行方向相同D.小圓是帶電粒子的軌跡，大圓是衰變后產(chǎn)生的新核的軌跡，兩者運動方向相反6.如圖所示，平行直線aa及bb間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，現(xiàn)分別在aa上某兩點射入帶正電的粒子M及N，M、N的初速度的方向不同，但與aa的夾角均為,兩粒子都恰不能越過邊界線bb，若兩粒子

19、質(zhì)量均為m，電量均為q，兩粒子從射入到bb的時間分別為t1和t2，則 ( )A.t1+t2=B.t1+t2=C.M粒子的初速度大于N粒子的初速度D.M粒子的軌道半徑大于N粒子的軌道半徑7.已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電量隨時間化的曲線如圖所示，則( )A.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相反B.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相同C.b、d兩時刻電路中電流最大，方向相同D.b、d兩時刻電路中電流最大，方向相反8.收音機(jī)中調(diào)諧電路線圈的自感系數(shù)為L，要想接收波長是的電臺訊號，應(yīng)把調(diào)諧電路中電容大小調(diào)到(c為真空中光速)( )A. B.C. D. 9.在如圖所示電路中，每個電阻的阻值相同，A

20、、B間電壓為30V，則 ( )A.S1、S2都閉合時，C、D間電壓為30VB.S1、S2都斷開時，C、D間電壓為30VC.S1閉合、S2斷開時，C、D間電壓為10VD.S1斷開、S2閉合時，C、D間電壓為6V10.如圖所示，豎直方向的直線MN為某一靜電場中的一條電場線(指向不知)，若一帶電塵粒從A點由靜止釋放，塵粒沿豎直方向下落，到B點時速度為零，不計空氣阻力( )A.塵粒的運動不可能是勻速運動，也不可能是勻加速運動B.A點的場強(qiáng)一定大于B點的場強(qiáng)C.可能是A點的電勢比B點高，也可能是B點電勢比A點高D.A、B兩點間塵粒重力勢能之差大于電勢能之差11.如圖所示，平行板電容器兩板間距離為d，在兩

21、板間加一固定電壓U，正極板接地，在兩板間放入一個半徑為R(2Rd)的絕緣金屬球殼，C、D是直徑上的兩端點，下列說法正確的是( )A.由于靜電感應(yīng)，C、D兩點電勢差為B.由于靜電感應(yīng)，球心O處場強(qiáng)為零C.若把球殼接地，再斷開，然后拿走電容器，球殼上將帶正電荷D.若把球殼接地，再斷開，然后拿走電容器，球殼上將帶負(fù)電荷11題圖 12題圖 13題圖12.如圖所示，在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b為中心抽頭。把a(bǔ)、b兩端接上兩根平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌間有勻強(qiáng)磁場，方向垂直線面向里，導(dǎo)軌上放一金屬棒，當(dāng)金屬棒在導(dǎo)軌上滑動時，a、b、c各點間都有電勢差，若要求a與c點的電勢均高于b點，則(

22、)A.金屬棒應(yīng)向右加速運動 B.金屬棒應(yīng)向右減速運動C.金屬棒應(yīng)向左加速運動 D.金屬棒應(yīng)向左減速運動13.在圖中，A、B是一對中間有小孔的平行金屬板，兩小孔的連線與金屬板面相垂直，兩極板的距離為L，兩極板間加上低頻交流電壓，A板電勢為零，B板電勢U=U0cost?，F(xiàn)有一電子在t=0時穿過A板上小孔射入電場。設(shè)初速度和重力的影響均可忽略不計，則電子在兩極板間可能( )A.以AB間的某一點為平衡位置來回振動B.時而向B板運動，時而向A板運動，但最后穿出B板C.一直向B板運動，最后穿出B板，如果小于某個值0，l小于某個值l0D.一直向B板運動，最后穿出B板，而不論、l為什么值14.如右圖所示，金屬

23、球殼A外有一帶正電的點電荷B，當(dāng)閉合開關(guān)S使球殼的內(nèi)表面接地時 ( )A.導(dǎo)線中有方向向下的電流 B.導(dǎo)線中沒有電流C.球殼的電勢開始變小 D.球殼上凈電荷將變成負(fù)的15.式(1)E=F/q和式(2)E=kq/r2分別為電場強(qiáng)度的定義式和點電荷場強(qiáng)的公式，下列四個選項中錯誤的是( )A.式(1)中的場強(qiáng)E是式(1)中的電荷q所產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)。式(2)中的場強(qiáng)E是式(2)中的電荷q所產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)B.式(1)中的F是放入某電場中的電荷所受的力，q是產(chǎn)生這個電場的電荷C.式(2)中的場強(qiáng)E是某電場的場強(qiáng)，q是放入此電場中的電荷D.式(1)、(2)都只對點電荷產(chǎn)生的場才成立16.將滑動變阻器作分

24、壓器用，如圖所示電路中，A、B為分壓器的輸出端，若把變阻器的滑動觸片放在變阻器正中，則 ( )A.空載時輸出電壓UAB=UCD/2B.接上負(fù)載R時，輸出電壓UABUCD/2C.負(fù)載R的阻值大，UAB越接近UCD/2D.負(fù)載R的阻值越小，UAB越接近UCD/217.如右圖所示，勻強(qiáng)磁場中有一個開口向上的絕緣半球，將帶有正電荷的小球從半球左邊最高處靜止釋放，物塊沿半球內(nèi)壁只能滑到C點處；若將該物塊自半球右邊最高點靜止釋放，能滑到位置的為( )A.與C等高的D點處 B.比D高的某處C.比D低的某處 D.上述情況都有可能18題圖18.如右圖所示，金屬棒L在金屬導(dǎo)軌MN、PQ上以O(shè)O為平衡位置，AA、B

25、B為最大位移作簡諧運動，導(dǎo)軌間有如圖方向的勻強(qiáng)磁場，其兩端跟一個變壓器相連，原、副線圈分別串接電流表G1、G2，下述結(jié)論中正確的是( )A.金屬棒L運動到平衡位置OO時，通過電流表G1的讀數(shù)為零，電流表G2的讀數(shù)為零B.當(dāng)金屬棒L運動到AA或BB位置時，通過電流表G1的讀數(shù)為零，電流表G2的讀數(shù)為零C.當(dāng)金屬棒L由AA向OO運動時，通過電流表G2的電流方向bG1aD.當(dāng)金屬棒L由AA向OO運動時，通過電流表G2的電流方向為aG2b19.如右圖所示，a、b是兩個相同的小燈泡，燈泡電阻為r,rR,L是一個自然系數(shù)相等。由于自然現(xiàn)象，開關(guān)S接通和斷開時，下列說法院中正確的是 ( )A.開關(guān)按通時，I

26、a=IbB.開關(guān)斷開時，Ia=IbC.開關(guān)接通時，看到a先亮，b后亮D.開關(guān)斷開時，看到b先暗，a先亮一下再暗(二)填空題1.真空中有一束電子流，以一定的速度v0沿著與場強(qiáng)垂直的方向自O(shè)點進(jìn)入勻強(qiáng)電場，如圖所示。以O(shè)點為坐標(biāo)原點，x軸垂直于電場方向。如果沿x軸取OA=AB=BC,分別自A、B、C點作跟y軸平行的直線與徑跡交于M、N、P三點，那幺：(1)電子流經(jīng)M、N、P三點時，沿x軸的分速度之比vMxvNxvPx= (2)沿y軸的分速度之比vMyvNyvPy= .(3)電子流每經(jīng)過相等時間，動能增量之比Ek1Ek2Ek3= .(4)電子流每經(jīng)過相等時間，動量增量之比P1P2P3= .2.如圖所

27、示為一較復(fù)雜的電路的一部分，已知R1=10,R2=5,R3=3,I1=2mA,I2=1mA,則圖中電流表的示數(shù)為 ，流過電流表的電流方向是 .3.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場中，折線導(dǎo)線中通以圖示的電流，比較導(dǎo)線AB、BC、CD、DE、EF五根導(dǎo)線中受到的安培力最大的是 ，受到的安培力為零的是 ,受到的安培力方向相同的是 .4.一半徑為R、均勻帶電的輕質(zhì)細(xì)塑料環(huán)，總帶電量為Q，置于與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度為B，如圖所示。當(dāng)以圓心為軸，以角速度轉(zhuǎn)動圓環(huán)時，環(huán)中的張力為 .5.為了測量電流表A1的內(nèi)阻，采用右圖所示電路，其中電流表A1的量程為30A，內(nèi)阻約為100(待測)；A2是標(biāo)準(zhǔn)電流

28、表，量程為200A，內(nèi)阻為50.0；R1為電阻箱，阻值范圍為0999.9，蓄電池電動勢為3V，內(nèi)阻不計；S1為單刀單擲開關(guān)S2為單刀雙擲開頭。按圖接好電路后，將可變電阻器R2適當(dāng)調(diào)節(jié)后，將單刀雙擲開關(guān)S2接1位置，接通開關(guān)S1，調(diào)節(jié)R2，使兩表讀數(shù)均為150A，然后將S2接到2位置，調(diào)節(jié)R1使A2的讀數(shù)仍為150A，此時R1的阻值為82.5。由此可測出A1的內(nèi)阻Rg。(1) 按照上圖所示的電路，在下圖的實物圖上連線。(2)電流表A1的內(nèi)阻Rg= 。(3)為了保證兩塊電流表的安全使用，限流電阻R3的阻值應(yīng)選 。A.100 B.150 C.100K D.15K6.一個邊長為l=0.5m的金屬框ab

29、cd,質(zhì)量為m=0.1kg，整個回路的電阻R=0.5，放在傾角=30°的光滑不導(dǎo)電的斜面上。斜面上有一段寬L=0.5m的有限勻強(qiáng)磁場，方向垂直斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,如圖所示。金屬框由靜止開始下滑，沿斜面下滑了一段距離s后進(jìn)入磁場區(qū)域，要使金屬框勻速穿過磁場區(qū)域，s= m,金屬框勻速穿過磁場的過程中產(chǎn)生的熱量Q= J.6題圖 7題圖 8題圖7.空氣中在距點電荷Q右邊3cm的P處有一帶-2×10-9C的檢驗電荷-q，檢驗電荷受到一個2×10-3N向左的力，則Q的電場在P處的電場強(qiáng)度是 ，方向向 ；Q是 電荷(選填“+”、“-”號)，電量為 。8.如圖所示電

30、路中，電流電動勢=12V，內(nèi)阻r=1，電阻R1=3，R2=2,R3=5，C1=4F，C2=2F,則C1所帶電量為 ，C2所帶電量為 。9.如右圖所示，一個理想變壓器的三個線圈的匝數(shù)之比n1n2n3=1051。當(dāng)初級線圈兩端加上220V交變電壓時，三個線圈中通過的交流值分別為I1、I2、I3。已知R2=110，I3=2A，則I1= ，I2= 。10.1、2、3、4、5是電場為E的勻強(qiáng)電場中的5個等勢面，相鄰兩個等勢面間的電壓均為U，其中1的電勢最高，5的電勢最低，有一質(zhì)量為m、質(zhì)量為e的電子以速度v0沿等熱面5進(jìn)入電場中，則電子到達(dá)等勢面1的時間t= ,動能Ek= 。9題圖 10題圖 11題圖1

31、1.電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以垂直于磁場方向的速度從A點進(jìn)入磁場，且第1次經(jīng)過磁場中的C點所經(jīng)過的時間為t，若速度方向跟AC連線的夾角為(rad)，由此可知勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度為 ；第3次經(jīng)過C點所用的時間是 。12.3個電量分別為q1、q2和q3的自由點電荷在一條直線均處于平衡狀態(tài)，則q1、q2和q3滿足的數(shù)量關(guān)系是 。13.在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中所用的器材如圖所示，它們是：電流表；直流電源；帶鐵芯的線圈A；線圈B；開關(guān)；滑動變阻器(用來控制電流，以改變磁場強(qiáng)弱)。試按實驗的要求在實物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)，若連接滑動阻器的兩根導(dǎo)線接在接線柱C和E上，而在開關(guān)剛閉合時電流表指針

32、右偏，則開關(guān)閉合后滑動變阻器的滑動觸頭向接線柱C移動時，電流表指針將 (填“左偏”、“右偏”或“不偏”)。14.在圖中，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置，A線圈中通以左圖所示交流電i，則在t1到t2時間內(nèi)，A、B兩線圈的相互作用力為 ，在t2到t3時間內(nèi)，A、B相互作用力為 ，在t1時刻兩線圈的相互作用力為 .(填：斥力、引、最大、零)15.圖甲是某同學(xué)在測定電源電動勢和電阻實驗中已經(jīng)連接了幾根導(dǎo)線的實物接線圖。(1)在上圖甲中，不改動已接導(dǎo)線，且在閉合開關(guān)前不再移動變阻器滑片位置，把還需要連接的導(dǎo)線畫在圖中。(2)根據(jù)表中測出的U、I值畫出U-I圖像。(3)從圖像乙可以確定待測電源

33、電動勢= V,內(nèi)阻r= 。16.用伏安法測量一定值電阻，實驗器材如下：(A)待測量電阻Rx(約30k，1W)；(B)直流電流表(量程0500A，內(nèi)阻300)；(C)直流電壓表(量程015V，內(nèi)阻30k)；(D)直流穩(wěn)壓電源(輸出電壓20V)；(E)滑動變阻器(02k，0.3A)；(F)開關(guān)、導(dǎo)線等。(1)如下圖所示4個電路圖中應(yīng)選哪一個來做實驗?請?zhí)钏鼈兊淖帜复枺?(2)按所選用的電路圖，將如下圖的實物連接起來。17.如圖所示，abcd為勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在垂直磁場的平面內(nèi)，由均勻電阻絲做成的圓環(huán)，其下半部分自左向右勻速進(jìn)入磁場，E、O、F與ad在同一直線上。在圓環(huán)中產(chǎn)生最大電流時是在什么位置?

34、 。此時圓環(huán)內(nèi)電流的方向是 .(三)論述和計算1. 如圖所示，兩個固定的帶正電q的點電荷相距2a，通過其連線中點O作此線段的垂直平分面，在此平面上有一個以O(shè)為圓心，半徑為a的圓周，在圓周上另有兩個點電荷，質(zhì)量均為m，各帶電量-q，它們都繞這個圓周做勻速圓周運動，而且兩個電荷始終保持在同一直徑的兩端，求運動電荷的角速度(不計重力)2.如圖甲所示，真空中電極K發(fā)出的電子(初速不計)經(jīng)過U0=1000V的加速電場后，由小孔S沿兩水平金屬板A、B向中心線射入.A、B板長l=0.02m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖乙所示，設(shè)A、B間的電場是均勻的，且兩板外無電

35、場。在每個電子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，場強(qiáng)視為恒定。兩板右側(cè)放一記錄圓筒，筒的左側(cè)邊緣與極板右端距離b=0.15m,筒繞其豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，周期T0.20s，筒的周長s=0.20m，筒能接收到通過A、B板的全部電子。(1)以t=0時(見圖乙，此時u=0)電子打到圓筒記錄紙上的點作為xOy坐標(biāo)系的原點，并取y軸豎直向上，試計算電子打到記錄紙上的最高點y坐標(biāo)和x坐標(biāo)。(不計重力作用)(2)在給出的坐標(biāo)紙(圖丙)上定量地畫出電子打到記錄紙上的點形成的圖線。3.如圖所示的電路中，電源電動勢為12V，內(nèi)阻r=1.0，R1=R4=15，R2=R3=3.0.求：(1)開關(guān)S斷開時電源正極、負(fù)極的電勢各是多少

36、?(2)開關(guān)S閉合時通過開關(guān)S的電流強(qiáng)度是多少?4.如圖所示，電池組電動勢=14V,內(nèi)阻r=1,電燈為“2V 4W”，電動機(jī)內(nèi)阻r=0.5,當(dāng)可變電阻器的阻值R=1時，電燈和電動機(jī)都正常工作。求：(1)電動機(jī)的額定電壓U及輸出的機(jī)械功率P機(jī)。(2)全電路工作半小時放出的焦耳熱Q。5.圖中的S是能在紙面內(nèi)的360°方向發(fā)射電子的電子源，所發(fā)射出的電子速率均相同。MN是一塊足夠大的豎直擋板，與電子源S的距離OS=L,擋板的左側(cè)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。設(shè)電子的質(zhì)量為m，帶電量為e,問：(1)要使電子源發(fā)射的電子能達(dá)到擋板，則發(fā)射的電子速率至少要多大?(2)若電子源發(fā)

37、射的電子速率為eBl/m，擋板被電子擊中的范圍有多大?要求在圖中畫出能擊中擋板的距O點上下最遠(yuǎn)的電子運動軌跡。6.質(zhì)量為m，帶電量為-q的絕緣滑環(huán)套在固定于水平方向且足夠長的絕緣桿上，如圖甲所示。滑環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)為，整個裝置處在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，B的方向垂直紙面向外?，F(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右瞬時沖量I使其開始運動，已知當(dāng)I=I0時，滑環(huán)恰能沿桿作勻速直線運動。求：(1)I0的大小。(2)若瞬時沖量為某一定值Is，且IsI0,求滑環(huán)沿桿運動過程中克服摩擦力所做的功(設(shè)滑桿足夠長，滑環(huán)仍在桿上)。7.如圖甲，荷質(zhì)比q/m=50C·kg-1的帶電粒子經(jīng)加速電場加速，由靜止開始飛

38、出N板的小孔，進(jìn)入上方長方形容器abcd，當(dāng)粒子(重力不計)到達(dá)P點時，容器內(nèi)立即加一如圖乙所示的磁場(設(shè)磁場方向朝向紙外時，磁感強(qiáng)度B為正)。在容器內(nèi)D處有一中性粒子，已知PD=3m,且PD為ab邊的中垂線，ab=cd=1.6m,求：(1)M、N間的加速電壓UMN=100V時，帶電粒子能否與中性粒子相碰?(2)欲使帶電粒子能與中性粒子碰撞，M、N間加速電壓的最大值是多少?8.橫截面是矩形abcd的金屬導(dǎo)體，放在勻強(qiáng)磁場中通過電流I時，測得ab邊比cd邊電勢高，如圖所示。若導(dǎo)體中單位長度的電子數(shù)為n，電子電量為e，ab邊長為L1，bc邊長為L2.要使ab邊比cd邊電勢高U，所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

39、的最小值是多少?磁場的方向是怎樣的?9.如圖所示，相距為d的狹縫P、Q間存在著一勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，但方向按一定規(guī)律變化(電場方向始終與P、Q平面垂直)。狹縫兩側(cè)均有磁感強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)，其區(qū)域足夠大。某時刻從P平面處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、帶電量為q的帶負(fù)電粒子(不計重力)，粒子被加速后由A點進(jìn)入Q平面右側(cè)磁場區(qū)，以半徑r1作圓周運動，并由A1點自右向左射出Q平面，此時電場恰好反向，使粒子再被加速而進(jìn)入P平面左側(cè)磁場區(qū)，作圓周運動，經(jīng)半個圓周后射出P平面進(jìn)入PQ狹縫，電場方向又反向，粒子又被加速以后粒子每次到達(dá)PQ狹縫間，電場都恰好反向，使得粒子每次通過PQ間都

40、被加速，設(shè)粒子自右向左穿過Q平面的位置分別是A1、A2、A3An(1)粒子第一次在Q右側(cè)磁場區(qū)作圓周運動的半徑r1多大?(2)設(shè)An與An+1間的距離小于,求n的值。10.如圖所示，閉合線圈面積為S，放在磁場中，且線圈平面與磁場垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律為BBmsin··t.(1)在0T時間內(nèi)，哪些時刻線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大?(2)在時間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電量是多大?11.平行金屬導(dǎo)軌由弧形部分和水平部分圓滑連接而成，在其水平部分有豎直向下的勻強(qiáng)磁場B，水平軌道的右部寬度僅為左部寬度的1/3，如圖所示.金屬棒cd靜置于右部軌道上，金屬棒ab從離水平軌道為

41、h高處無初速滑下。導(dǎo)軌處處光滑，整個回路的電阻集中為R，兩根金屬棒的質(zhì)量和長度關(guān)系為：m1=2m2,ab長度恰等于導(dǎo)軌寬度L，cd長度為。ab下滑后始終未與cd相撞。求：(1)兩棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的速度(2)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。12.如圖所示，斜面AC的傾角為=30°,AB=BC，A、B間光滑，B、C間不光滑。在垂直斜面的方向上存在著勻強(qiáng)電場，在A、B兩點分別放置相同材料做成的質(zhì)量與帶電量都相同的滑塊m1與m2.當(dāng)電場強(qiáng)度大小不變，方向與圖示方向相反時，兩滑塊都能自由下滑(不受摩擦力).今按圖示情況釋放兩滑塊后，m2仍靜止，m1與m2碰后沒有分開，為使它們不能到達(dá)C點，斜面與滑塊間的摩

42、擦因數(shù)應(yīng)為多大?13.如圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電粒子，從空間直角坐標(biāo)系原點O沿+y方向以初速度v0射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中兩場的方向都平行于z軸指向+z方向，粒子的重力不計，帶電粒子從原點射出后，再次通過z軸時，求(1)z軸上該點離原點O多遠(yuǎn)?(2)帶電粒子過z軸上該點時的速度。14.如圖所示平面中，L1、L2是兩根平行的直導(dǎo)線，MN和OP是垂直跨在L1、L2上并可左右滑動的兩根平行直導(dǎo)線，每根的長度是l,在線路里接入了兩個電阻和一個電容器(見圖)，電阻的阻值一個是R，另一個是2R，電容器的電容是C，把整個線路放在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向

43、垂直紙面向里。當(dāng)使MN以速率2v向右勻速滑動，而OP以速率v向左勻速滑動時，電容器的上極板的帶電量等于多少?(除R、2R外其它電阻不計)15.如圖所示的空間區(qū)域里，y軸的左方有一勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向跟y軸成30°角，大小為E=4.0×105N/C，y軸右方有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場。有一質(zhì)子的速度v0=2.0×106m/s,由x軸上的A點，第一次沿x軸的正方向射入磁場，第二次沿x軸的負(fù)方向射入磁場，回旋后都垂直于電場方向進(jìn)入電場最后進(jìn)入磁場，已知質(zhì)子的質(zhì)量近似取m=1.6×10-27kg，求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)質(zhì)子兩次在磁場中運動時間之比(3)

44、質(zhì)子兩次在電場中運動時間。能力訓(xùn)練參考答案(一)選擇題1.C 2.AC 3.D 4.B 5.B 6.ACD 7.D 8.ABD 9.BCD 10.AC 11.BC 12.B 13.AC 14.ACD 15.ACD 16.ABC 17.C 18.ABC 19.D(二)填空題1.(1)111 (2)123 (3)135 (4)1112.4mA，ab 3.CD，EF，BC與DE 4.BR/25.(1)圖略，0.5 7.106N/C 右 十10-7C×10-5C 2.0×10-5C9.0.7A 1A 10.· mv20+4ve 11.2mq/gt (+1)·t1

45、2.= +13.左偏 14.引力，斥力，零15.(1)略 (2)注意：畫直線時應(yīng)去掉(0.45A，0.95V)的點(3)(1.45±0.02)V，r(1.0±0.1)16.(1)B (2)略 17.O與a重合時，逆時針方向(三)論述和計算1.以任意一個-q為研究對象，進(jìn)行受力分析，一共受到三個力，兩個+q對它的吸引力和另一個-q的斥力.由勻速圓周運動規(guī)律可知，三個力的合力提供向心力，即可求得角速度，F(xiàn)=2·-=(-) kq2/a2,F=ma2,=2.(1)y2.5cm(2)3.(1)正極的電勢是9.0V，負(fù)極的電勢為-1.8V.(2)電流強(qiáng)度是1.3A4.(1)8

46、V，14W (2)2.52×104J5.(1)由電子源發(fā)出的平行于擋板的電子在磁場中作勻速圓周運動。若半徑為L/2時，剛好到達(dá)擋板，電子的最小速率vmin必須滿足Bevmin=mv2min/·(),vmin=Bel/(2m)(2)所有從電子源S發(fā)出的電子都將在磁場中作圓周運動，因為電子速率都相同，故圓周運動半徑R也相同，均為：R=mv/Be.因 v=2vmin,故R=L.由于半徑為L的圓周上，任意兩點的最長距離為直徑2L，故在O點上側(cè)、與S相距為2L的a點為電子擊中擋板的最遠(yuǎn)點(見圖)，所以aO=L.又初速沿SO方向的電子恰好在O點下側(cè)與擋板相切于b點，此b點為擊中擋板下側(cè)的最遠(yuǎn)點，其余沿SO下方發(fā)射的電子無法與擋板相碰，由圓的知識得：bO=SO=L.綜上所述，電子擊中擋板MN的范圍為ab=aO+bO=(+1)L.6.(1)滑環(huán)受到?jīng)_量I0時，恰能沿桿作勻速直線運動，所以摩擦力為零。此時，滑環(huán)受力情況如圖甲所示，環(huán)只受重力和洛倫茲力F0=qBv0的作用。qBv0-mg=0,I0=mv0-0, I0=(2)當(dāng)IsI0時，滑環(huán)獲得的初速度vsvo，所以qBvsmg，此時滑環(huán)受力情況如圖乙所示.N+mgFs,FsqBvs， f=N=(qBv-mg).所以，f隨環(huán)的速度減小而減小。當(dāng)qBv=mg時