
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
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文檔簡介
2017-2021年福建高考物理真題分類匯編之電磁感應(yīng)定律
一.選擇題(共2小題)
1.(2018?新課標(biāo)I)如圖,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓弧,Q為半圓弧的中點(diǎn),
。為圓心。軌道的電阻忽略不計(jì)。OM是有一定電阻??衫@O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿,M端位于
PQS上,OM與軌道接觸良好??臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度
的大小為B,現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程I);
再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B'(過程II)。在過程I、II中,流
過OM的電荷量相等,則旦二等于()
B
424
2.(2017?新課標(biāo)I)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌,為
了有效隔離外界震動(dòng)對STM的擾動(dòng),在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄
板,并施加磁場來快速衰減其微小震動(dòng),如圖所示,無擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對紫銅
薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動(dòng)后,對于紫銅薄板上下及其左右震動(dòng)的衰減最有效的方案是
B.
X
X
noX
C.D.
二.多選題(共4小題)
(多選)3.(2021?福建)如圖,P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為
L,導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計(jì)。圖中EFGH矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、感
應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在t=ti時(shí)刻,兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界EF、GH
進(jìn)入磁場,速度大小均為vo:一段時(shí)間后,流經(jīng)a棒的電流為0,此時(shí)t=t2,b棒仍位
于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b相同材料制成,長度均為L,電阻分別為R和2R,a棒
的質(zhì)量為m。在運(yùn)動(dòng)過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,a、b棒沒有相碰,則
()
A.ti時(shí)刻a棒加速度大小為2B."°
3mR
B.t2時(shí)刻b棒的速度為0
C.ti?t2時(shí)間內(nèi),通過a棒橫截面的電荷量是b棒的2倍
D.ti?t2時(shí)間內(nèi),a棒產(chǎn)生的焦耳熱為2mv(『
9
(多選)4.(2020?新課標(biāo)I)如圖,U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺(tái)上,ab和de
邊平行,和be邊垂直。ab、de足夠長,整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)
體棒MN置于金屬框上,用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框,運(yùn)動(dòng)過程中,裝置始終處于豎
直向下的勻強(qiáng)磁場中,MN與金屬框保持良好接觸,且與be邊保持平行。經(jīng)過一段時(shí)間
后()
xxx“Uxxx.x
XXXXX>
XXXXX>
A.金屬框的速度大小趨于恒定值
B.金屬框的加速度大小趨于恒定值
C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離趨于恒定值
(多選)5.(2018?新課標(biāo)I)如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與
電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小
磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是()
A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)
力
(多選)6.(2019?新課標(biāo)I)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場,
其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為p、橫截面積為S,將該導(dǎo)
線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心。在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖
(a)所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示。則在1=0到1=口的時(shí)間
間隔內(nèi)()
A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變
B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向
C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為屈巴
4top
BH2
D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為」n----r--
4%
2017-2021年福建高考物理真題分類匯編之電磁感應(yīng)定律
參考答案與試題解析
選擇題(共2小題)
1.(2018?新課標(biāo)I)如圖,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓弧,Q為半圓弧的中點(diǎn),
O為圓心。軌道的電阻忽略不計(jì)。OM是有一定電阻??衫@O轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬桿,M端位于
PQS上,OM與軌道接觸良好。空間存在與半圓所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度
的大小為B,現(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程I);
再使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B'(過程H)。在過程I、II中,流
過OM的電荷量相等,則至二等于()
B
A.3B.3D.2
42ci
【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律.
【專題】定性思想;方程法;電磁感應(yīng)一一功能問題.
【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,即可求出電動(dòng)勢,然后結(jié)合閉合電路歐姆定律求得
感應(yīng)電流大??;依據(jù)電量的表達(dá)式q=It求出即可。
【解答】解:設(shè)圓的半徑為R,金屬桿從Q到S的過程中:△①=B^S=LB兀R2
4
九2
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:E!=A^-=A——
△tiAti
設(shè)回路的總電阻為r,第一次通過線圈某一橫截面的電荷量為:qi=hZ\ti=±L△ti=
r1
冗BR2…①
4r
磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小以一定的變化率從B增加到B'的過程中設(shè)時(shí)間為412,△①'=
子?-B)R2
//2
第二次通過線圈某一橫截面的電荷量為:q2=l24t2=A?_=_兀_?'*..0.…②
r2r
由題,qi=q2③
聯(lián)立①②③可得:故B正確,ACD錯(cuò)誤,
B2
故選:B。
【點(diǎn)評】考查法拉第電磁感應(yīng)定律的公式,掌握求解線圈的電量綜合表達(dá)式的含義是關(guān)
鍵。
2.(2017?新課標(biāo)I)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌,為
了有效隔離外界震動(dòng)對STM的擾動(dòng),在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄
板,并施加磁場來快速衰減其微小震動(dòng),如圖所示,無擾動(dòng)時(shí),按下列四種方案對紫銅
薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動(dòng)后,對于紫銅薄板上下及其左右震動(dòng)的衰減最有效的方案是
()
【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律.
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.
【分析】根據(jù)電磁感應(yīng)原理,結(jié)合楞次定律的阻礙相對運(yùn)動(dòng)角度,及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條
件,即可判定。
【解答】解:當(dāng)加恒定磁場后,當(dāng)紫銅薄板上下及左右振動(dòng)時(shí),導(dǎo)致穿過板的磁通量變
化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)磁場進(jìn)而阻礙板的運(yùn)動(dòng),而BD選項(xiàng),只能左右振動(dòng)時(shí),
才有磁通量變化,上下振動(dòng)時(shí),卻沒有磁通量變化;C選項(xiàng)上下左右振動(dòng)時(shí),磁通量都
不變化;只有A選項(xiàng)上下左右振動(dòng)時(shí)穿過板的磁通量均變化,故A正確,BCD錯(cuò)誤;
故選:A?
【點(diǎn)評】考查電磁感應(yīng)原理,掌握楞次定律中阻礙相對運(yùn)動(dòng),理解磁通量的含義,及感
應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
二.多選題(共4小題)
(多選)3.(2021?福建)如圖,P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為
L,導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計(jì)。圖中EFGH矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、感
應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。在t=ti時(shí)刻,兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界EF、GH
進(jìn)入磁場,速度大小均為vo;一段時(shí)間后,流經(jīng)a棒的電流為0,此時(shí)t=t2,b棒仍位
于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b相同材料制成,長度均為L,電阻分別為R和2R,a棒
的質(zhì)量為m。在運(yùn)動(dòng)過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,a、b棒沒有相碰,則
A.ti時(shí)刻a棒加速度大小為2B1外
3mR
B.t2時(shí)刻b棒的速度為0
C.ti?t2時(shí)間內(nèi),通過a棒橫截面的電荷量是b棒的2倍
D.ti?t2時(shí)間內(nèi),a棒產(chǎn)生的焦耳熱為Zmv()2
9
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢;電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化;動(dòng)量守恒定律;閉
合電路的歐姆定律;安培力的計(jì)算.
【專題】定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;分析綜合能力.
【分析】應(yīng)用右手定則判斷a、b棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向,確定感應(yīng)電動(dòng)勢,求得a棒所
受安培力,由牛頓第二定律求得加速度;由已知求得b棒質(zhì)量,分析a、b受力,判斷系
統(tǒng)動(dòng)量守恒,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律解答;由q=It判斷兩棒通過的電荷量的
關(guān)系。
【解答】解:A、根據(jù)右手定則,金屬棒a、b進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流均為順時(shí)針方
向,則回路的電動(dòng)勢為a、b各自產(chǎn)生的電動(dòng)勢之和,即E=2BLvo。
感應(yīng)電流匚離號
對a由牛頓第二定律得:
BIL=ma
2B4Lv
解得:a=-----------n--故A正確;
3mR
B、由題意知,金屬棒a、b電阻率相同,長度均為L,電阻分別為R和2R,根據(jù)電阻定
律有:
R=pi-,2R=p-i-
SaSb
可得:Sa=2Sb,
可知a的體積是b的2倍,密度相同,則a的質(zhì)量是b的2倍,即b的質(zhì)量為巨。
2
a、b在磁場中時(shí),通過的電流總是反向等大,所受安培力總是反向等大,a、b組成的系
統(tǒng)合外力為零,則此系統(tǒng)動(dòng)量守恒。t2時(shí)刻流過a的電流為零,a、b之間的磁通量不變,
可知兩者此時(shí)速度相同,設(shè)為V。取水平向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:
mvo--vo=(m+—)v
22
解得:V=JLVO,即t2時(shí)刻b棒的速度為LO,故B錯(cuò)誤;
33
C、ti?t2時(shí)間內(nèi),通過a、b的電流總是相等,根據(jù)q=It,則通過a、b棒橫截面的電荷
量相等,故C錯(cuò)誤;
D、ti?t2時(shí)間內(nèi),對a、b組成的系統(tǒng),由能量守恒定律得:
Am2+JLX(m+—)v2+Q&
2V022022
解得回路中產(chǎn)生的總熱量Q總
20
a棒產(chǎn)生的焦耳熱Q=—Q故D正確。
aR+2R
故選:AD。
【點(diǎn)評】本題考查電磁感應(yīng)中力與運(yùn)動(dòng),能量轉(zhuǎn)化相關(guān)問題。涉及到了應(yīng)用電阻定律間
接求質(zhì)量,雙棒切割磁感線滿足動(dòng)量守恒的條件,掌握應(yīng)用動(dòng)量與能量的角度解題方法。
(多選)4.(2020?新課標(biāo)I)如圖,U形光滑金屬框abed置于水平絕緣平臺(tái)上,ab和de
邊平行,和be邊垂直。ab、de足夠長,整個(gè)金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)
體棒MN置于金屬框上,用水平恒力F向右拉動(dòng)金屬框,運(yùn)動(dòng)過程中,裝置始終處于豎
直向下的勻強(qiáng)磁場中,MN與金屬框保持良好接觸,且與be邊保持平行。經(jīng)過一段時(shí)間
后()
XXx"xXX
a-------------------------bx
xxxxx>X
XXXXX>X
dCx
x--X-X-ylX-..X.X
A.金屬框的速度大小趨于恒定值
B.金屬框的加速度大小趨于恒定值
C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒到金屬框be邊的距離趨于恒定值
【考點(diǎn)】導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢;牛頓第二定律;安培力.
【專題】應(yīng)用題;學(xué)科綜合題;定量思想;推理法;電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題;分析綜合
能力.
【分析】分別對金屬框和導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和電動(dòng)勢公式求出二
者的加速度表達(dá)式及感應(yīng)電流的表達(dá)式,解得加速度差值ai-a2=E-(1+1)BIL,
MMm
當(dāng)加速度差值為零時(shí),解得1=BL"匚如)一,畫出v-t圖象分析即可。
R
【解答】解:ABC、當(dāng)金屬框在恒力F作用下向右加速時(shí),be邊產(chǎn)生從c向b的感應(yīng)電
流i,線框的加速度為ai,對線框,由牛頓第二定律得:F-BIL=Mai,導(dǎo)體棒MN中感
應(yīng)電流從M向N,在感應(yīng)電流安培力作用下向右加速,加速度為a2,對導(dǎo)體棒MN,由
牛頓第二定律得:BIL=ma2,當(dāng)線框和導(dǎo)體棒MN都運(yùn)動(dòng)后,線框速度為vi,MN速度
為V2,感應(yīng)電流為:為BL"I二重),感應(yīng)電流從0開始增大,則a2從零開始增加,
R
ai從E開始減小,加速度差值為:ai-a2=E-(1+1)BIL,感應(yīng)電流從零增加,則加
MMMm
速度差值減小,當(dāng)差值為零時(shí),ai=a2=a,故有:F=(M+m)a,聯(lián)立解得:1=-?^—
(Mtm)BL
=BL51]".,此后金屬框與MN的速度差維持不變,感應(yīng)電流不變,MN受到的安
R
培力不變,加速度不變,v-t圖象如圖所示:
o
故A錯(cuò)誤;BC正確;
D、MN與金屬框的速度差不變,但MN的速度小于金屬框速,MN到金屬框be邊的距
離越來越大,故D錯(cuò)誤。
故選:BCo
【點(diǎn)評】本題考查的是電磁感應(yīng)的動(dòng)力學(xué)問題,綜合性較強(qiáng),難度較大,對學(xué)生綜合分
析物理問題的能力要求較高;本題難點(diǎn)是金屬框和導(dǎo)體棒開始都做變加速直線運(yùn)動(dòng),故
必須抓住運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,二者加速度差值為零。
(多選)5.(2018?新課標(biāo)I)如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與
電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路。將一小
磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是()
A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動(dòng)
B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)
【考點(diǎn)】通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向;感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件;研究電磁感應(yīng)
現(xiàn)象.
【專題】定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.
【分析】干電池通電的瞬間,在左線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流
的方向,結(jié)合安培定則得出直導(dǎo)線周圍磁場的方向,從而確定指南針的偏轉(zhuǎn)方向。同理
當(dāng)開關(guān)斷開后,左邊線圈的磁場從有到無,從而根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向,
結(jié)合安培定則得出直導(dǎo)線周圍磁場的方向,從而確定指南針的偏轉(zhuǎn)方向。
【解答】解:A、干電池開關(guān)閉合后的瞬間,根據(jù)楞次定律,左邊線圈中產(chǎn)生電流,電流
的方向由南到北,根據(jù)安培定則,直導(dǎo)線上方的磁場方向垂直紙面向里,則小磁針N極
向紙里偏轉(zhuǎn),故A正確。
BC、干電池開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,根據(jù)安培定則,可知,左邊線圈中有磁通量,
卻不變,因此左邊線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,那么小磁針也不會(huì)偏轉(zhuǎn),故BC錯(cuò)誤。
D、干電池開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,由A選項(xiàng)分析,可知,根據(jù)楞次
定律,左邊線圈中產(chǎn)生電流,電流的方向由北到南,根據(jù)安培定則,直導(dǎo)線上方的磁場
方向垂直紙面向外,則小磁針N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動(dòng),故D正確;
故選:AD..
【點(diǎn)評】本題考查了楞次定律和安培定則的基本運(yùn)用,知道小磁針靜止時(shí)N極的指向?yàn)?/p>
磁場的方向,同時(shí)掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
(多選)6.(2019?新課標(biāo)I)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場,
其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為p、橫截面積為S,將該導(dǎo)
線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上。t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖
(a)所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示。則在1=0到1=口的時(shí)間
間隔內(nèi)()
A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變
B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向
C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為芻£-
4top
Bn兀1
D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為」-----
4to
【考點(diǎn)】法拉第電磁感應(yīng)定律;楞次定律;電阻定律;閉合電路的歐姆定律;左手定則.
【專題】應(yīng)用題;定性思想;推理法;電磁感應(yīng)與電路結(jié)合;分析綜合能力.
【分析】應(yīng)用楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流方向,應(yīng)用左手定則可以判斷出安培力方向;
應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動(dòng)勢;
應(yīng)用電阻定律可以求出導(dǎo)線的電阻,然后應(yīng)用歐姆定律可以求出感應(yīng)電流。
【解答】解:AB、由楞次定律可知,在1=0到1=。的時(shí)間間隔內(nèi)感應(yīng)電流始終沿順時(shí)
針方向,
由左手定則可知:0-to時(shí)間內(nèi)圓環(huán)受到的安培力向左,to-U時(shí)間內(nèi)安培力向右,故A
錯(cuò)誤,B正確;
CD、由電阻定律可知,圓環(huán)電阻:R=pL=Q空二,
S1S
2
A0AD,oBod兀?BnHr
S
由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,感應(yīng)電動(dòng)勢:.=——?-----=_0-----------
AtAtt02t0
感應(yīng)電流:1=旦=)心匚,故c正確,D錯(cuò)誤;
R4Pt0
故選:BCo
【點(diǎn)評】本題是電磁感應(yīng)與電路相結(jié)合的綜合題,根據(jù)題意應(yīng)用楞次定律、左手定則、
電磁感應(yīng)定律、電阻定律與歐姆定律即可解題,掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提與關(guān)鍵,掌
握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題,平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累。
考點(diǎn)卡片
1.牛頓第二定律
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向
跟合外力的方向相同.
2.表達(dá)式:Fi:=ma.該表達(dá)式只能在國際單位制中成立.因?yàn)镕價(jià)=A?ma,只有在國際單
位制中才有k=l.力的單位的定義:使質(zhì)量為1kg的物體,獲得lm/s2的加速度的力,叫做
1N,即1N=IkgTn/s2.
3.適用范圍:
(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系).
(2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情
況.
4.對牛頓第二定律的進(jìn)一步理解
牛頓第二定律是動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容,我們要從不同的角度,多層次、系統(tǒng)化地理解其內(nèi)
涵:F量化了迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用,,"量化了物體“不愿改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”
的基本特性(慣性),而。則描述了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v)變化的快慢.明確了上述三個(gè)量的
物理意義,就不難理解如下的關(guān)系了:a^F,a<^l.
m
另外,牛頓第二定律給出的尸、相、。三者之間的瞬時(shí)關(guān)系,也是由力的作用效果的瞬
時(shí)性特征所決定的.
(1)矢量性:加速度。與合外力尸令都是矢量,且方向總是相同.
(2)瞬時(shí)性:加速度。與合外力尸合同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,是瞬時(shí)對應(yīng)的.
(3)同體性:加速度a與合外力F合是對同一物體而言的兩個(gè)物理量.
(4)獨(dú)立性:作用于物體上的每個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律,而物體的合
加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和,合加速度總是與合外力相對應(yīng).
(5)相對性:物體的加速度是對相對地面靜止或相對地面做勻速運(yùn)動(dòng)的物體而言的.
【命題方向】
題型一:對牛頓第二定律的進(jìn)一步理解的考查
例子:放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用,F(xiàn)的大小與時(shí)間t的
關(guān)系如圖甲所示,物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此
兩圖線可以得出()
A.物塊的質(zhì)量為1.5kg
B.物塊與地面之間的滑動(dòng)摩擦力為2N
C.t=3s時(shí)刻物塊的速度為3m/s
D.t=3s時(shí)刻物塊的加速度為2m/s2
分析:根據(jù)v-t圖和F-t圖象可知,在4?6s,物塊勻速運(yùn)動(dòng),處于受力平衡狀態(tài),所以
拉力和摩擦力相等,由此可以求得物體受到的摩擦力的大小,在根據(jù)在2?4s內(nèi)物塊做勻加
速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可以求得物體的質(zhì)量的大小.根據(jù)速度時(shí)間圖線求出3s時(shí)的速度
和加速度.
解答:4?6s做勻速直線運(yùn)動(dòng),則f=F=2N.2?4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度a=
2
A=2in/s,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)-f=ma,即3-2=2m,解得m=0.5kg.由速度-時(shí)
間圖線可知,3s時(shí)刻的速度為2m/s.故B、D正確,A、C錯(cuò)誤.
故選:BD.
點(diǎn)評:本題考查學(xué)生對于圖象的解讀能力,根據(jù)兩個(gè)圖象對?比可以確定物體的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),
再由牛頓第二定律來求解.
題型二:對牛頓第二定律瞬時(shí)性的理解
例子:如圖所示,質(zhì)量為m的球與彈簧I和水平細(xì)線II相連,I、II的另一端分別固定于P、
Q.球靜止時(shí),I中拉力大小為Fi,II中拉力大小為F2,當(dāng)剪斷H瞬間時(shí),球的加速度a
應(yīng)是()
A.則a=g,方向豎直向下B.則a=g,方向豎直向上
C.則a=」,方向沿I的延長線D.則a=_2,方向水平向左
mm
分析:先研究原來靜止的狀態(tài),由平衡條件求出彈簧和細(xì)線的拉力.剛剪短細(xì)繩時(shí),彈簧來
不及形變,故彈簧彈力不能突變;細(xì)繩的形變是微小形變,在剛剪短彈簧的瞬間,細(xì)繩彈力
可突變!根據(jù)牛頓第二定律求解瞬間的加速度.
解答:II未斷時(shí),受力如圖所示,由共點(diǎn)力平衡條件得,F(xiàn)2=mgtan3
COS0
剛剪斷II的瞬間,彈簧彈力和重力不變,受力如圖:
//F〃/
由幾何關(guān)系,F(xiàn)ft=Fisin0=F2=ma,由牛頓第二定律得:
a=?產(chǎn)11—=—1,方向水平向左,故ABC錯(cuò)誤,D正確;
mm
故選:D.
點(diǎn)評:本題考查了求小球的加速度,正確受力分析、應(yīng)用平衡條件與牛頓第二定律即可正確
解題,知道彈簧的彈力不能突變是正確解題的關(guān)鍵.
題型三:動(dòng)力學(xué)中的兩類基本問題:①已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況;②已知運(yùn)動(dòng)情況求
物體的受力情況.
加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和受力的重要“橋梁”,將運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決
問題的基本思路.
例子:某同學(xué)為了測定木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),他用測速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)情
況,裝置如圖甲所示.他使木塊以初速度vo=4m/s的速度沿傾角6=30°的斜面上滑緊接
著下滑至出發(fā)點(diǎn),并同時(shí)開始記錄數(shù)據(jù),結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點(diǎn)的v-
t圖線如圖乙所示.gMX10m/s2.求:
(1)上滑過程中的加速度的大小ai;
(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)總
(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v.
分析:(1)由V-t圖象可以求出上滑過程的加速度.
(2)由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù).
(3)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得上滑距離,上下距離相等,由牛頓第二定律可得下滑的加速度,再由運(yùn)
動(dòng)學(xué)可得下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度.
解答:(1)由題圖乙可知,木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn),由加速度定義式a-A?有:
At
上滑過程中加速度的大?。?/p>
v
04■m/s2=8m/s2
ai=At!=07?
(2)上滑過程中沿斜面向下受重力的分力,摩擦力,由牛頓第二定律F=ma得上滑過程中
有:
mgsin6+|imgcos0=mai
代入數(shù)據(jù)得:黑=0.35.
(3)下滑的距離等于上滑的距離:
2
vo492,
x=----=———m=1m
2al2X8
下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏希膳nD第二定律尸=0^得:
下滑過程中:mgsine-|imgcos6=ma2
2
解得:a9=gsin6-Hgeos6=10X-^-Q.35X10X^-=2m/s
下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小為:v=胸裝
聯(lián)立解得:v=2m/s
答:(1)上滑過程中的加速度的大小a]=8m/s2;
(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.35;
(3)木塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小v=2m/s.
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式聯(lián)合求解.
【解題方法點(diǎn)撥】
1.根據(jù)牛頓第二定律知,加速度與合外力存在瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系.對于分析瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系時(shí)應(yīng)
注意兩個(gè)基本模型特點(diǎn)的區(qū)別:
(1)輕繩、輕桿模型:①輕繩、輕桿產(chǎn)生彈力時(shí)的形變量很小,②輕繩、輕桿的拉力可突
變;
(2)輕彈簧模型:①彈力的大小為尸=履,其中%是彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,
②彈力突變.
2.應(yīng)用牛頓第二定律解答動(dòng)力學(xué)問題時(shí),首先要對物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,
確定題目屬于動(dòng)力學(xué)中的哪類問題,不論是由受力情況求運(yùn)動(dòng)情況,還是由運(yùn)動(dòng)情況求受力
情況,都需用牛頓第二定律列方程.
應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟
(1)通過審題靈活地選取研究對象,明確物理過程.
(2)分析研究對象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,必要時(shí)畫好受力示意圖和運(yùn)動(dòng)過程示意圖,規(guī)
定正方向.
(3)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)公式列方程求解.(列牛頓第二定律方程時(shí)可把力進(jìn)行分解或
合成處理,再列方程)
(4)檢查答案是否完整、合理,必要時(shí)需進(jìn)行討論.
甲乙
2.動(dòng)量守恒定律
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.內(nèi)容:如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力,或者所受外力的矢量和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不
變,這就是動(dòng)量守恒定律.
2.表達(dá)式:
(1)p=p',系統(tǒng)相互作用前總動(dòng)量p等于相互作用后的總動(dòng)量p'.
(2)m\v\+miv2—m\v\'+miv2',相互作用的兩個(gè)物體組成的系統(tǒng),作用前的動(dòng)量和等于
作用后的動(dòng)量和.
(3)△"=-△02,相互作用的兩個(gè)物體動(dòng)量的增量等大反向.
(4)Ap=O,系統(tǒng)總動(dòng)量的增量為零.
3.動(dòng)量守恒定律的適用條件
(1)不受外力或所受外力的合力為零.不能認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體所受的合外力都為零,更
不能認(rèn)為系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).
(2)近似適用條件:系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力遠(yuǎn)大于它所受到的外力.
(3)如果系統(tǒng)在某一方向上所受外力的合力為零,則在這一方向上動(dòng)量守恒.
【命題方向】
題型一:動(dòng)量守恒的判斷
例子:如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量比mA:mB=3:2,它們原來靜止在平板車C上,A、
B間有一根被壓縮了的彈簧,A、B與平板車上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同,地面光滑.當(dāng)彈簧
突然釋放后,則有()
A.A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.小車向左運(yùn)動(dòng)D.小車向右運(yùn)動(dòng)
分析:在整個(gè)過程中三個(gè)物體組成的系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.分析小車的受力情
況,判斷其運(yùn)動(dòng)情況.
解答:A、B,由題意,地面光滑,所以A、B和彈簧、小車組成的系統(tǒng)受合外力為零,所
以系統(tǒng)的動(dòng)量守恒.
在彈簧釋放的過程中,由于nu:mB=3:2,A、B所受的摩擦力大小不等,所以A、B組
成的系統(tǒng)合外力不為零,動(dòng)量不守恒.故A錯(cuò)誤.B正確;
C、D由于A、B兩木塊的質(zhì)量之比為mi:m2=3:2,由摩擦力公式f=uN=pmg知,A對
小車向左的滑動(dòng)摩擦力大于B對小車向右的滑動(dòng)摩擦力,在A、B相對小車停止運(yùn)動(dòng)之前,
小車的合力所受的合外力向左,會(huì)向左運(yùn)動(dòng),故C正確,D錯(cuò)誤.
故選:BC.
點(diǎn)評:本題關(guān)鍵掌握系統(tǒng)動(dòng)量守恒定律的適用條件:合外力為零,并能通過分析受力,判斷
是否系統(tǒng)的動(dòng)量是否守恒,題目較為簡單!
題型二:動(dòng)量守恒的應(yīng)用
例子:如圖所示,C是放在光滑的水平面上的一塊木板,木板的質(zhì)量為3m,在木板的上面
有兩塊質(zhì)量均為m的小木塊A和B,它們與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為最初木板靜止,A、
B兩木塊同時(shí)以方向水平向右的初速度vo和2Vo在木板上滑動(dòng),木板足夠長,A、B始終未
滑離木板.求:
(1)木塊B從剛開始運(yùn)動(dòng)到與木板C速度剛好相等的過程中,木塊B所發(fā)生的位移;
(2)木塊A在整個(gè)過程中的最小速度.
分析:(1)A、B兩木塊同時(shí)水平向右滑動(dòng)后,木塊A先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)木塊A與
木板C的速度相等后,A、C相對靜止一起在C摩擦力的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng);木塊B
一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng),直到三個(gè)物體速度相同.根據(jù)三個(gè)物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒求出最
終共同的速度,對B由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或動(dòng)能定理求解發(fā)生的位移;
(2)當(dāng)木塊A與木板C的速度相等時(shí),木塊A的速度最小,根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒求解A
在整個(gè)過程中的最小速度,或根據(jù)牛頓第二定律分別研究A、C,求出加速度,根據(jù)速度公
式,由速度相等條件求出時(shí)間,再求解木塊A在整個(gè)過程中的最小速度.
解答:(1)木塊A先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),后做勻加速直線運(yùn)動(dòng);木塊B一直做勻減速直線
運(yùn)動(dòng);木板C做兩段加速度不同的勻加速直線運(yùn)動(dòng),直到A、B、C三者的速度相等為止,
設(shè)為vi.對A、B、C三者組成的系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得:
mvo+2mvo=(m+m+3m)vi
解得:vi=O.6vo
木塊B滑動(dòng)的加速度為:a=pg,
v(2v2
所發(fā)生的位移:x=.i-o?.=21ii
-2a50Hg
(2)A與C速度相等時(shí),速度最小,此過程A和B減少的速度相等,有:
mvo+2mvo—(m+3m)VA+OWB
vo-VA=2VO-VB
解得:VA=O.4VO
答:(1)木塊B從剛開始運(yùn)動(dòng)到與木板C速度剛好相等的過程中,木塊B所發(fā)生的位移是
91vp.
50|lg'
(2)木塊A在整個(gè)過程中的最小速度是O.4vo.
點(diǎn)評:本題是木塊在木板上滑動(dòng)的類型,分析物體的運(yùn)動(dòng)過程是解題基礎(chǔ),其次要把握物理
過程所遵守的規(guī)律,這種類型常常根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合處理.
題型三:動(dòng)量守恒的臨界問題
如圖所示,光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為M=2m的凸型滑塊,它的一個(gè)側(cè)面是與水平面相
切的光滑曲面,滑塊的高度為h=0.3m.質(zhì)量為m的小球,以水平速度vo在水平面上迎著
光滑曲面沖向滑塊.試分析計(jì)算vo應(yīng)滿足什么條件小球才能越過滑塊.(取g=10m/s2)
分析:小球越到滑塊最高點(diǎn)速度水平向右,以滑塊和和小球組成的系統(tǒng)為研究對象;根據(jù)動(dòng)
量守恒和過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒列出等式;根據(jù)題意要越過滑塊,應(yīng)有V|>V2,我們解決問題
時(shí)取的是臨界狀態(tài)求解.
解答:設(shè)小球越過滑塊最高點(diǎn)的速度為V”此時(shí)滑塊的速度為V2,根據(jù)動(dòng)量守恒得:
mvo=mvi+2mv2
此過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒得:
JIO12
—mvo——mvi+—2mv2+mgh
222
小球要越過滑塊,應(yīng)有V1>V2,至少也要有V1=V2,設(shè)V1=V2=V,上述兩式變?yōu)?/p>
mvo=(m+2m)v
Amvo2>A(m+2m)v2+mgh
22
解得vo>3m/s
答:小球要越過滑塊,初速度應(yīng)滿足vo>3m/s.
點(diǎn)評:應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)要清楚研究的對象和守恒條件.把動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合起來
列出等式求解是常見的問題.
題型四:動(dòng)量與能量的綜合
例子:如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量均為M=2kg的甲、乙兩輛小車,兩車之間通過一
感應(yīng)開關(guān)相連(當(dāng)滑塊滑過兩車連接處時(shí),感應(yīng)開關(guān)使兩車自動(dòng)分離,分離時(shí)對兩車及滑塊
的瞬時(shí)速度沒有影響),甲車上表面光滑,乙車上表面與滑塊P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.5,
一根輕質(zhì)彈簧固定在甲車的左端,質(zhì)量為m=1kg的滑塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的右端接
觸但不相連,用一根細(xì)線拴在甲車左端和滑塊P之間使彈簧處于壓縮狀態(tài),此時(shí)彈簧的彈
性勢能Eo=10J,彈簧原長小于甲車長度,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)剪斷細(xì)線,滑塊P滑
上乙車后最終未滑離乙車,gMX10m/s2.求:
(1)滑塊P滑上乙車前的瞬時(shí)速度的大小;
(2)滑塊P滑上乙車后相對乙車滑行的距離.
分析:(1)因地面光滑,所以滑塊P在甲車上滑動(dòng)的過程中,符合動(dòng)量守恒的條件,同時(shí)
除了彈簧的彈力做功之外,沒有其他的力做功,所以機(jī)械能也是守恒的,分別應(yīng)用動(dòng)量守恒
和機(jī)械能守恒列式求解,可得出滑塊P滑上乙時(shí)的瞬時(shí)速度.
(2)滑塊P滑上乙車時(shí),甲乙兩車脫離,滑塊和乙車做成了系統(tǒng),經(jīng)對其受力分析,合外
力為零,動(dòng)量守恒,可求出滑塊和乙車的最終共同速度,由能量的轉(zhuǎn)化和守恒可知,系統(tǒng)減
少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能,即為摩擦力與相對位移的乘積.從而可求出相對位移,即滑塊P
在乙車上滑行的距離.
解答:(1)設(shè)滑塊P滑上乙車前的速度為v,以整體為研究對象,作用的過程中動(dòng)量和機(jī)械
能都守恒,選向右的方向?yàn)檎?,?yīng)用動(dòng)量守恒和能量關(guān)系有:
mvi-2Mv2=0…①
叱冬音+春⑵)v;…②
①②兩式聯(lián)立解得:vi=4m/sV2=lm/s
(2)以滑塊和乙車為研究對象,選向右的方向?yàn)檎?,在此?dòng)過程中,由動(dòng)量守恒定律得:
mvi-MV2=(m+M)丫共???③
由能量守恒定律得:pmgL=/1n^+/加:-.(M+m)丫,…④
③④聯(lián)立并代入得:L=_§m
3
答:(1)滑塊P滑上乙時(shí)的瞬時(shí)速度的大小為4m/s.
(2)滑塊P滑上乙車后最終未滑離乙車,滑塊P在乙車上滑行的距離為互m.
3
點(diǎn)評:本題考察了動(dòng)量守恒.機(jī)械能守恒和能量的轉(zhuǎn)化與守恒.
應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題要注意“四性”,①系統(tǒng)性.②矢量性.③同時(shí)性.
機(jī)械能守恒的條件是只有重力(或彈簧的彈力)做功,并只發(fā)生動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化.
【解題方法點(diǎn)撥】
1.應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟:
(1)明確研究對象(系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程);
(2)進(jìn)行受力分析,判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒(或某一方向上是否守恒);
(3)規(guī)定正方向,確定初末狀態(tài)動(dòng)量;
(4)由動(dòng)量守恒定律列式求解;
(5)必要時(shí)進(jìn)行討論.
2.解決動(dòng)量守恒中的臨界問題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):
(1)尋找臨界狀態(tài):題設(shè)情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近,避免相碰和物體開
始反向運(yùn)動(dòng)等臨界狀態(tài).
(2)挖掘臨界條件:在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問題中,臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度
關(guān)系與相對位移關(guān)系,即速度相等或位移相等.
正確把握以上兩點(diǎn)是求解這類問題的關(guān)鍵.
3.綜合應(yīng)用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)
4.動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn):這兩個(gè)觀點(diǎn)研究的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的
改變,不對過程變化的細(xì)節(jié)作深入的研究,而只關(guān)心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因,
簡單地說,只要求知道過程的始末狀態(tài)動(dòng)量、動(dòng)能和力在過程中所做的功,即可對問題求解.
5.利用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解題應(yīng)注意下列問題:
(1)動(dòng)量守恒定律是矢量表達(dá)式,還可寫出分量表達(dá)式;而動(dòng)能定理和能量守恒定律是標(biāo)
量表達(dá)式,無分量表達(dá)式.
(2)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律,是自然界中最普遍的規(guī)律,它們研究的是物體系,在
力學(xué)中解題時(shí)必須注意動(dòng)量守恒條件及機(jī)械能守恒條件.在應(yīng)用這兩個(gè)規(guī)律時(shí),當(dāng)確定了研
究對象及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過程后,根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量,選擇研究的兩個(gè)狀
態(tài)列方程求解.
(3)中學(xué)階段凡可用力和運(yùn)動(dòng)解決的問題,若用動(dòng)量觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解,一般比用力和
運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)簡便.
~~I
:”rffrrFITTMI
甲二
3.電阻定律
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.電阻定律
(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻跟它的長度成正比,與它的橫截面積成反比,導(dǎo)體的
電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).
(2)表達(dá)式:R=pL.
S
2.電阻率
(1)計(jì)算式:0=畢.
(2)物理意義:反映導(dǎo)體的導(dǎo)電性能,是導(dǎo)體材料本身的屬性.
【命題方向】
(1)第一類??碱}型是考查對電阻與電阻率的理解:
下列說法中正確的是()
A.由R4可知,電阻與電壓、電流都有關(guān)系
B.由R=p上可知,電阻與導(dǎo)體的長度和橫截面積都有關(guān)系
S
C.各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而減小
D.所謂超導(dǎo)體,當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),它的電阻率突然變?yōu)榱?/p>
分析:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì),反映了導(dǎo)體對電流阻礙作用的大?。浑娮璐笮∨c導(dǎo)體
的材料、長度、橫截面積有關(guān);還受溫度的影響;與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓大小無
關(guān).
解:A、導(dǎo)體電阻的大小和導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān),與電壓、電流沒有關(guān)系,故
A錯(cuò)誤,B正確;
C、各種材料的電阻率都與溫度有關(guān),金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,故C錯(cuò)誤;
D、超導(dǎo)體是當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個(gè)臨界溫度時(shí),電阻值等于零,此時(shí)電阻率
突然變?yōu)榱?,故D正確.
故選BD.
點(diǎn)評:深入理解電阻的概念及影響電阻大小的因素是解答此題的關(guān)鍵.
(2)第二類??碱}型是考查電阻定律的應(yīng)用:
如圖所示,P是一個(gè)表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管,其長度為L,直徑為D,鍍膜材
料的電阻率為p,膜的厚度為d.管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中,測得M、
N兩端電壓為U,通過它的電流I.則金屬膜的電阻率的值為()
2
兀曲cHUDdDHUP
ATB4ILILIL
分析:鍍膜材料的截面積為陶瓷管的周長和膜的厚度為d的乘積,根據(jù)歐姆定律求出電阻的
大小,在根據(jù)電阻定律R=p上計(jì)算出鍍膜材料的電阻率即可.
s
解:由歐姆定律可得,
鍍膜材料的電阻口=回,
I
鍍膜材料的截面積為s=2irD-d=nDd,
2
根據(jù)電阻定律可得,
所以鍍膜材料的電阻率p為,
p=sR=2-DdU,所以C正確.
LIL
故選c.
點(diǎn)評:本題容易出錯(cuò)的地方就是如何計(jì)算鍍膜材料的截面積,在計(jì)算時(shí)可以把它看成是邊長
為陶瓷管局長,寬為d的矩形,計(jì)算出截面積,再根據(jù)電阻定律計(jì)算即可.
【解題方法點(diǎn)撥】
1.電阻與電阻率的區(qū)別
(1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性
能好壞的物理量.
(2)導(dǎo)體電阻并不是只由電阻率決定,即電阻大,電阻率不一定大;電阻率小,電阻不一
定小.
2.電阻的決定式和定義式的區(qū)別
公式7?=U
I
區(qū)別電阻的決定式電阻的定義式
說明了電阻的決定因素提供了一種測定電阻的方法,并不說明電阻
與U和/有關(guān)
適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃適用于任何純電阻導(dǎo)體
度均勻的電解液
【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】
1.閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比,跟內(nèi)、外電阻之和成反比。
(2)公式:
①1=上(只適用于純電阻電路);
R+r
②E=U外+Ir(適用于所有電路)。
2.路端電壓與外電阻的關(guān)系:
一般情況U=IR=.E-?R=—^―,
當(dāng)R增大時(shí),U增大
特殊情況(1)當(dāng)外電路斷路時(shí),1=0,U=E
(2)當(dāng)外電路短路時(shí),I近=2,U=0
【命題方向】
(1)第一類??碱}型是對電路的動(dòng)態(tài)分析:
如圖所示,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于左端時(shí),三盞燈LI、L2、
L3均發(fā)光良好。在滑片P從左端逐漸向右端滑動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是()
A.小燈泡Li、L2變暗B.小燈泡L3變暗,Li、L2變亮
C.電壓表V1、V2示數(shù)均變大D.電壓表V1、V2示數(shù)之和變大
分析:在滑片P從左端逐漸向右端滑動(dòng)的過程中,先分析變阻器接入電路的電阻如何變化,
分析外電路總電阻的變化,由閉合電路歐姆定律分析干路電流的變化,即可由歐姆定律判斷
L2兩端電壓的變化,從而知道燈泡L2亮度的變化和電壓表V2示數(shù)的變化。再根據(jù)路端電
壓的變化,分析燈泡L3亮度的變化和電壓表V1示數(shù)的變化;根據(jù)干路電流與L3電流的變
化,分析L電流的變化,即可判斷燈泡L1亮度的變化。根據(jù)路端電壓的變化,判斷兩電壓
表示數(shù)之和的變化。
解:B、滑片P向右滑動(dòng)的過程中,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,整個(gè)閉合回路的總電
阻變大,根據(jù)閉合歐姆定律可得干路電流1=一?一變小,燈泡L2變暗,故B錯(cuò)誤。
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