高二物理期中考试复习人教实验版知识精讲

高二物理期中考试复习人教实验版知识精讲

高二物理期中考试复习人教实验版 ‎ ‎【本讲教育信息】‎ 一. 教学内容：‎ 期中考试复习 一. 稳恒电路：‎ ‎1. 直流电路的动态分析方法：由部分—整体—部分，即阻值变化的部分入手，由串并联的规律判断总电阻的变化，再由闭合电路的欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后再由部分电路的欧姆定律判定各个部分的变化情况，顺序是：先讨论不变的怎样变，再讨论变化的怎样变。‎ ‎2. 有关直流电路的计算：‎ 关键是分清纯电阻电路和非纯电阻电路：纯电阻电路符合欧姆定律，电能全部转化为内能，；非纯电阻电路不符合欧姆定律，电能部分转化为内能，还要转化为其他形式的能量；电功率，热功率。‎ ‎3. 含容电路的处理方法：电路稳定后，由于含容电路所在支路无电流通过，所以在此支路的电阻上无电压降，因此电容两端电压就等于该支路两端的电压，当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与电阻两端的电压相等，电路中电压变化时，将会引起电容充放电，电容器的带电量将会发生变化。‎ 二. 磁场 ‎1. 磁场中的通电导体：所受安培力的方向要由左手定则来判断，安培力一定垂直于B，I所决定的平面，涉及到安培力的平衡问题由共点力的平衡条件求解，涉及安培力的瞬间作用问题要结合动量定理来分析。‎ ‎2. 带电粒子在磁场中的运动 处理该类问题的关键是画轨迹定圆心，结合圆周运动的公式和几何知识共同求解，尤其要注意圆的有关对称规律。‎ ‎3. 带电粒子在复合场中的运动 首先分清粒子受几种场力，各力做功的特点，重力、电场力做功与路径无关，洛仑兹力不做功，选用动能定理与功能关系来处理。‎ 三. 电磁感应：‎ ‎1. 产生感应电流的条件：A. 闭合回路的一部分导体切割磁感线；B. 穿过闭合回路的磁通量发生变化。‎ ‎2. 感应电流方向的判断方法：楞次定律和右手定则，阻碍磁通量的变化，阻碍导体与磁场的相对运动。‎ ‎3. 法拉第电磁感应定律 对于导体切割产生的感应电动势，此式主要用于求瞬时值，也可用于求平均值，法拉第电磁感应定律只能用于求平均值。求解一段时间内的电量用平均值，求解即时功率要用即时值，求解平均功率要用平均值。‎ ‎【典型例题】‎ 例1. 如图，电源电动势为E。内阻为r。R1和R2是两个阻值固定的电阻。当可变电阻R的滑片向a点移动时，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2将发生如下的变化：‎ A. I1变大，I2变小 B. I1变大，I2变大 C. I1变小，I2变大 D. I1变小，I2变小 解题思路：滑片向a点移动时，R 变小，总电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律可知，总电流I变大。电源路端电压减小。再由部分电路欧姆定律可知，R1上的电流I1变小，流过R2的电流增加。正确答案为C。‎ ‎⑴本题运用了整体法和隔离体法。整体法和隔离体法的联合应用，是处理电表示数变化、灯泡亮暗变化题目的常用方法。‎ ‎⑵在处理电表示数变化或灯亮暗问题中，常要改变外电路的电阻，外电阻增减依据有：‎ a. 串联电阻越多电阻越大；‎ b. 并联电路支路增多，电阻变小，支路减少，电阻增大；当支路数不变，一支路或几个支路的电阻都变大时，总电阻变大，反之减少。‎ 例2. 如图所示的电路中，已知R1=4 Ω，电流表的读数I=‎0.75 A，电压表读数U=2.0 V，经一段时间后一电阻断路，使电流表的读数变为 =‎0.80 A，而电压表的读数变为 =3.2 V，求：‎ ‎（1）发生断路的电阻是哪一个?‎ ‎（2）电源电动势和内阻各是多少?‎ 解析：此题电路的连接方式是，R1和R2串联成一个支路与R3支路并联后接到电源上，电流表测的是通过R3支路的电流，电压表测的是加在R2两端的电压。‎ 当其中一个电阻断路后，电流表、电压表均有示数，说明R1和R3都没有断路，所以只能是R2发生断路，此时R1上没有电流通过，电压表测量的是路端电压U′=3.2 V，电流表测量的R3中电流也是干路中电流I′=0.80 A，所以:‎ R3= Ω=4 Ω R2断路前，路端电压U0=I3R3=0.75×4 V=3 V 对R1和R2串联的支路，加在R1两端的电压:U1=3 V-2 V=1 V I1==‎‎0.25 A R2的大小： R2==8 Ω 则R2断路前，电路中总电流I0=I1+I3=0.25+0.75=1（A）‎ 根据全电路欧姆定律:‎ R2断开前:E=U0+I0r=3 V+r R2断开后:E=+r=3.2+0.8r 联解上述两式得:E=4 V r=1 Ω 此例题是稳恒电路中的综合性题目，对综合分析能力要求比较高，分析过程中要时刻注意部分欧姆定律与全电路欧姆定律的交替使用，同时还不忘串并联特点与性质，而搞清电路的连接方式、电表的测量对象是正确解答此类题的前提条件。‎ 例3. （1997年全国高考）某电压表的内阻在20kΩ—50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器材：‎ 待测电压表V（量程3V）、电流表A1（量程200μA）、电流表A2（量程5 mA）、电流表A3（量程0.6A），滑动变阻器R（最大阻值1 kΩ）、电源E（电动势4 V），电键K。‎ ‎⑴所提供的电流表中，应选用 （填写字母代号）。‎ ‎⑵为了尽量减小误差，要求测多组数据，试在方框中画出符合要求的实验电路图（其中电源电键及其连接已画出）。‎ ‎〖命题意图〗‎ 考查定值电阻的伏安法测定。要求考生理解伏安法测电阻的原理，会正确选择电路，合理选择仪表。‎ 解题思路：由于电压表内阻是滑动变阻器全值电阻的几十倍，如用限流电路，不仅电压调节范围小，而且超过了电压表的量程，故选择分压电路。‎ 用电压表最大量程3V除以电压表最小电阻20kΩ 估算得到最大电流为150μA，故应选择电流表量程为200μA的A1表，电路图如图所示。‎ 该题在1997年全国高考试题中属于难题，设置的物理情境新颖，许多考生感到束手无策。解此题，要突破常规思维，将待测电压表看作一个能读出其两端电压的待测电阻。与电流表串联后，测出通过电压表的电流。这样就利用了伏安法测电阻。‎ 例4. 如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量m=1.0×10‎-4kg，带有q=4×10‎-4C正电，小球在棒上可以滑动，棒竖直放置，匀强磁场为水平方向，B=0.5T，小球与棒间的动摩擦因数μ=0.2。求小球由静止沿棒竖直下滑的最大加速度和最大速度。g取‎10m/s2，设小球带电量不变。‎ 解析：由于速度的变化引起洛仑兹力变化，引起滑动摩擦力的变化，从而影响加速度的大小和速度的变化。‎ 由于小球由静止开始下滑，故开始时刻，小球无速度，磁场对静止电荷无力的作用．于是小球与直棒间无正压力，无摩擦力，小球只受重力，加速度大小为g=‎10m／s2。‎ 随着小球加速下滑，磁场对带电小球产生向右的洛仑兹力作用，直棒对小球产生向左的弹力，于是小球受到沿棒向上的滑动摩擦力。速度越大，洛仑兹力越大，向左的弹力越大，滑动摩擦力越大，小球加速度逐渐减小。‎ 当滑动摩擦力大小等于重力时，小球加速度为零，小球以最大速度向下做匀速运动。此时有：‎ 所以小球沿棒下滑的最大加速度为‎10m/s2，最大速度为‎25m/s。‎ 例5. 如图，不计电阻的U形导轨水平放置，导轨宽l=‎0.5m，左端连接阻值为0.4Ω的电阻R。在导轨上垂直于导轨放一电阻为0.1Ω的导体棒MN，并用水平轻绳通过定滑轮吊着质量为m=‎2.4g的重物，图中L=‎0.8m。开始重物与水平地面接触并处于静止。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感强度B0=0.5T，并且以的规律在增大。不计摩擦阻力，求至少经过多长时间才能将重物吊起？（g=‎10m/s2）‎ 解析：以MN为研究对象，有BIl=T；以重物为研究对象，有T+N=mg。由于B在增大，安培力BIl增大，绳的拉力T增大，地面的支持力N减小，当N=0，重物将被吊起。‎ 此时 BIl=mg ‎ 感应电动势 感应电流 ‎ 由以上各式求得t=1s 例6. 在竖直平面内有两条平行的光滑金属导轨ab、cd被竖直地固定，导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，如图所示。已知：与导轨相连的电源电动势为3.0V，内阻0.5Ω，匀强磁场磁感应强度为0.80T，水平放置的导体棒MN的电阻为1.5Ω，两端与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动（其它电阻不计）。当单刀双掷电键S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态。试确定：‎ ‎（1）磁场方向，并在图中画出。‎ ‎（2）S与1接通时，导体棒的电热功率。‎ ‎（3）当电键S与2接通后，导体棒MN在运动过程中，单位时间（1s）内导体棒扫过的最大面积。（导轨足够长，结果保留两位有效数字。）‎ 解析：（1）磁场方向垂直纸面向里（图略）；‎ ‎（2）S与1接通时，导体棒处于静止，导体棒的发热功率：‎ ‎（3）设导轨宽度为L 当电键S与1接通时，导体棒受重力和安培力作用处于平衡 有：……①‎ 当电键S与2接通时，导体棒切割磁感线，产生感应电流，导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，当安培力时，导体棒的切割速度最大。‎ 即：‎ 故导体棒MN在单位时间（1s）内扫过的最大面积为：‎ 将①式代入，有：‎ ‎【模拟试题】‎ 一. 选择题：‎ ‎1. 如图所示的电路，滑动变阻器的电阻为R，其两个固定接线柱在电压恒为U的电路中，其滑片c位于变阻器的中点，M、N间接负载电阻Rf＝R/2，，关于Rf的电压说法正确的是（ ）‎ A. Rf的电压等于U/2 B. Rf的电压小于U/2‎ C. Rf的电压大于U/2 D. Rf的电压总小于U ‎2. 如图所示的电路中，当变阻器R的阻值增加时，关于通过电源的电流和路端电压说法正确的是（ ）‎ A. 通过电源的电流I将增大 B. 通过电源的电流I将减小 C. 路端电压将增大 D. 路端电压将减小 ‎3. 关于电源的总功率和效率说法正确的是（ ）‎ A. 总功率减少，效率提高 B. 总功率增加，效率增加 C. 总功率减少，效率降低 D. 总功率增加，效率不变 ‎4. 磁感应强度是描述磁场的重要概念，磁场的基本性质是对电流有安培力的作用，则关于磁感应强度的大小，下列说法正确的是（ ）‎ A. 一段通电导体，在磁场某处受的力越大，该处的磁感应强度越大 B. 一段通电导线在磁场某处受的力等于零，则该处的磁感应强度一定等于零 C. 匀强磁场中某处的磁感应强度的大小等于该处单位面积穿过的磁感线的条数 D. 磁感线密处，磁感应强度大，磁感线疏的地方，磁感应强度一定小 ‎5. 关于安培力的说法中，正确的是（ ）‎ A. 一小段通电导线放在磁感应强度为零的位置，它受的磁场力一定为零 B. 一小段通电导线在某点不受安培力的作用，则该点的磁感应强度一定为零 C. 一小段通电导线所受的安培力其方向一定与电流垂直 D. 一小段通电导线所受安培力的方向与该点磁感应强度方向及电流方向三者一定互相垂直 ‎6. 磁通量是研究电磁感应的重要概念，关于磁通量的概念，以下说法正确的是（ ）‎ A. 磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B. 磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C. 穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零 D. 磁通量发生变化时，磁通密度也一定发生变化 ‎7. 在匀强磁场中，有一个闭合金属线框如图，它可以绕轴转动，开始时金属线框与磁感线平行，下列说法正确的是（ ）‎ A. 当金属线框平面与磁感线平行时，穿过线框的磁通量最大 B. 当金属线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量最大 C. 当金属线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量为零 D. 当金属线框平面与磁感线平行时，穿过线框的磁通量为零 ‎8. 材料、粗细相同，长度不同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的光滑金属导轨上，并与导轨垂直，如图，匀强磁场方向垂直导轨平面向内。已知三根导线在导轨间的长度关系是Lab＜Lcd＜Lef，外力使导线水平向右做匀速运动，且每次外力所做功的功率相同。则关于三根电阻丝的运动速度正确的是（ ）‎ A. ab运动速度最大 B. ef运动速度最大 C. 三个运动速度一样大 D. 无法判断 ‎9. 在第8题的问题中，若忽略导体内能的变化，关于三根电阻丝产生的热量正确的是（ ）‎ A. 三根导线每秒产生的热量相同 B. ab每秒产生的热量最大 C. cd每秒产生的热量最大 D. ef每秒产生的热量最大 ‎10. 如图所示的矩形线圈由静止开始下落，匀强磁场方向水平，线圈下落时线圈平面与磁场垂直，则在线圈的下边进入磁场而上边尚未进入磁场的过程中，线圈的运动情况可能为（ ）‎ A. 匀速下落 B. 加速下落 C. 减速下落 D. 匀减速下落 二. 实验题：‎ ‎11. 某电流表的内阻在0.1Ω～0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：‎ A. 待测电流表A1（量程‎0.6A） B. 电压表V1（量程3V，内阻约2kΩ）‎ C. 电压表V2（量程15V，内阻约10kΩ） D. 滑动变阻器R1（最大电阻10Ω）‎ E. 定值电阻R2（阻值5Ω） F. 电源E（电动势4V）‎ G. 电键S及导线若干 ‎（1）电压表应选用_____________；‎ ‎（2）画出实验电路图；‎ ‎（3）如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A1内阻的表达式为：‎ RA = ______________。‎ 三. 计算题：‎ ‎12. 一台直流电动机接上110V的电压，恰好正常工作，并将质量为‎50kg的重物以恒定的速度v＝‎0.90m/s竖直向上提升，这时测到电路中的电流为‎5A，由此可知电动机线圈的电阻R的阻值是多大？‎ ‎13. 如图所示，在屏上MN的上侧有磁感应强度为B的匀强磁场，一群带负电的同种粒子以相同的速度v从屏上P处的孔中沿垂直于磁场的方向射入磁场。粒子入射方向在与B垂直的平面内，且散开在与MN的垂线PC的夹角为θ的范围内，粒子质量为m，电量为q，试确定粒子打在荧光屏上的位置。‎ ‎14. 如图，矩形线圈abcd质量为m，电阻为R，宽为d，长为L，在竖直平面内由静止开始自由下落，其下方存在如图示方向的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，求：‎ ‎（1）线圈ab进入磁场时，感应电流的方向？‎ ‎（2）如果矩形线圈在ab边刚进入磁场就开始做匀速直线运动，那么矩形线圈的ab边应该从距离磁场的上边界多高的位置开始下落？‎ 试题答案 一. 选择题 ‎1. B 2. BC 3. A 4. D 5. AC ‎6. C 7. BD 8. B 9. AD 10. BD 二. 实验题 ‎1. 电压表选用V1‎ RA =－R2‎ 三. 计算题 ‎12. 4Ω ‎13. 落点距P点的最近距离为，其最远距离为 ‎14. （1）沿adcb（或沿顺时针方向） （2） ‎