高中物理物理选修3一1全套导学案-高中课件精选 193页

学法指导:学习选修3—1应注意的几个问题同学们，在必修模块中我们学习了力学，这一学期我们要学习的选修3—1模块，将在力学知识的基础上学习同样和我们的日常生活密切相关的电磁学知识。学习过程中，同学们要重点注意如下几个问题：一、带电微粒在电场中的运动问题带电微粒在电场中的运动是电场知识和力学知识的结合，分析方法和力学的分析方法是基本相同的：先受力分析，再分析运动过程，选择恰当物理规律解题。带电粒子在电场中的运动主要是加速和偏转两个类型，一般是与力学中的运动学规律、牛顿定律、功能关系等知识点综合，所以对带电粒子进行受力分析和状态分析是解决问题的关键环节，而是否考虑重力是不可忽视的一个细节。为有效突破难点，学习中应重视以下几方面：1.在分析物体受力时，是否考虑重力要依据具体情况而定。2.加强力学知识与规律公式的理解和联系，循序渐进地引用到带电粒子在电场中的运动，注意相关知识的区别和联系。3.注重带电粒子在电场中运动的过程分析与运动性质分析(平衡、加速或减速、轨迹是直线还是曲线)，注意从力学思路和能量思路考虑问题，且两条思路并重；同时选择好解决问题的物理知识和规律。4.强化物理条件意识，运用数学工具(如，抛物线方程、直线方程、反比例函数等)加以分析求解。二、带电粒子在磁场中的运动问题1.带电粒子在磁场中的运动问题的解决思路：(1)将受力分析、圆周运动、曲线运动、牛顿定律这些知识应用于带电粒子在離场中的运动的分析，建立带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的物理学模型。(2)电场力对带电粒子做功，既可改变粒子的速度-包括大小与方向.又可改变粒子的动能、动量的影响，但磁场中的洛仑兹力对带电粒子不做功(只改变其速度的方向不改变其犬小)；电场对带电粒子的偏转轨迹可以是抛物线，而磁场偏转轨迹可以是圆周。尽量避免使带电粒子在电场中的运动规律产生对带电粒子在磁场中的运动的前摄抑制。2.难点突破策略:(1)明确带电粒子在磁场中的受力特点：产生洛伦兹力的条件；洛伦兹力大小和分析判定；洛伦兹力不做功。(2)明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律即匀速直线运动或匀速圆周运动。(3)充分运用数学知识(尤其是几何中的圆知识，切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆)构建粒子运动的物理学模型，归纳带电粒子在磁场中的题目类型，总结得出求解此类问题的一般方法与规律。三、电学实验电学实验的重点内容是电阻的测量，它是欧姆定律的深化和应用。实验设计要注意保护用电器和电源，注意电路的连接和实验的可行性等。古语云：授人以鱼，只供一饭。授人以渔，则终身受用无穷。学知识，更要学方法。不要认为听老师讲解就会懂得物理，物理是想懂的，不是问懂的，也不是听懂的。只有反复思考、探索问题的实质，不断地独立思考才能真正学好。只要我们学会自主学习，掌握合理的学习方法，经过自己艰苦的努力，一定会把高中物理学好。\n第一章静电场第一节电荷及其守恒定律课标定向学习目标1.知道原子结构模型，知道自由电子、离子等概念。2.知道摩擦起电、感应起电和接触起电。3.知道电荷守恒定律。4.会用原子结构和电荷守恒定律的知识分析静电现彖。提示与建议1.两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过,本节重点是讲述静电感应现象。要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象。在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分。本节只说明静电感应现象。2.在复习摩擦起电现彖和讲述静电感应现彖的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律。3.要求学生知道元电荷的概念，以密立根实验作为专题，有条件的学校可以组织学生选学。互动探究自主学习1.电荷：电荷是物质的一种属性，分为电荷和电荷，同种电荷相互、异种电荷相互02.常见的起电方法：(1)摩擦起电：用摩擦使物体的方法叫摩擦起电。(2)感应起电：把带电体移近不带电导体时，导体中自由电子重新分布，导体两端出现等量异种电荷•这种现彖称为•利用这种方式使物体带电叫.(3)接触起电：一个不带电的导体与一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方法，叫接触起电。3.带电的实质：物体带电的实质就是电子的,是电子从一个物体到另一个物体，或从物体的一部分到另一部分。4.电荷守恒定律：电荷既不能创生，也不能被消灭，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的一部分到另一部分。5.元电荷e：与质子(或电子)电荷量绝对值相等的电荷量」e二C,所有带电物体的电荷量都是元电荷的倍。6.金属导体：金属屮离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做。失去这种电子的原子便成为带正电的,它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的上振动而不移动，只有穿梭其中。合作学习一、电荷静电感应：这种现象叫做静电感应。的过程，叫感应起电。二、电荷守恒定律\n电荷守恒定律:三、元电荷疑难探究问题一：为什么能发生感应起电的是导体而不是绝缘体？问题分析：感应起电的实质是在带电体上电荷的作用下，导体上的正负电荷发生了分离，使电荷从导体的一部分转移到了另一部分。只有导体上的电子才能自由移动，绝缘体上的电子不能那么自由地移动，所以导体能发生感应起电，而绝缘体不能。问题二我们知道，摩擦可以起电，摩擦后的正负电荷是被束缚在带电体上的，它不能像电线中的电荷那样定向移动。所以，人们称之为静电荷，简称静电。在日常生产和生活中静电有哪些危害？问题分析：静电的危害很多。它的第一种危害来源于带电体的相互作用。在飞机机体与空气、水汽、灰尘等微粒摩擦时会使飞机带电，如杲不采取措施，将会严重干扰飞机无线电设备的正常工作，使飞机变成聋子和瞎子；在印刷厂里，纸页之间的静电，会使纸页粘合在一起,难以分开，给印刷带来麻烦；在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度;在放电视时荧光屏表面的静电容易吸附灰尘和油污，形成一层尘埃薄膜，使图像的清晰程度和亮度降低；就连混纺衣服上常见而又不易拍掉的灰尘，也是静电捣的鬼。静电的第二大危害，是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。漆黑的夜晚，我们脱尼龙、毛料衣服时，会发出火花和“啪啪”的响声，这对人体基本无害。但在手术台上，静电火花会引起麻醉剂的爆炸，伤害医生和病人；在煤矿，则会引起瓦斯爆炸，导致工人死伤，矿井报废。典例精析题型一：电荷间的相互作用问题例1.如图1-1-1所示，有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的金箔张角减小,图1-1-1A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电解析：验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥。张开角度的大小决定于两金箔带电荷量的多少。如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小，选项B正确，同时否定选项C。如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现彖，使A球电荷发生极性分布，靠近B球的端血出现负的感应电荷，而背向B球的端血出现正的感应电荷。A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用，从而使金箔张角减小。因此本题答案选AB。\n点拨：木题主要考查了电荷间的相互作用规律和静电感应现象。在解决这类问题时根据电荷间相互作用规律和静电感应现彖，判断电荷的重新分布情况，进而判断验电器金箔张角大小等问题。训练1.如图1-1・2所示，a,b,c,d为四个帯电小球，两球之间的作用分别为a吸d,b斥c,c斥a,d吸b,则（）A.仅有两个小球带同种电荷B.仅有三个小球带同种电荷图1-1-2C.c,d小球带同种电荷D.c,〃小球带异种电荷题型二：电荷守恒定律的应用例2・有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B,分别带有电量幺=6.4X10-9。Qb二3.2X10-9（2,让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？解析：当两小球接触时，带电量少的负电荷先被屮和，剩余的正电荷再重新分配。由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电量Q\=Qb==1.6x10_9C在接触过程屮，电子rtlB球转移到A球，不仅将自身电荷屮和，且继续转移，使B球带0；的正电，这样，共转移的电子电量为AQ=_Qb+Q'b=3.2x10_94-1.6x10_9=4.8xI0_9C转移的电子数^=^=3.0xl0,(,e答案:3.0xlO10点拨：两个完全相同的金属球接触后再分开，再平均分配电量时，异种电荷先中和，再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。训练2・如图1・1・3所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C是带正电的小球.下列说法正确的是（）\n图1-1-3A.把C移近导体A吋，A、B上的金属箔片都张开B.把C移近导体A,先把A、B分开，然后移去C,A、B上的金属箔片仍张开C.先把C移走，再把A、B分开，A、B上的金属箔片仍张开D.先把A、B分开，再把C移去，然后重新让A、B接触，A上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合题型三：静电感应现象的应用例3・图1・1・4所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其屮C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电。试问：(1)如何使A、B都带等量正电？(2)如何使A、B都带等量负电？(3)如何使A带负电B带等量的正电？图1-1-4解析：利用静电感应的原理可以轻松解决本题。(1)把AB紧密靠拢，让C靠近B,则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B,则B所带的负电荷就被中和，再把A与B接触-下，A和B就带等量正电荷。(2)把AB紧密靠拢，让C靠近B,则在B端感应岀负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B,则A所带的正电荷就被屮和，而B端的负电荷不变，移去C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电荷。(3)把AB紧密靠拢，让C靠近A,则在A端感应出负电荷，B端感应出等量正电荷，马上把A与B分开后，则A带负电B带等量的正电。答案：见解析。点拨：把AB紧密靠拢，让C接触A或B,然后移去C。再把A与B分开，则A、B都带等量正电。其它的方法读者可以进一步思考。训练3・如图1-1-5所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()\nA.A端金箔张开，3端金箔闭合B.用手触摸枕形导体后，人端金箔仍张开，B端金箔闭合C.用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开囹D.选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷自我测评1.关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法屮正确的是（）A.摩擦起电现彖说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体3.绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球乩a的表而镀有铝膜，在a的附近有一绝缘金属球b.开始时，a、b都不带电，如图1・1・6所示，〃〃〃,〈〃〃〃图1-1-6现使a、b分别带正、负电，则（）A.B.C.D.b将吸引a,吸引后不放开b先吸引a,接触后又把a排斥开a、b之间不发生相互作用b立即把a排斥开4.M和N是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电荷1.6xl010C,下列判断中正确的是（）A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷图1-1-6B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6xW,0CD・M在摩擦过程中失去了1.6x10，°个电子5.某验电器金属小球和金属箔均带负电，金属箔处于张开状态.现用绝缘柄将带有少量负电荷的硕橡胶棒向验电器的金属小球稍许移近，则验电器金属箔（）A.张角稍许增大B.张角稍许减小C.硬橡胶棒的稍许靠近，致使小球上的电子向金属箔移动D.硬橡胶棒的稍许靠近，致使金属箔上的质子向金属小球移动6.（能力迁移题）为了测定水分子是极性分子还是非极性分子，可做如下实验：（1）在酸式滴定管中注入适当蒸憎水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，把用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明（）\nA.水分子是非极性分子B・水分子是极性分子C.水分子是极性分子且带正电A.水分子是极性分子且带负电（2）如果将用毛皮摩擦过的塑料棒接近水流，则（）A.水流将向远离塑料棒的方向偏转B.水流将向靠近塑料棒的方向偏转C.水流先靠近再远离塑料棒D.水流不偏转拓展迁移思维提升完全相同的带电金属球接触后的电量分配原则：（1）若带同种电荷，两金属球接触后总电荷量平分。（2）若带异种电荷，两金属球接触后电荷量先中和再平分。视野拓展闪电为什么会是弯曲的强电流在穿越空荡荡的天空之际，碰到的阻力理应很小。但是，出现的闪电为什么会呈扭曲状呢？美国国家气象局的内泽特•赖德尔认为，每逢暴风雨来临，雨点即能获得额外的电子，而电子是带负电的.这些剩余电子便追寻地面上的正电荷，前者流出云层后，又碰撞了别的电子，使Z也变成游离电子，因而产生了传导性轨迹。空气屮散布着不规则形状的带电粒子群，传导的轨迹就在带电粒子群中间跳跃着迂冋延伸。于是在到达地面与正电荷接触之前，闪电的轨迹总是蜿蜒曲折的。\n第二节库仑定律课标定向学习目标1.掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量。2.会用库仑定律的公式进行有关的计算。3.知道库仑扭秤的实验原理。提示与建议1.点电荷是一种理想化的物理模型，对这一点应该有明确的认识。2.通过本书的例题，应该明确地知道，在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计。3.在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行汁算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力。4.库仑扭秤的实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤的实验对检验库仑定律具有重要意义，所以应介绍给学生，或利用模型或挂图来介绍。互动探究自主学习一、静电力与点电荷1.静电力：间的的相互作用力，也叫库仑力。2.点电荷：带电体间的距离比它们自身的大小；带电体的形状、大小及电荷分布对电荷间的的影响可以忽略。二、库仑定律1.真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成，与它们的距离的二次方成，作用力的方向在02.库仑定律的公式,式中R叫做,R的数值是o库仑定律的公式和公式相似，但库仑力比万有引力要强得多。合作学习一、库仑定律1.电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。探究电荷Z间的相互作用力和什么有关系。结论：2.库仑定律：内容：3.库仑定律表达式：4.对库仑定律的理解：库仑定律的适用条件：二、库仑的实验学生阅读课本上本小节内容。演示：库仑扭秤（模型或挂图）介绍：物理简史及库仑的实验技巧。1.研究方法：\nF与厂的关系:F与Q的关系:\n1.实验技巧：；疑难探究问题一：在理解点电荷的概念吋应注意哪些问题？问题分析：（1）点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在。（2）如果带电体Z间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状和大小等次要因素，只保留对问题有关键作用的电荷量，这样的处理会使问题大为简化，对结果又没有太大的影响，因此物理学上经常用这种理想化模型。（3）—个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定。（4）不能将点电荷和元电荷相混。问题二：万有引力定律和库仑定律有何联系和区别？问题分析：如下表万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式rF=k警r条件两质点之间两点电荷之1'可可以看出：万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力。其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比Z下非常小，所以可忽略不计。典例精析题型一：对库仑定律适用条件的理解例1.如图1・2・1所示，两个质量均为加的完全相同的金属球壳d和,其壳层的厚度和质量分布均匀，将它们固定于绝缘支座上，两球心间的距离/为球半径厂的3倍。若使它们带上等量异种电荷，使其电荷量的绝对值均为0,那么关于d、b两球之间的万有引力厲|和库仑力片军的表达式正确的是（）A・F引一（｝下,F库—加2Q2A.盼G下,F汀k*c.為工G学，F\严k%\n解析：由于a、b两球所带异种电荷相互吸引，使它们各自的电荷分布不均匀，即相互靠近的一侧电荷分布较密集，又1=3r,不满足l»r的要求，故不能将带电球壳看成点电荷，所以不能应用库仑定律，故F库工冬。万有引力定律适用于两个可看成质点的物体，虽I然不满足/»r,但由于其壳层的厚度和质量分布均匀，两球壳可看做质量集中于球心的质7712点，可以应用万有引力定律，故F引=Gp。答案：D点拨：由于对万有引力定律和库仑定律的适用条件理解不深，常会出现以下错解：(1)将d、方视为既可以看做质点，又可以看做点电荷，万有引力定律库仑定律都适用而选Ao(2)将Q、"视为既不能看做质点，又不能看做点电荷，万有引力定律库仑定律都不适用而选B。训练1.两半径同为r=().01m的金属小球，其中一个带电量q产+5.0x10-8。当两者相距5m时，其间作用力为3.6X10-?N的斥力.则当两球相距为0.01m时，其间作用力F为(填大于、小于或等于)0.09N。题型二：库仑定律的应用例2・试比较电子和质子间的静电力和万有引力。已知电子的质量呵二9.10X10一3】kg,质子的质量m2=1.67X10一27kg,电子和质子的电荷量都是1.6x10-,9Co解析：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是:Q1Q27F2=G12F)kQQF2Gm,•m2=2.3X1(严F,9.0X109X1.60XIO」？X1.60X10~19F2~6.67X10」X9.10X10-31X1.67XIO-27答案：2.3xlQ39点拨：这个问题不用分别讣算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解。训练2.如图1-2-2所示，已知两带电小球的电荷分别为Q、q,都用长厶的丝线悬挂在O点。静止时两球相距为厶为使平衡时两球间距离减为刃2,可采用以下哪些方法A.将两小球的质量都增加到原來的2倍B.将右侧小球的质量增加到原來的8倍图1-2-2C.将两小球的电荷量都减小到原來的一半D.将两小球的电荷量都减小到原来的一半，同时将右侧小球的质量增加到原来的2倍\n自我测评1.两个大小相同、带等量异种电荷的导体小球A和B,彼此间的引力为F.另一个不带电的与A、B大小相同的导体小球C,先与A接触，再与B接触，然后移开，这吋A和B之间的作用力为F,贝UF与F之比为A.8:3B.8:1C.1:8D.4:12.（2009,江苏学业水平考试）可视为点电荷的A、B两带点小球固定在真空中，所带电荷量均为+g,若仅将A球所带电量变为一q,则B球所受的库仑力A.大小和方向均不变B.大小和方向均改变A.大小改变、方向不变D.大小不变、方向改变3・在真空中有两个点电荷，其中一个电量是另一个电量的4倍，它们相距5X10_2m时,相互斥力为1.6N,当它们相距0.1m时，相互斥力为N,此两电荷电量分别为C和Co1.真空中有A、B两个点电荷，（1）A的电量是B的3倍，则A对B的作用力是B对A的作用力的倍。（2）A、B的电量均增加为原来的3倍，距离不变，则其间作用力变为原来的倍。（3）A的电量不变,B的电量变为原来的9倍，欲使相互作用力不变,A、B间距应为原来的倍。（4）A、B间距增为原来的3倍，带电量均不变，则相互作用力变为原來的倍。2.（能力迁移题）在真空屮同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+40和的点电荷。（1）将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？（2）若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是正电荷还是负电荷？电荷量是多大？拓展迁移思维提升对于库仑定律需要强调的是：1.点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小时，可用所带电量的绝对值进行计算.根据电荷之间的电荷异同來判断是吸引力还是斥力。2.在两点电荷之间距离接近为零时，由于两个点电荷己经失去了点电荷的前提条件，因此不能根据库仑定律得到库仑力无穷大的结论。3.当一个点电荷受到多个点电荷的作用，可以根据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算。视野拓展\n为什么光可窃听？激光窃听器，就是用激光发生器产生的一朿极细的红外激光，射到被窃听房I'可的玻璃上,当房间里有人谈话的时候，玻璃因受到室内声音变化的影响而发生轻微的振动，从玻璃上反射回来的激光包含了室内声波振动信息。人们在室外一定的位置上，用专门的接收器接收,就能解调出声咅信号，用耳机监听室内人的谈话，由于激光本质上是一种频率极纯、极高的电磁波，加上其方向性好，照射和反射的能量集中，所以解调并不困难。解调反射激光的基本原理与收音机收听广播的原理是相似的。激光窃听法的最大优点是，不需要在窃听的房间里安装任何窃听器就可以实现窃听。第三节电场强度课标定向学习目标1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态。2.理解电场强度的概念、定义式及有关的计算，知道电场强度是矢量及方向是怎样规定的。3.根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的汁算式并能进行有关的计算。4.知道电场的叠加原理并应用这个原理进行简单的计算。提示与建议1.电场强度是表示电场强弱的物理量，因而在引入电场强度的概念时，应该使学生了解什么是电场的强弱，同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的，所受电场力大的点，电场强。2.用比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法，应结合学生前面学过的类似的定义方法，让学生领会电场强度的定义。3.应当要求学生确切地理解E二F/q和E=kQ/r2这两个公式的含义，以及它们的区别和联系。4.应用电场的叠加原理进行计算吋不应过于复杂，一般只限于两个电场叠加的情形.通过这种计算，使学生理解场强的矢量性。5.电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。互动探究自主学习1.电场和电场强度电场电场是电荷之间发生相互作用的媒介物质，—周围存在电场电场强度和泄义式放入电场中某点的电荷所受的跟该电荷所带的比值叫做该点的电场强度缶空，单位,或V/m物理意义是描述电场丸的性质的物理量能够反映电场的强弱相关因素E的大小和的大小无关，是由电场决定的，只与形成电场的电荷和该点有关》与试探电荷无关\n矢标性电场强度的方向与该点所受电场力的方向相同,与受电场力的方向相反几个场强叠加时，需按矢量的运算法则，即定则。2.电场强度的儿个公式（1）E=—是电场强度的定义式适用于的静电场。q（2）E=是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于在真空r中形成的电场。合作学习一、电场1.电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质一一电场发生的，电荷的周围都存在特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加。物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性一一质量和能量。2.基本性质：电场能对处在其中的电荷有-二、电场强度1.试探电荷：2.定义：物理学中把叫做这一点的电场强度。简称场强。3.定义式：（适用于任何电场）777V4.比值定义法：p=—,v=—Vt提示分析P与加、V的关系，总结出：电场中某一点的场强与场源电荷的带电量有关,与场中的位置有关，而与检验电荷无关。5.物理意义：6.单位：7.矢量性：我们规定电场屮某点的场强方向与相同，那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。（做图演示）三、真空中点电荷的电场强度1.表达式：2.方向：正点电荷在各点处电场强度方向都是背离场源电荷向外。（负电荷让学生讨论总结ill来。）3.大小与Q和厂有关。说明：公式E=kg中的Q是场源电荷的电量，厂是场中某点到场源电荷的距离.从而厂\n使学生理解：空间某点的场强是市产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关。四、电场强度的叠加原理：五、电场线\n电场线在每一点的表示该点的场强方向，电场线的疏密表示（用计算机展示几种典型电场线的分布图，并介绍它们的特点）六、匀强电场如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，这个电场就叫匀强电场。见课本图。疑难探究举例说明儿种常见电场的电场线是怎样的？问题分析:电场电场线图样简要描述正点电荷\1//K发散状负点电荷会聚状等量同号电荷相斥状等量异号电荷相吸状匀强电场A1A’AA平行的、等间距的、同向的直线典例精析图1-3-1题型一：对电场强度的理解和计算例1・在真空0点放一点电荷（2=+1.0x10_9C,直线MN通过0点，OM的距离r=30an,M点放一个点电荷＜7=-1.0xl（F,（）C,如图1-3-1所示。求：（1）q在M点受到的作用力。（2）M点的场强。（3）拿走q后M点的场强大小。（4）M、7两点的场强哪点大？解析：（1）电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得★缪=9.0x109厂1.0x10—9x1.0x107°0^N=1.0x108N因为Q带正电，q带负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿M0指向Q。（2）解法一：M点的场强\nE=甩=1.0x10"n/C=100N/C"q1.0x10-10方向沿0M连线方向背离Q,因为它方向跟正电荷受电场力的方向相同。解法二：将®=k^~代人£诃=乩得厂q=9.0x109xL°X1?°9N/C=100N/C“r20.32其方向沿OM连线方向背离Q。(1)在M点拿走检验电荷q,有的同学说M点场强E,w=0,这是错误的，其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由场源电荷Q决定的，与检验电荷q是否存在无关。(2)根据公式E=k£知，M点场强大。r~答案:(1)1.0xl08N,方向沿M0指向Q(2)100N/C,方向沿0M背离Q(3)100N/C(4)M点场强大点拨：公式E=-屮的q是试探电荷的电荷量，所以E=-不是场强的决定式；公qq式E=k^中的Q是场源电荷的电荷量，所以E=Jig是点电荷场强的决定式。厂厂训练1.在电场中某点放一•检验电荷，英电量为q，检验电荷受到的电场力为F,则该点电场强度为E=F/q,那么下列说法正确的是()A.若移去检验电荷q,该点的电场强度就变为零B.若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E/2C.若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向D.若在该点放一个电量为-纟的检验电荷，则该点场强的大小仍为E,电场强度的方向也2仍为原来的场强方向题型二：电场的叠加例2.如图1・3・2所示，在真空中有两个点电荷Q=+3・0xl0"c和Q2=—3.0xl(T*C,它们相距0.1m,求电场中A点场强.A点与两个点电荷的距离厂相等，r=0.1m.解析：真空中点电荷Q和Q?的电场在A点的场强分别为已和氏它们大小相等，方向如图1-3-3,合场强E,场强E】，场强E?向上平移后的矢量，三者构成一正三角形，故E与Q1Q2平行，且E=Ei=E2==2.7x104N/C\n图1-3-2E图1-3-3点拨：有了点电荷的场强公式和场的叠加原理，原则上可求任意电荷分布的电场各点的电场强度。训练2.真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q,相距r。两点电荷连线中点处的电场强度的大小为（）A.2kq/r2B.4kq/r2C.8kq/r2D.6kq/r2自我测评1.下列说法中正确的是（）A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用2.下列说法中正确的是（）A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场屮某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比B.电场中某点的场强等于F/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关C.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向D.公式E二F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用的3.电荷所带电荷量为qi=3.OXlO-loC,在电场中的某一点所受的电场力F=6.3X10'7N,方向竖直向上•试求这一点的电场强度。如果在这一点放一电荷量为q二6.0X10“°C的电荷，那么电荷所受电场力是多大?若在这一点不放电荷，则这一点的场强是多大？4.（能力迁移题）如图1-3-4所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q由a运动到b,电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为爲、耳，则下列判断正确的是（\nA.若Q为正电荷，则q带正电，巴＞巳\nB.若Q为正电荷，则q带正电，巧＜耳C.若Q为负电荷，则q带正电，D.若！2为负电荷，则q带止电，图1・3・4拓展迁移思维提升1.对于电场强度概念的理解注意:大小・E=-(1)定义电场强度■q［方向：与正电荷在该点受电场力方向相同无论放正、负检验电荷，E的方向定义为+q受力方向，类似于电流方向定义为正电荷移动方向，无论是谁移动形成电流。(2)电场强度为自身性质，与检验电荷无关。视野拓展辐射防护辐射防护的基本方法有三条：第一、时间防护；第二、距离防护；第三、屏蔽防护。值得注意的是，医生使用射线装置给病人诊治病症时，要根据病人的实际需要，权衡利弊，做到安全合理地使用射线装置，并耐心劝导那些主动要求但不需要使用射线装置诊治的病人，引导他们走出误区并非一定要使用先进的医疗设备，才可以治疗百病。另外，随着人们对居室美化装修的升温，居室污染也在加剧。其原因之一就是某些建筑材料放出的污气作祟，但是,只要我们的居室经常通风换气，污染就可以减少，兴利避害，让放射性同位素及射线装置造福人类。第四节电势能和电势课标定向学习目标1.理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。2.理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。3.明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。4.了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。提示与建议本节重点是理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。通过回顾前面知识，结合电势、电势能、静电力做功，通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系。尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。互动探究自主学习\n1.静电力做功的特点：2.电荷在电场中具有电势能。电荷在某点的电势能等于3.电荷在电场中与的比值，叫做这一点的电势。电势与电场中该点的位置和场源电荷（填“有关”或“无关”），与试探电荷（填“有关”或“无关”）。电势的定义式为-4.顺着电场线的方向，电第（填“降低”或“升高”）。与移动电荷的正负（填“有关”或“无关”）。5.叫等势面。电场线与等势面的关系是O合作学习一、静电力做功的特点结合课本图1-4-1分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。结果都一样即：W=qEL?\M=qELABCOS0与重力做功类比，引出结论：二、电势能1・定义：1.与重力做功与重力势能的变化关系作类比，讨论：静电力做功与电势能变化的关系结论：2.求电荷在某点处具有的电势能电荷在某点的电势能，等于3.零势能面的选择通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。三、电势1・定义：2.公式：3•单位：1.电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）2.零电势位置的规定：电场屮某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择。（大地或无穷远默认为零）四、等势面1.定义：2.等势面的特点：（1）等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；\n（2）电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；（3）等差等势面越密的地方电场强度越大1.几种电场的电场线及等势面（1）等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小屮线上：由屮点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。（2）等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电热逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。疑难探究怎样判定电势、电势能的大小和正负？问题分析：（1）根据场源电荷判定：离场源正电荷越近，电势越高，试探正电荷（或负电荷）的电势能越大（或越小）。离场源负电荷越近，电势越低，试探正电荷（或负电荷）的电势能越小（或越大）。（2）根据电场线判断：顺着电场线的方向，电势逐渐降低，试探正电荷（或负电荷）的电势能减小（增加）。逆着电场线的方向，电势逐渐升高，试探正电荷（或负电荷）的电势能增大（减小）。（3）根据试探电荷判断：电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势（电势能大）的点，移向低电势（电势能小）的点。电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势（电势能大）的点，移向高电势（电势能小）的点。典例精析题型一：电场力做功与电势、电势能变化的关系例1・如图1・4・1所示，某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上的两点。下列说法正确的是（）A.M点电势一定高于N点电势B.M点场强一定大于N点场强C・正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能A.将电子从M点运动到N点，电场力做正功解析：沿电场线方向，电势降低，所以M点电势一定高于N点电势，A正确；电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图可知，M点场强一定小于N点场强，B错；正电荷q在M点的电势能EpM=q（pM:在N点的电势能EpN=q©N，由于0m>0m，所以epm>^pm，C正确；电子在电场中受电场力的方向沿MN指向M,故从M移动到N,电场力做负功，D错误。点拨：由电场线的分布和方向可以确定电场强度的大小和方向，电势的高低，结合试探电荷的电性及移动才能确定电势能的大小和电场力做功情况。训练1・将一带电量为-q的检验电荷从无限远处移到电场中的A点，该过程中电场力做功\n为W,则检验电荷在A点的电势能及电场屮A点的电势分别为(wA.Ep二W,(Pa=-—qw(ph>(pc.一带正电粒子射入电场屮,其运动轨迹如实线KLMN所示。由图可知粒子从K到L的过程中，粒子从L到M的过程中，粒子从K到L的过程中，粒子从L到M的过程屮，A.B.C.D.()电场力做负功电场力做负功电势能增加动能减少q解析：由粒子运动轨迹可知，该电场是正电荷形成的电场，带正电的粒子射入电场中时，受斥力作用，在靠近场源电荷的过程中，电场力做负功，动能减少，电势能增加。在远离场源电荷的过程中，电场力做正功，动能增加，电势能减少。粒子由K到L的过程中，是由低电势到高电势处，电场力做负功，动能减少，电势能增加，故A、C正确；粒子rflL到M的过程中，由是高电势向低电势处移动，电场力做正功，动能增加，电势能减少，故B、D选项错。因此本题答案选AC。点拨：电场力做功过程中引起电势能、动能等能量的变化，变化过程中遵循能量守恒定律,所以分析有关电场力做功或电势、电势能的问题时，注意应用能量守恒定律。训练2.如图1-4-3所示,将带正电的粒子从电场中的A点无初速地释放，不计重力的作用,则下列说法屮正确的是()A.带电粒子一定做加速直线运动B.带电粒子的电势能一定逐渐增大C.带电粒子的加速度一定越來越小D.带电粒子的加速度一定越来越大自我测评1•关于电场屮的电场线，下列说法正确的是A.带正电的点电荷在电场力作用下，运动的轨迹和电场线重合A.沿电场线方向电场强度逐渐减小B.沿电场线方向电势逐渐降低D.电荷沿电场线方向运动，电势能减少2.(2009,北京卷)某静电场的电场线分布如图1-4-4所示,图中P、Q两点的电场强度的大小分别为和Eq,电势分别为Up和山,则A.Ep>Eq,Up>UqB.Ep>Eq,UpVUqC.Ep(pB,因此有UA/3=20(VoBC|Wbc|=9x10-4M_3x10"V=300V因负电荷从B点移到C点电场力做正功，故一定是从低电势点移到高电势点,\n即0B<0C，因此有uBC=-3o(yUCA=Ucb+Uba=一％+(-Uab)=300/-20CV=1OCV解法二：直接代取数值求电荷从A点移到B点，克服电场力做功，即电场力做负功，^WAli=-6x\0~4J1得匕厂晋=需宀2。(”F/5Uca=5b+%=5+UBA=-UBC+(-U^)=300/-200/=100/(2)若(pn=0,由UAti=(PA一0B得^=Uab=20(V由U肚=0〃一％，得0c—U〃c=0—(—30Q)V=30(V电荷在A点的电势能EpA=q(pA=-3x10~6x20Q/=-6x10-4J电荷在C点的电势能El)c=q(pc=—3xl()dx30Q/=—9xl(TV答案：(1)(/帖=200/,UBC=-300/,UCA=100/(2)(p^=200V,(pc=300V,E[)A=-6x104J,E[)C=-9x104J点拨：(1)两种求电势差的方式各有利弊，可根据情况灵活选用。(2)若规定了零电势点，要会根据电势差求电势。训练1.如图1-5-1所示，点电荷Q形成电场，现把一个4=-2.0X10%试探电荷由无穷远处分别移到电场小的A、B、C三点，电场力做正功还是负功？若移动电荷分别做功为6.0X10；J、4.0X10_?J>1.0X10；J,以无穷远处为零电势点，这三点的电势分别为多少？若选择B点为零电势点，这三点的电势又分別为多少？㊉\n题型二：静电场中的功能关系例2・如图1・5・2所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在该电场中运动，不计小球所受的重力和空气阻力，实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于20eV,运动到b点时的动能为2eV,若収c点为零电势点，则这个带电小球的电势能等于-6eV时，它的动能等于（）A.16eVB.14eVC.6eVD.4eV解析：电荷在电势差相等的等势面间移动时，电场力做功相同。设相邻两等势面间的电势差为U,小球的电荷量为q,小球从a到c和从b到c分别根据动能定理有-q-3U=Ekb-EkafqU=Ekc-Ekb解得Ekc冷(氐+2EJ吕(20+2x2)W=8W因为c点为零电势，所以小球在c点时的电势能Ec=q（pc=0设小球电势能为-6eV时在电场中的P点位置，由于小球的动能与电势能的总和保持8eV不变，所以有EkP+EP=8^V,可解得Ekr=SeV-Ep=8-（-6）eV=14eV0因此答案选B。点拨：小球在电场中运动时，只有电场力做功，因此有同时％所以=0,即只有电场力做功时，小球的动能与电势能的总和保持不变。求解带电粒子在电场中的运动问题时，要注意力学规律的灵活选用。训练2.如图1・5・3所示，在场强为E的匀强电场中，一电子（电量为e,质量为m）从电场屮的A点沿电场线方向以速度v（）运动，到达B点时速度为零，求：（1）A、B两点间电势差U八b为多少？哪点电势高？n（2）A、B两点I'可距离为多大？〜AE自我测评1.对于电场屮A、B两点，下列说法正确的是（）A.电势差的定义式UAB=WAB/q,说明两点间的电势差Uw与电场力做功Wab成正比，与移动电荷的电荷量q成反比B・A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功\nA.将1C电荷从A点移到B点，电场力做1J的功，这两点间的电势差为IVB.电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功1.一点电荷从电场中的a点移到b点吋，电场力做功为零，则[]A.a、b两点的场强一定相等B.一定沿等势面移动C.电荷所受的电场力一定与移动方向总是垂直D.a>b两点电势一定相等2.电场屮某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，把电荷qi=10-8C从B点移到A点时电场力做了10—7j的功；电荷q2=-10'8C,在B点的电势能比在C点时大10_7J,那么：(1)比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是;(2)A、C两点间的电势差是V；(3)若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是Jo3.在如图1-5-4所示的电场中，把点电荷q=+2X10nC,由A点移到B点,电场力做功WAB=4X10"joA、B两点间的电势差等于多少？B、A两点间的电势差U加等于多少？图1544.图1-5-5中三曲线表示三条等势线，其电势Uc二0,UA=UB=10V,UD=-30V.⑴把一个电量q=107C的负电荷放在A、B、C、D四处时，具有的电势能各多大？(2)把这个电荷从C移到D,电场力做功多少？(3)把这个电荷从D移到B再移到A,电场力做功多少？-30V\n拓展迁移思维提升电场中两点的电势差，由电场本身的初、末位置决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关。在确定的电场屮，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为Uab与Wab成正比，与q成反比，只是可以利用Wab、q來测量A、B两点电势差Uab。电场力做功W=qU。功的大小对给定的电荷来说与其运动路径无关，仅与起始和终了位置的电势差有关，此公式适用于一切电场。视野拓展做脑电图要通电吗？为了诊断人脑的疾病，医生常给病人做脑电图。那么，做脑电图吋，是不是要给脑通电呢？其实不用，原來脑本身就像发电机一样，能发出电来，只是产生的电压太微弱，才只有1微伏左右，很难直接测出。所以，做脑电图时，医生总是再用脑电机把病人的脑电压放大一百万以上，只有差不多有1伏左右，跟一节干电池的电压接近，然后把放大的脑电压描绘在记录纸上，从而得到脑电压曲线，也就是所谓的脑电图了。脑电图为诊断病情提供科学依据。第六节电势差与电场强度的关系课标定向学习目标1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并且能够推导Hi这个关系式。2.会用关系式〃=Ed进行相关的计算。提示与建议匀强电场是最简单最重要的电场。高中阶段研究的电场问题多属于匀强电场。匀强电场中电势差跟电场强度的关系，在新课程考纲中为II级耍求。要掌握〃=加及各量的物理意义,并会用之分析问题。该知识点的选择题、填空题、计算题均可能出现。该知识也常与其他知识组合为综合题一同考查。互动探究自主学习1、电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于与这两点沿方向上距离的乘积。2、电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的与两点沿方向距离的比值，公式E=，单位。3・有关于计算场强的公式：£=-,E=-和疋=卑中，适用于任何电场的是dar~合作学习1.匀强电场屮电势差与电场强度的关系：\nB|J：匀强电场屮两点间的电势差等于1.电势差与电场强度的关系也可以写做：它的意义为：2.公式U=Ed的适用条件：d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）。3.电场强度与电势无直接关系（1）电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点。女口：处于静电平衡的导体内部场强为零，电势相等，是一个等势体，若不选它为电势零点，导体上电势就不为零。若选它为电势零点，则导体电势就为零。（2）电势为零的地方电场强度不一定为零。如：点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零。（3）电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强相等，但各点电势不等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电热也相等。（4）电势相等的地方电场强度不一定相等。如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等疑难探究问题一：电势为零处场强就为零吗?电势越高场强就越大吗？问题分析：因场强等于沿场强方向上单位距离上的电势差，它是电势在长度上的变化率。由此可知，电势为零，但电势在长度上的变化不一定为零，就像速度为零，加速度不一定为零一样，因此场强不一定为零。譬如，在等量异种点电荷的连线的中垂线上，电势为零，但英上各点的场强却不为零。电势高，但电势不一定随长度变化，就像速度大加速度可能为零一样，场强也可能为零.譬如，静电平衡状态的导体，电势可能很高，但导体上电势处处相等，不变化，故其内部场强处处为零。问题二：场强与电势有什么区别和联系？问题分析：如下表所示电场强度E电势0物理意义描述电场的力的性质描述电场的能的性质电场屮某点的场强等于放在该点的电场中某点的电势等于该点跟零电决点电荷所受的电场力F跟点电荷电F定F势点间的电势差。叭一“，。在因量q的比值，E=二,E在数值上q素q数值上等于单位正电荷所具有的电等于单位正电荷所受的电场力势能性质矢量标里单位N/C；V/m伏(1V=1J/C)联系电势沿着电场强度的方向降落典例精析题型一：公式E=U!d的理解和应用\n例1・如图1・6・1所示，在场强为E=4.OX&N/C的匀强电场屮有相距5・Ocm的A、B两点，两点连线与场强成30°角。求A、B两点间的电势差。E解析：4、B连线不沿场强方向，不能直接用公式U=Ed计算A、B两点间的电势差。根据匀强电场的等势面是与场强方向垂直的平面这一性质，可过B点作一等势面，在等势面上找一点B',使A、B1的连线沿场强方向，求即可。过B点作一垂直于电场线的平面即等势面，过A点作电场线的平行线，二者交于点，如图，显然UB=uB‘,Uab=Uab'。Uab=E・AB'=E・ABcos30°=4.0X103X0.05X—N/C=1.7X102N/Co2答案：UAB=\JXio2N/C点拨：用本节的两个公式解题一定要注意适用条件，还要注意必须使用国际单位。通过此题可以看出场强方向是电势降落最快的方向，即是通过相同距离电势降落最大的方向。这个结论对非匀强电场也成立。训练1.如图1-6-2所示，在匀强电场中的M、N两点距离为2cm,两点问的电势差为5V,M、N连线与场强方向成60°角，则此电场的电场强度多大？图1・6・2图1-6-3题型二：匀强电场中等势面与电场线的关系例2•图1-6-3中，A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC丄BC,ZABC=60°,BC=20cm.把一个电量^=10_5C的正电荷从A移到电场力做功为零；从B移到C,电场力做功为一1.73X10_3J,则该匀强电场的场强大小和方向是A.865V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AC向右C.1000V/m，垂直AB斜向上D.1000V/m,垂直AB斜向下解析：把电荷g从A移到B电场力不做功，说明4、B两点在同一等势而上.因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线即为等势线，场强方向应垂直于等势面，可\n见，选项A^B不正确。险=罟=咼冀—173"点电势比C点低心因电场线指向电势降UU173低的方向，所以场强方向必垂直于AB斜向下。场强大小E=—=———=厂V/mdBCsin60°"乜0-2x——2=1000V/nu因此选项D正确。点评：本题从电场力做功为零得出A、B等电势，从等势面与电场线垂直判出A、B选项错误；从电势差定义式及E=±得出场强大小，最后判断出D选项正确。a训练2.如图1・6・4所示，在水平方向的匀强电场屮，一电场线上有相距6cm的A、B两点,且Uab=150V,求：（1）电场强度的大小和方向；（2）电场中A、C两点相距14cm,A、C两点连线与电场线方向成37。夹角，则C点与A点的电势差&A为多少？图164自我测评1.下述关于匀强电场的结论错误的是（）A.公式E=F/q也适用于匀强电场B.根据U=Ed可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比C.匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值D.匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致2.在静电场中（）A.场强处处为零的区域内，电势一定处处相等B.场强处处相同的区域内，电势也一定处处相等C.电势降低的方向一定是场强方向D.同一电场中等势面分布越密的地方，场强一定越大3.如图1-6・5所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的b两点相距为么则（）¥申AA.Q点的场强一定大于b点的场强10VB.a点的电势一定高于b点的电势C.a、b两点间的电势差一定等于为a点场强）图1・6・5D.心b两点间的电势差等于单位正电荷由g点沿任意路径移到方点的过程屮电场力所做的功\n1.图1・6・6是一组不知方向的匀强电场的电场线，把1X10~6C的负电荷从A点沿水平线移到B点，电场力做了2X10fJ的功。A、B两点间距离为2cm,问(1)匀强电场场强多大？方向如何?(2)A、B两点间的电势差多大？2.如图1・6・7所示，A、B两板相距30cm,电源电压为60V,贝9匀强电场的场强多大？方向如何？若B板接地，A板电势为多大？若C点离A板10cm,D点离B板5cm,则C、D两点的电势各为多少？C、Q两点间的电势差多大？图1-6-76.(能力迁移题)如图1・6・8所示，d、b、c是匀强电场中的三点，这三点构成等边三角形,每边长为L=殛cm,将一带电量^=-2X10~6C的电荷从a点移到b点，电场力做功Wi=—1・2X1(T5j；若将同一点电荷从点移到©点，电场力做功W2=6X10-6Jo试求匀强电场的电场强度E。拓展迁移思维提升(1)对公式充分理解可知：沿电场线方向电势降落得最快，也就是说，电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。(2)公式U=EJ的适用范围是匀强电场，但对非匀强电场仍可应用此公式进行定性分析。视野拓展超声波灭鼠超声波可以伤害鼠类和害虫的神经系统，使Z产生痛苦和不安，并失去觅食、饮水、躲藏能力。鼠虫驱除器用宽频带的超声波驱除各种鼠类和害虫，这种驱鼠器对人、食品、物品充污克无底性、无危害，适用于粮食、食品仓库及配电室等处，只要持仪器安放在空气流通良好的库房，可驱赶老鼠，直至老鼠绝迹。第七、八节静电现象的应用电容器与电容课标定向学习目标\n1.知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态，知道静电屏蔽及其应用。2.理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零。3.知道什么是电容器以及常用的电容器。4.理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。5.知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关，会对平行板电容器问题进行动态分析。提示与建议电容器虽不属本章教学的重点，但近年高考中平行板电容器的命题频率较高，且本章在高考考查中最频繁的带电粒子在匀强电场中的运动，其中的匀强电场一般就采用平行板电容器带电后产生。所以电容器这一节的教学也很关键。电容是描述电容器容纳电荷本领的，所以电容是本节的重点。为了便于大家正确理解电容，教材采用了利用水容器作比喻，使大家可以根据生活熟知的东西来类比学习，可以起到好的效果。互动探究自主学习1.处于静电平衡状态下导体的特点：(1)内部场强(2)整个导体是，导体的表面是,地球是一个。2.导体上电荷分布的特点：(1)导体内部净电荷，净电荷只分布在o(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度,凹陷的位置儿乎3.静电现象的应用有、、、、等。4.电容器充放电过程的能量转化(1)充电过程：带电量Q,板间电压U，板间场强E,电能转化为。(2)放电过程：带电量Q,板间电压U,板间场强E,电场能转化为。5.平行板电容器的电容C与介电常数e成,跟正对面积S成,跟极板间的距离d成o合作学习一、静电平衡的特点：二、导体上的电荷分布:法拉第圆筒实验：三、尖端放电导体尖端的电荷密度很大，附近的电场特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端放电。在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处)附近，等电位血密，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电。而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体放电的现象。四、电容器1.构造：\n1.电容器的充电、放电过程：2.电容：(1)定义：(2)公式：(3)单位：(4)电容的物理意义：五、平行板电容器的电容1.构成：2.决定因素：3.平行板电容器的决定式：疑难探究平行板电容器的两类典型问题是怎样的？问题分析：平行板电容器的两类典型问题是：(1)平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的d、S、变化，将引起电容器的C、Q、U、E怎样变化。由于电容器始终连接在电源上，因此两板间的电压U保持不变。可根据下列几个公式讨论C、Q、E的变化情况：c£rs八E®.S»sU1C=—-—C.在电场中加速度的关系是ac>aR>aA\n图1・9・5D.到达正极板时动能关系Ea>Er>Ec1.绝缘的半径为R的光滑圆环，放在竖直平面内，环上套有一个质量为m,带电量为+q的小环，它们处在水平向右的匀强电场屮，电场强度为E（如图1・9・6所示），小环从最高点A由静止开始滑动，当小环通过（1）与大环圆心等高的B点时（2）最低点C时，大环对它的弹力多大？方向如何？图1・9・62.（能力迁移题）一个质量为m、带有电荷・q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，0端有一与轨道垂直的固定墙、轨道处于匀强电场中，其场强大小为E,方向沿0X轴正方向，如图1-9-7所示。小物体以初速度V。从X。点沿0X轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f0）、质量加的粒子从O点以速\n率％射入电场，运动到4点时速率为2v0O现有另一电荷量—q、质量加的粒子以速率2心仍从0点射入该电场，运动到B点时速率为3仏。若忽略重力的影响，则（）A.在0、A、B三点中，B点电势最高B.在0、A、B三点中，A点电势最高C.0A间的电势差比B0间的电势差大D.OA间的电势差比间的电势差小1.如图1-8所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为IO'6C的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A点运动到B点时动21B能减少了l（Tj,已知A点的电势为一10V,则以下判=——/—/z//\断正确的是（）—/一〃AA.微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示；圏1-0B.微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示；C.B点电势为零；D.B点电势为一20V2.如图1・9所示的直线是真空中的某电场的一条电场线，AB是这条电场线上的两点。一个带负电的粒子在只受电场力的情况下，以速度打经过A点向B点运动，经一段时间后,该带电粒子以速度％经过B点，且与⑰的方向相反，则（）A.A点的电势一定低于B点的电势B.A点的场强一定大于B点的场强C.该带电粒子在A点的电势能一定小于它在B点的电势能D.该带电粒子在A点的动能和电势能之和一定等于它在B点的动能和电势能之和3.（2009,全国理综卷1）如图1・10所示，一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且二MN。P点在），轴右侧，MP丄ONo贝I」（）A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由0点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在0点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动4.如图1-11所示，平行板电容器两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知图1-11A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距\n（两极板仍平行），则下列说法正确的是A.若小球带正电，当AB间距增大吋，小球打在N的右侧B.若小球带正电，当AB间距减小吋，小球打在N的左侧C.若小球带负电，当间距减小时，小球可能打在N的右侧D.若小球带负电，当AB间距增大时，小球可能打在N的左侧二、填空题（每题4分，共16分）1.在真空中两个带等量异种的点电荷，电量均为2X10%,相距20cm,则它们Z间的相互作用力为N。在两者连线的中点处，电场强度大小为N/Co2.平行板电容器两板距离为4cm,带电5.4X10"C,板间电场强度为4.5X10%/C,则其电容为_pF,若保持其他条件不变而使两板正对面枳减为原来的丄，则其电容变为_pF。43.质量为g=2kg的带电绝缘球A,在光滑水平面上，从无限远处以初速度10m/s,向另一个固定在水平面上带同号电荷的绝缘球B靠近，B球的质量为血二3kg,在它们相距到最近时，总的动能为J，它们具有的电势能为Jo4.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、和三部分组成，如图1-12所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，可知示波管中的极板X的电势（填“高于"或“低于”）极板XI极板丫的电势（填“高于”或“低于"）极板广三、计算题（本题共3小题，满分44分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）5.（9分）在匀强电场屮，将一电荷量为2X10%的正电荷由力点移到〃点，电场力做功0.1J,已知/、〃两点间距l=2cm,两点连线与电场方向成60°角，如图1T3所示，问：（1）在电荷由力移到〃的过程屮，电荷电势能变化了多少？丽一»（2）A.〃两点间的电势差为多少？/60°-（3）该匀强电场的电场强度为多大？lAI图1-136.(13分如图1-14所示，两金展板水平放置，其间电场强度为E。一个质量为m的带电液\n滴在其屮处于静止状态。贝IJ：(1)这个液滴带什么电？电荷量为多少？(2)当两板间的场强突然变为原来的一半吋，液滴向什么方向运动？其加速度为多少？图1-141.(22分)在坚直平面内有一场强为E=104N/C的水平匀强电场，一质量为m二0.04kg,带电荷量为q=3X105C的小球，用长/=0.4m的细绳拴柱悬于电场中O点，当小球平衡时，问在平衡位置至少要给小球多大的初速度，才能使它在坚直平面内做完整的圆周运动？(g取10m/s2)\n第二章恒定电流第一节电源和电流课标定向学习目标1.知道什么是电源，电源在电路屮的作用。2.理解有电源的电路中导线的内部电场强度的特点，知道恒定电场与静电场的基本性质相同，在静电场屮适用的关系在恒定电场中同样适用。3.知道什么叫恒定电流；知道电流的单位；理解电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系。4.通过类比和分析对电源的的概念、导线屮的电场和恒定电流等方面的理解。提示与建议本节的重点是理解电源的形成过程及电流的产生并会灵活运用公式计算电流的大小。应首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生了解形成电流的条件，初步体会动态平衡的思想和经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程,从微观的角度理解导体屮电荷的定向移动与电流的关系。互动探究自主学习1.从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为的装置2.电流的微观表达式：。3.［毫安二安，］微安二安。4.把规定为电流的方向，在金属导体屮，电流方向与自由电子定向移动的方向0在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向,与负离子定向移动的方向。合作学习一、电源作用：二、恒定电场1.形成：导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的合电场。2.特点：o三、电流1.概念：O2.电流的方向：o3.物理意义：o4.电流的微观表7K：o5.单位：,1A=mA=uA6.电流的分类（1）直流电：的电流。直流电分为和电两类：其屮大小和方向都不随时间而改变的电流叫;方向不随\n时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。（2）交流电：的电流。疑难探究怎样理解电流的微观表达式？问题分析：电流的微观表达式：I=nqvS。其屮，川是导体侮单位体积内的自由电荷数，q是每个白由电荷的电量，卩是导体中的白由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积。推导过程如下：如图2-1-1所示，在加有电压的「邛土：一段粗细均匀的导体AD上选取截而B和C,设导J仃体的截面积为s,导体每单位体积内的白由电荷数为-^1弘每个电荷的电量为q,电荷的定向移动速率为力则图2-1-1在时间r内处于相距为W的两截面B、C间的所有口|+|电荷将通过截面CortlTI=q!tnJ'得：I=qnSvl/t=nqvS典例精析题型一：对电流的理解例1.某电解池屮，若在2s内各有1.0X1019个二价正离子和2.0X1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）.A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A解析：电荷的定向移动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电量应是两者绝对值的和。故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2s内通过截面的总电量应为：^=1.6X1019X2X1.0X1019C+l.6X10_19X1X2.OX10l9C=6.4C。根据电流的定义式得：/=必=6.4/2二3.2A故本题答案选D。点拨：电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量，而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的。只不过负电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。训练1・关于电流的说法正确的是（）A.根据可知，/与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流C.电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D.电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位题型二：电流公式/=§//的应用例2.电子的绕核运动可等效为环形电流。若氢原子屮的电子以速率卩在半径为厂的轨道上运动，用£表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？解析：假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体，在运动的轨迹上任取一截面，则在一个周期内只有一个电子通过这个截面，由于电子电荷量题目已经给出，只要求出电子运动的周期，就可以根据电流的定义求解。根据圆周运动的知识可知，电子运动的周期为T=27cr/vf因此所求电流为l=e/T=ev/27tro答案：ev/2nr点拨：本题用到前面所学有关圆周运动的基本知识，还用到一种等效的思维方法。由于没有直观经验，对于不少学生来说，采用这个思维方法是有一定难度的，因此本题作为一种类\n型，希望学生通过练习积累这种解题思路，在今后解决类似问题吋可以采用相近的思维方法。训练2•—电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期为10~,0s,则等效电流大小为A,电流方向是（填“顺时针”或“逆时针”）。自我测评1.下列叙述正确的是（）A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的国际单位是安培C.因为电流强度有方向，所以电流强度是矢量D.导体屮有电流通过时，导体内部场强不为零2.关于电流的方向，下列说法正确的是（）A.在金属导体中，电流的方向是自由电子定向移动的方向B.在电解液中，电流的方向为负离子定向移动的方向C.无论在何种导体中，电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D.在电解液中，由于是正负电荷定向移动形成的电流，所以电流有两个方向3.以下对导体中的电场理解正确的是（）A.导体内的电场在稳定吋是和导线平行的B.导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成C.导线中电场始终随时间而变化D.导体内的电场是一种动态的稳定4.有一条横截面积S=1mn?的铜导线，通过的电流1=1Ao已知铜的密度P=8.9X103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4XIO'2kg/mol,阿伏加徳罗常数Na=6.62X1023mof1,电子的电量e=-1.6X10_19Co求铜导线中自由电子定向移动的速率。5.（能力迁移题）有一横截面积为$的铜导线，流经其中的电流强度为/；设每单位体积的导线中有“个自由电子，电子的电量为0，此电子的定向移动速率为内在A/时间内，通过导线横截而的自由电子数可表示为（）A-nvsAtB.C・I4//eD.IA//se拓展迁移思维提升形成电流的条件（1）存在自由电荷：金属导体——自由电子；电解液——正、负离子（2）导体两端存在电压当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体屮的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。视野拓展摄影技术1838年，法国物理学家达盖尔正在研究令影像保留在胶片上的方法，但研究多吋，仍不得要领。有一天，他突然发现有一个影像留在了胶片上。他于是将附近的化学物品逐一挪\n开，看看究竟是什么东西造成了这个现象，最后，他发现，原來是一支温度计打破后遗下的水银。摄影技术便从此诞生了，真可谓“踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫”。第二节电动势课标定向学习目标1.理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。提示与建议电动势是本章重要概念，也是本章的难点。应引导学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路屮所起的作用，并能从非静电力做功的角度去理解电动势的概念，这样既可以使学生对电源电动势的理解更深刻，同时，也会很好地培养学生理性思维的习惯。互动探究自主学习1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置。2.电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从—极移送到极所做的功；电动势E表示为E=；单位是,符号是；电动势由电源中决定，跟电源的体积无关，也跟外电阻无关。3.电源内部也是由组成的，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的o合作学习一、电源1.从电流的形成条件看，电源是的装置。2.从能量转化的角度看，电源是的装置。二、电动势1.定义：O2.定义式：o3.物理意义：,数值上等于o4.特点：o疑难探究电动势与电势差有何区别？问题分析：电动势与电势差的区别如下：电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其他形式的能），E表示移动单位正电荷消耗的化学能（或其他形式的能）。它反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。电势差：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能，电势差U表示移动单位正电荷消耗的电能。它反映把电能转化为其它形式的能的本领。电动势表征电源的性质，\n电势差表征电场的性质。典例精析题型一：对电源电动势的理解例1・下列关于电源的说法，正确的是（）A.电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C.电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大解析：电源向外提供的电能除与电动势有关外，还与输出的电流、通电的时间有关。所以电源向外提供的电能多，并不意味着电源的电动势一定大。譬如，一个电动势较小的电源,如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能。故选项A的说法错误。选项B的说法是正确的。在此应注意“单位正电荷”和“非静电力”这两个关键词。“移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”，“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”。从这里可以看出“本领'与“贡献”的区别。我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“木领”，而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”。“非静电力”顾名思义就是静电力之外的力，如化学作用的力、电磁作用的力等，电源正是通过“非静电力”做功，实现了将其他形式的能转化为电能。电源的电动势决定于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关。选项C错误。电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，移动同样电量的电荷非静电力做功越多，转化成的电能越多。D正确。因此本题答案选BDC点拨：正确理解电动势的概念是解答此类问题的关键。训练1.关于电动势，下列说法正确的是：（）A.在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B.对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大C.电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多题型二：对电动势定义式的应用例2.铅蓄电池的电动势为2V,—节干电池的电动势为1.5V,将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路屮的电流分别为0.1A和0.2A。试求两个电路都工作20s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？解析：对于铅蓄电池的电路，20s吋间内通过的电荷量为q"匸2C,对于干电池的电路，20s时间内通过的电荷量为彳二72U4C,W由电动势的定义式E=—得电源消耗的化学能分别为q函占=4JW2=Q2E2=6J电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，电源本领越大。故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。\n答案:4J,6J,铅蓄电池本领更大\n点拨：电源和电路都是实现能的转化的装置，做功是能量转化的量度。训练2.有一蓄电池，当移动1C电荷时非静电力做功是2J,该蓄电池的电动势是多少?给小灯泡供电，供电电流是0.2A,供电lOmin,非静电力做功是多少？自我测评1.下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是（）A.同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池大，但电动势相同C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同2.铅蓄电池的电动势为2V,这表示（）A.电路中每通过1C的电量，电源把2J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2VC.蓄电池在Is内将2J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）强3.关于电源电动势，以下说法正确的是（）wA.由电动势£二一qB.由电动势£=—qnJ知E跟W成正比，电源做的功越多，电动势越大可知E跟q成反比，电路中移送的电荷越多，电动势越小wC.由电动势E=—q可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源木身决定D.以上说法都不对4.下图是两个电池外壳上的说明文字某型号进口电池某型号国产电池.RECHARGEABLEGNY0.6(KR-AA)VXf1.2V5OOmAh1.2V600mAhCdSTANDARDRECHARGEABLECHARGESTANDARDCHARGE15hat50mA15hat60mA\n上述进口电池的电动势是Vo上述国产电池最多可放出mAh的电荷量；若该电池平均工作电流为0.03A,则最多可使用ho1.—定值电阻，在10s内通过2C的电荷量吋，消耗的电能是16J,问：（1）电阻两端的电压为多少？（2）若该电路电源的电动势为12V,则在这段时间内，电源的内电路消耗的电能为多少？（3）该电源的功率是多少？拓展迁移思维提升（1）电源具有保持电压和能量转化的特性，而电动势是表征电源本领大小的物理量。电源电动势的大小是由电源本身的性质决定的，它表征电源把其他形式的能转化为电能的本领；电源在维持恒定电流时，电源中的非静电力将不断做功，从而将己经流到低电势（电源负极）的正电荷搬运到高电势处（电源正极），使它的电势能增加。（2）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。它并不创造能量,也不创造电荷。例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置。视野拓展三相点三相点亦称“三态点”。一般指各种稳定的纯物质处于固态、液态、气态三个相（态）平衡共存时的状态。该点具有确定的温度和压强。物态叫他'相”，通常物质是以三种形态存在，即固态、液态、气态，也可称为固相、液相、气相。物态的变化常叫做相变。或者说,在某一系统中，具有相同物理性质的部分亦称为相。相与相间必有明显可分的界面。由于在三相点物质具有确定的温度，因此用三相点作为确定温标的固定点比选沸点和冰点更为优越，所以现在都以水的三相点的温度作为确定温标的固定点。第三节欧姆定律课标定向学习目标\n1.理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定2.要求学生理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题3.知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件提示与建议本节重点是正确理解欧姆定律及其适应条件。导体的伏安特性是本节的难点，教学应该结合数学知识进行，并尽可能的多举实例以加强对知识的深化。适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的止确思路如通过探索性实验去认识物理量Z间的制约关系，用图象和图表的方法来处理数据、总结规律，以及利用比值来定义物理量的方法等。欧姆定律在实际中有广泛的应用，学习应注意培养学生联系实际的能力。互动探究自主学习1.电阻是反映导体对电流的的物理量。R=；电阻的单位为，简称，符号是O2.欧姆定律内容：导体屮的电流跟导体两端的的电压U成,跟导体的电阻成:公式1=o3.纵坐标表示,横坐标表示,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。合作学习一、导体的电阻1.定义：与的比值，叫做这段导体的电阻.2.定义式：3.单位：电压单位用伏特(V),电流单位用安培(A),电阻单位用欧姆，符号Q,且1Q二V/A常用单位：lkQ二Q；1MQ二Q二、欧姆定律1.内容：O1.表达式：o2.欧姆定律适用条件：o疑难探究\n如何正确理解欧姆定律？问题分析：欧姆定律是在金属导体基础上总结出来的，实验表明，除金属导体外，欧姆定律对电解液也适用，但对气态导体（如tl光灯管中的气体）和某些导电器件（如晶体管）并不适用。种,/=纟,,两者是不同的，/=纟是电流的定义式，只要导体中有电流，不管Rtt是什么导体在导电，都适用；而1=^是欧姆定律的表达式，只适用于特定的电阻（线性电阻），不能将两者混淆。典例精析题型一：R=—与［=丄的应用IR例1.下列说法正确的是（）A.由Rm#知，导体两端的电压越大，电阻就越大B.rtlR=—知，导体中的电流越大，电阻就越小IC.由1=—^,电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比RD.由/=—知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比R解析：R=y只是电阻的定义式，U二0,I二0时R仍存在，即R与U和I不存在正、反比关系。对一段确定的导体而言，R—定，则T与U成正比，故D对，A、B错，由欧姆定律知I与U成正比，与R成反比，C对。因此本题答案选CDo点拨：欧姆定律的表达式是I=*,而公式R=y应该理解成电阻的比值定义式，被定义的物理量与与比值中的那两个物理量无关。但告诉了我们-•种测量导体电阻的方法，即伏安法。训练1.由公式1=-可以得到U=IR,下列有关说法正确的是（）RA.导体两端的电压U与导体中的电流I成正比B.导体两端的电压U,由通过它的电流和它的电阻共同决定C.在电路屮，导体的电阻越大，它两端的电压也越大D.导体两端的电压在数值上等于它的电阻与通过它的电流的乘积题型二：伏安特性曲线的应用例2.如图2-3-1所示的图象所对应的两个导体：（1）电阻关系R2为多少？（2）若两个导体中的电流相等（不为零吋）,电压Z比U?为多少？\n（3）若两个导体屮的电压相等（不为零时）,图2-3-1电流之比冷【2为多少？解析：（1）因为在I-U图象中R=—=—-—ktan0所以r210x1O'315x10-3得&：R2=2：|=3：!（2）由欧姆定律得U.u2=i2r2由于Ij=12,则i/］：U2=/?,：R2=3：1（3）由欧姆定律得"贷U2r2由于U]=U2,故I]：I2=R｛：R2=1：3答案：（1）3：1（2）3：1（3）1：3点拨：分析I・U图象或U・I图象时，首先要明确是什么图象，再明确图线斜率k的意义,究竟是k=R还是k=\/Ro训练2.一个标有“4V,0.7A”的小灯泡，所加的电压U由零逐渐增大到4V,在此过程中电压U和电流I的关系可以用图象表示，在图2-3-2中符合实际的是（）图2-1-2自我测评1.关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是（）A.欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出來的，对于其他导体不适用B.欧姆定律也适用于电解液导电C.欧姆定律对于气体导电也适用D.欧姆定律适用于一切导体2.从欧姆定律可以导出公式R=U/I,此式说明（）A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比B.导体的电阻跟导体中的电流成反比C.导体的电阻与电压、电流大小无关D.当电压为零时，导体的电阻为零3.两电阻R|、R2的电流I和电压U的关系如图2・3・3所示，可知电阻大小之比Ri：R?等\n于(A.1:3B.3:1)VC.1:^3A<30°UfVD.V3:lO图2-3-31.加在某段导体两端的电压变为原来的丄时，导体总的电流就减小0.6A,如果所加电3压变为原来的2倍，则导体屮的电流将变为（）A.0.6AB.1.2AC.0.9AD.1.8A2.某电阻的两端电压为10V,30s内通过的电荷量为32C,这个电阻的阻值为Q,30s内有个自由电子通过它的横截面（电子的电荷为1.6x10-,9C）o3.（2009,赣州模拟）已知某导体的伏安特性曲线为直线，若加在该导体两端的电压变为原来的3/5时,导体屮的电流减少了0.4Ao如果所加电压变为原来的2倍，则导体屮的电流多大？拓展迁移思维提升在应用I-U图线或U-I图线解决问题时要注意：（1）对线性元件，I-U图线是过原点的倾斜直线，斜率等于电阻的倒数；而U-I图线是过原点的倾斜直线，斜率等于电阻。（2）对非线性元件，I-U图线和U-I图线均不是直线，但曲线上每点的U/I的值仍等于电阻，不同点的U/I值不同，说明电阻是变化的。视野拓展火箭飞行的原理先来做一个小试验：把气球吹满气，猛一松手，它肯定会向前“飞”出一定距离后才落到地而上。原来气球之所以能“飞”是因为受到它“肚子”里排放出来的空气的反作用力的推动。火箭飞行的原理和气球“飞”的原理一样，都是利用了物体的反作用力。火箭的"肚子”里装有燃料，燃料点着后产生大量热量，变成急剧膨胀的气体，气体从火箭尾部猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了.\n第四节串联电路和并联电路课标定向学习目标1.掌握串、并联电路中电流、电压、电阻的关系。2.知道滑动变阻器接入电路的作用。3.理解有关电表改装的计算问题。提示与建议1.本节课要重点讲清楚电流表的两个特性参数满偏电流Ig和表头电阻Rg的含义，以及相对应的电流表两端承受的最大电压值Ug=IgRg的意义。2.讲述电表改装时，要抓住问题的症结所在，即表头内线圈允许通过的最大电流是有限制的（满偏电流Ig）,那么要测量较大的电压（或电流）怎么办？通过启发引导，学生能够提出电阻分压（或分流），然后让学生讨论，推导出有关公式。教材结合具体例题，分别推出了分压电阻公式R=URg/Ug和分流电阻公式R=IgRg/IRo互动探究自主学习1.把几个导体依次相连，接入电路，这样的连接方式叫做O2.把儿个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做-3.电流特点：串联电路各处的电流;并联电路总电流等于各支路电流o4.电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之；并联电路的总电压与各支路电压O5.电流表：已知电流表的内阻为Rg,满偏电流为Ig,则满偏电压Ug=。合作学习2.如图2-4-2,并联电路的特点:一、电路的连接1.如图2-4-1,串联电路的特点：Ri!IRs〕—U]—>4>—UzfU~U3f%图2-4-1\n1.电流表G改装成电压表：电流表G(表头)满偏电流厶、内阻爲、满偏电压g如图2-4-3所示即为电压表的原理图,英中他为分压电阻，由串联电路特点得：5=U,Rg兀+RxR尸什耳-兀=GM(n为量程扩大倍数，n—•改装后的总内阻2.电流表G改装成大量程电流表图2-4-4如图2-4-4所示即为电流表的原理图，其中他为分流电阻.由并联电路特点得:JR(n为量程扩大倍数，n=—I.改装后的总内阻疑难探究用小量程电流表G改装成电压表和电流表时有何不同？问题分析：由于小量程电流表G的满偏电流和满偏电压一般都比较小，测量较大的电流或电压时必须对小量程电流表G进行改装、扩程，具体比较如下表:小量程的电流表G改装成电压表V小量程的电流表G改装成电流表A内部电路rr鬆rk；R的作用分压分流扩大量程的计算U二Ig(R+Rg)I1SIgRg=(I-Ig)RR=IgR2T电表的总电阻Rv=Rg+RR・R=RaR+&使用并联在待测电路中，“+”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“+”接线柱流入典例精析\n题型一：串并联电路的基本规律例1.有三个电阻，其阻值分别为10Q、200、30Qo现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少解析：设电源电压为”。根据-丄，当三个电阻串联时，电阻最大，且最大值为RRRmax二尺1+尺2+尺3二60Q当三个电阻并联吋，电阻最小，且最小值为Rmin聖+理+110201130所以，最大电流与最小电流之比为m“x=Fax=二］|答案：11点拨：在串、并联电路的有关计算中，首先要明确各电阻的串并联关系，然后再结合串、并联电路的特点及电流、电压的分配规律和欧姆定律列式计算。训练1•由四个电阻组成的混联电路，如图2-4-5所示。己知尺=8Q,R2=40,=6G,R4=3Qo(1)求a、d之间的电压。厂C二3abc念d(2)如果把42V的电压加在a、d两端，贝】J凡通过每个电阻的电流是多少？图2-4-5题型二：电表的改装例2・一电压表由电流表G与电阻R串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是()A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻解析：电流表G上允许加的最大电压4=4他,若要制成最大量程为5的n倍即nU&的电压表，则应串联一个分压电阻且呜=竺玉，即心(介1)心若电压表读数比准确值5兀\n稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R的阻值。为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R小得多。如果在R上并联一个比/?大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于/?,所以应选D。即本题答案为D。点拨：解答此类问题时，首先要明确电路，会正确地进行电路分析知道哪个电阻串联，哪个电阻并联。其次，理解电流表的改装原理，知道串联分压是串联一个大电阻，改装成大量程的电压表；并联分流是并联一个小电阻，改装成大量程的电流表。训练2•冇一个电流表G・内阻&=10n,满偏电流/,=3mAo要把它改装为駁程（）~3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内是多大？图2-4-6自我测评1.电阻&、R?、R3的伏安特性曲线如图2-4-6所示，若将它们串联后接入电路，则它们的电压之比U,：U2：U3=0它们的电功率之比P1：P2：P3=02.在如图2-4-7所示的电路中，己知R2=R4，A、C间电压Uac=15V,B、D间电压Ubd=Ri%RsRq7V,贝！JA、E间Uae=o图2-4-73.电阻R］、R2>&串联在电路中。己知RlIOQ、R3=5Q,R|两端的电压为6V,1<2两端的电压为12V,贝lj（）A.电路中的电流为0.6AB.电阻R2的阻值为20QC.三只电阻两端的总电压为21VD.电阻R?消耗的电功率为3.6W4.三只灯泡并联接在200V的电源上，总电流为2A,第三只灯泡的功率为100W,且R2=2RP则第一只、第二只灯泡的功率分别为W、Wo有一个电流表G.内阻&=250.满偏电流/,=3mA.要把它改装为燉程为0~（）・6A的电流表・要并联一个多人的电肌？改装后电流农的内PH是乡大?\n拓展迁移思维提升1.对串、并联电路的特点和性质要通过对比来加以理解.对复杂电路的问题，要先画出等效电路图再根据有关规律求解•求解复杂电路问题画等效电路图时：（1）有三种方法:①直观法②分支法③等势法；（2）电流表可视作短路;（3）电压表和电容器可视作开路;（4）两等势点间的电阻可省去或视作短路•2.电流表也可并联在电路中使用•其示数与内阻的乘积即为与之并联电阻两端的电压；电压表也可串联在电路中使用，其示数与内阻的比值即为电压表所在支路的电流.3.对于非理想电表，可以看做是能显示电流或电压值的特殊电阻•电圧表示数应为它与并联电阻的共同分得的电压，电流表示数为通过它自身的电流值..视野拓展石英表如何运作石英晶体是一种压电材料，受压时表面产生电压。在它的表面接上电压，晶体的形状会轻微改变。若在压电材料表面接交流电，由于电压的方向不断变化，材料的形状便会周期性地改变，材料产生振动，而且这种振动是十分稳定的，不被温度影响。把电压导致的振动讯号利用电子技术放大，來推动指针运行，这就是“石英表”最基本的原理。\n第五节焦耳定律课标定向学习目标1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。2.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。3.知道电功率和热功率的区别和联系。提示与建议木节从能量转化的角度理解电功和电热，重点是区别并掌握电功和电热的计算。通过有关实例，引导学生对用电器中的能量转化进行讨论，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程。教师要放开，让学生自己讨论和总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。互动探究自主学习1.所谓电流做功，实质上是导体中的对自由电荷的在做功。2.电流在一段电路中所做的功等于这段电路、电路屮的、三者的乘积，即W二03.电热Q二,热功率P二o4.在纯电阻电路屮，如由白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能,此时W二Q,则计算电功和电热时，可釆用公式W=Q===二Pt中的任一形式进行计算。在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功将电能除转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，但仍遵从能量守恒。此时有W>Q,则计算电功只能用公式W二，计算电功率只能用公式P二进行计算;计算电热只能用公式Q二,计算电热功率只能用公式P二进行计算。合作学习一、电功和电功率1.电功（1）定义：O（2）实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。（3）表达式：即电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时I'可成正比。\n（4）适用条件：（5）单位：1.电功率(1)定义:(2)表达式：(对任何电路都适用)上式表明：电流在一段电路上做功的功率P,等于电流T跟这段电路两端电压U的乘积。(3)单位：(4)额定功率和实际功率额定功率：称额定功率。实际功率：的功率。实际功率表示为,U、T分别为O二、焦耳定律一一电流热效应1.焦耳定律(1)内容：O(2)表达式：o(3)对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热，电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时W=Q=UIt=I2Rto2.热功率(1)定义：o(2)公式：o(3)适用范围：P=UI和P=I?/?都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。P=UI对所有的电路都适用，而P=l2R式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路(含有电动机、电解槽的电路)不适用。疑难探究电功率和热功率有什么区别与联系？问题分析：电功率和热功率的区别与联系：(1)区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积。(2)联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和。典例精析题型一：纯电阻电路的电功率例1.不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V,40W”的灯泡，下列说法正确的是A.接在110V的电路上时的功率为20WB.接在110V的电路上时的功率为10W\nA.接在440V的电路上时的功率为160WB.接在220V的电路上时的功率为40W\n22(f解析：解法一：由p=^-得灯泡的电阻/?=——Q=1210Q曲RRU21102得电压为110V吋，P=—=W=10WR1210电压为440V时，超过灯炮的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0U2解法二：由戸=——o可知R—定时，P",R得当A110V二丄(/额时，P=P^/4=10W2因此木题止确选项为BDo点拨：灯泡是我们常用的用电器，解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。用电器的标称值，指其额定值，即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值，由P^U额/额可知，P、U、/有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。训练1.规格为“220V,1000W”的电炉，求：(1)电炉正常工作时，通过电阻丝的电流。(2)电炉的电阻。题型二：非纯电阻电路中电功和电热的计算例2.—直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A,电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？解析：电动机不转动时，其消耗的电能全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r=—=—0=10I0.3电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P入=/i3=0.8x2W=1.6W电动机的机械功率a-/|2/-1.6-0.82x1W=0.96W\n答案：1.6W,0.96W点拨：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。(1)电热\nQ=I2Rto（2）电动机消耗的电能也就是电流的功W=Iul0（3）Ft!能量守恒得W=Q+E,E为其他形式的能，这里是机械能；（4）对电动机來说，输入的功率p心iu；发热的功率p热=和；输出的功率，即机械功率P机二P入・p热二UlfR。训练2.一台小型电动机，电枢电阻为20欧,接在电压为120V的电源上,求：当输入电动机的电流强度为多大时，电动机可得到最大的输出功率?最大输出功率为多少？自我测评1.对计算任何用电器的电功率都适用的公式是（）C.P=UIA.P=I2/?2.下列情况中，能判定电路两端电压为220V的是（A.每通过1C的电量,电流做功220JB.通电时间为Is吋,通过电量220CC.通电时间为Is时,电流做功为220JD.每通过220C电量,电流做功为1J3.把标有“220V,40W”和“220V,15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下，则下面分析正确的是（）A.两盏灯的总功率等于55WB.两盏灯的总功率小于15WC.甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率D.乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率1.如图2-5-1所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6Q,R=1OQ,t/=160V,电压表的读数为11OV,求（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机屮发热的功率是多少？图2-5-1（4）电动机工作lh所产生的热量是多少?2.（能力迁移题）潮汐发电是利用涨落潮的水位差來工作的，潮差越大，海水流量越大，发电功率也越大。我国潮汐能的对供开发的总装机量为3.6X107kWo1980年8月，在浙江江厦建成第一座潮汐电站，装机量为3X103kW，平均年发电量为1.7X107kW・h,其规模居世界第二位。（1）试根据上文中给出的数据，计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几小时？\n（2）设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6m,计算每次涨潮时流量是多大？（设潮汐电站的总能量转换效率为50%）拓展迁移思维提升1.对纯电阻电路:电能的减少量用电流做功即的多少来量度；内能的增加量用电热Q来量度；因为电路为纯电阻电路，电能仅转化为内能（热能），因此，有0=0对纯电阻电路，其电压和电流满足/=因此^=<2=3=常同理分析，在纯电阻电路中，也存在着P=IU二U2/R=尸乩即电功率等于热功率.2.对非纯电阻电路:电能不仅仅转化为内能，还有相当部分转化成其他形式的能量，此时电功仍是0=Uh，电热仍是Q=尸弘但欧姆定律/=务对非纯电阻电路不成立（如对含电动机电路、含电解槽电路,电能除少部分转化为电能外，主要是转化为机械能、化学能等）.同理分析，在非纯电阻电路中,iu>Fr,电功率大于热功率•电压IR用于发热，电压（〃-仏）用于做功，将电能转化为其它形式的能.3.几个电阻串联后，允许通过的最大电流等于各串联电阻额定电流的最小值;电路两端允许加的最大电压等于允许通过的最大电流与总电阻的乘积;串联电路实际消耗的总功率等于每个电阻实际消耗的功率之和•儿个电阻并联后，电路两端允许加的最大电压等于各并联电阻额定电压的最小值;电路中允许通过的最大电流等于最小额定电压与总电阻的比值;并联电路消耗的总功率等于每个电阻消耗的功率之和.视野拓展漏斗的改善用漏斗将液体注入玻璃瓶里，常常要把漏斗向上提一下，否则液体就会留在漏斗里。这是因为瓶里的空气没有排出去的通路，瓶里原有空气受到压力的作用稍微缩小一些。但是，空气的体积一压缩，压强也就增大了，就会抵住漏斗里的水的压力。漏斗里的水是不可能继续流进瓶里去的。最实际的办法是把漏斗的外面做成瓦楞形，使漏斗架在瓶口上以后，仍旧留出许多I'可隙，让瓶里的空气往外流。\n第六节电阻定律课标定向学习目标1.理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算2.了解电阻率与温度的关系提示与建议本节重点是电阻定律，主耍是通过课堂上师生一起（教师动手，学生观察）探索，最后用科学的处理方法导出定律，这样加深了学生对该知识点的渗透。对于难点电阻率，主要是通过与电阻的比较，从而明确电阻是反映导体本身属性；电阻率是材料本身的属性。对疑点超导现象的产生主要是通过实验来加强学生的直观感觉。互动探究自主学习1.采用法，通过实验探究，得知影响导体电阻的因素有温度、、2、电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度成,与它的横截而积S成:导体的电阻与构成它的有关。公式为o式中的。为电阻率，反映了导体材料的导电性质，与导体的/和S_关，和物体的和有关，如金属的电阻率随温度的升高而,半导体的电阻率随温度的升高而,有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，故可用來制作03.材料相同、厚度相同、表面为正方形但面积不同（Si>S2）的导体的电阻关系为冃_只2。合作学习一、电阻定律的实验探究研究方法：1.导体电阻与长度的关系（1）数据记录：（2）数据分析：（3）实验结论：2.电阻与横截面积的关系（1）数据记录：（2）数据分析：（3）实验结论：3.电阻与导体材料的关系（1）数据记录：（2）数据分析：（3）实验结论：\nLR=j是电阻的定义式，其电阻并不R=pg时电阻的决定式，其电随电压、电流的变化而变化，只是可市该式阻的大小由导体的材料、横截而积和长计算电阻。度共同决定。提供了一种测量R的方法：只要测出提供了一种测导体p的方法：只U、I就可求出R。要测出R、L和S就可以求出P。二、理论探究：1.分析导体电阻与它的氏度的关系：得出结论：02.研究导体电阻与它的横截面积的关系：得出结论：0三、电阻定律：1.电阻定律内容：O2.公式：分析：当L、S—定时，P越大，R越大，即导电性能越；反之，导电性能越<3.电阻率P(1)物理意义：电阻率是反映的物理量。(2)单位：4.电阻率与温度的关系金属的电阻率随着温度的升高而O疑难探究比较公式R=J与/?=°刍有何不同？问题分析：比较如下表所示：u_典例精析题型一：对电阻定律的理解例1.一根粗细均匀的金屈裸导线，若把它均匀拉长为原來的三倍，电阻将变为原来的倍；若将它截成等长的三段后再绞合成一根，其电阻将变为原来的倍。(设拉长和绞合时温度不变)解析：金属原来的电阻为/?=/?-,拉长后长度变为3/,因总体积V=Sl不变，所S3191以导线面积变为原来的1/3,即S/3,故拉长为原來的3倍后，电阻R=p——=p—=9R°S/3S〃39/1同理，三段绞合后，2度为1/3,面积也为3S,电阻Rfr=p-=p—=-Ro3SS9答案：9,1/9点拨：同一段导线被拉伸或压缩的形变屮，导线的横截而积随长度而发生变化。但导线的总体积不变：即V=Sl=ST,这是隐含条件，也是解题的关键。训练1・电路中有一段金属丝长为L,电阻为R,要使电阻变为4R,可行的方法是()\nA.将金屈丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4LC.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原來的4倍题型二：电阻定律的应用例2・如图2・6-1所示，在相距40km的4、B两地架两条输电线，电阻共为800Q,如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10V,电流表的示数为40mA,求发生短路处距/I处有多远？解析：设发生短路处距离力处有x米，据题意知，A、B两地间的距离I二40km,电压表的示数U=10V,电流表的示数I二40mA二40x10-3ArR总二800Q。根据欧姆定律可得：A端到短路处的两根输电线的电阻RxR=—=—rQ=250QI40x107根据电阻定律可知:2xy人8两地输电线的电阻为RdR总二QyR由②/③得二r25()解得x=—1=x40km二12.5kmR辽800答案：12.5km点拨：A与短路处的距离可以认为等于A与短路处单根导线的长度。如果能够求得A与短路处C单根导线的电阻，就可以由电阻定律求出导线的长度，也就求出了短路处C到A的距离。训练2.某用电器离供电电源距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,己知输电线的电阻率为p,该输电线的横截面积最小值是A.pL/RB.2pLI/UC.U/pLID.2UL/Ip自我测评1.金属材料的电阻率有以下特点:一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大;有的金属的电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是（）A.连接电路用的导线一般用合金来制作B.电炉、电热器的电阻丝一般用合金來制作\nA.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金來制作B.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显箸变化的金属材料制作1.有长度相同，质量相同，材料不同的金属导线A、B各一根。己知A的密度比B的大，A的电阻率比B的小。则A、B两根导线的电阻为（）A.Ra>RbB.RarbB、Ea>Eb>raQJ^U/R2.几个功率:E/-UI+r2r,其中£7为电源总功率,1〃为电源输出功率，"厂为电源内阻消耗的功率.例4.如图2・4所示:的电路中，直流发电机E=250V』=3=1Q，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V.额定功率为1000W,其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化.(1)当接通几只电热器时•实际使用的电热器都能正常工作？(2)当接通几只电热器时■发电机输出功率最大？(3)当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？(4)当接通几只电热器时，电阻Rj、&上消耗的功率最大？(5)当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？解析:图2-4\n不计用电器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻=2002Toodq=40Q,每只电热器的额定电流人）=1000WAV九（1）要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电F—U厂十/＜［十压等于额定电压200V.因此干路电流l=250-200a3+1+1AwA・而每只电热器额定电流为5A,则电热器的只数心=孚o=2（只）.（2）要使电源输出功率我大，必须使外电阻等于内阻，由此可得电热器总电阻为R=厂一（R］+R?）=3Q—（1+1）Q=1Q,故有吃=卡=丁=40（只）.（3）要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器得到的电功率最大•有的同学错误地认为电热器接得越多，总功率越大，这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的条件，相当于把/?］、&视为等效（电源）内电阻，若使电热器的总功率最大，必须使其总电阻为Rf=R}+R2+r^lflF=T=8（只）・+1（1+3£1=5Q.所以n3=（4）要使R1、R2上消耗功率最大，必须使其通过的电流最大，由此电路中总电阻必须最小，即当50只电热器全部接通时，可满足要求，所以山=50只.（5）要使实际使用的每只电热器中电流最大，则在保证Uab不超过200V的前提下使其值尽量大.由第（1）问的讨论可知心=2只时UAis=200V.若7右=1只，好像通过它的电流达到最大，但实际情况是：电热器被烧毀而无法工作，因此仍要取朋=2只.答案：（1）2只（2）4（）只（3）8只（4）50只（5）2只专题五：伏安法测电阻\n1.电学实验器材的选择原则(1〉电源的允许最大电流不能小于电路中的实际最大电流.(2)用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.(3)电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.(4)滑动变阻器的允许最大电流不能小于电路中的实际最大电流.2.伏安法测电阻两种接法的选择方法(1)阻值比较法：先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较，若心《心，宜采用电流表外接法；若心》Ra，宜采用电流表内接法・(2)实验试探法：按图2・5接好电图2・5路•让电压表的一根接线P先后与处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法：如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法.(1)临界电阻法：设电流表内阻为Ra，电压表内阻为Rv•则临界电阻R临若&＞R临，应采用电流表内接法;若R工VR临，应采用电流表外接法.例5.已知电压表内阻Rv=2・5kQ,电流表内阻Ra=0.16用伏安法测未知电阻的阻值，若未知电阻约0.5Q时，应用电流表接法;若未知电阻约5kQ,应采用电流表接法，若未知电阻约为500kQ■应采用电流表接法.解析：为了提高精确度，内接法的适用条件是R.》Ra，外RR接法的适用条件是Rz《R“由此可得出当护工时应选电流表内接法9当或"＜才时应选电流表外接法・由于料=5V久黑1聖=5000,故应选电流表外接法.0.I0.5又由于寻字〉等，所以应选电流表内接法.因为詐＞需'所以应选电流表内接法.答案:外内内\n【专题训练】1.如图2・6所示的电路屮，当滑动变阻器的滑片P从a端向6端滑动时，下列判断正确的是A.电压表读数变大，通过灯1打的电流变大，灯L2变亮B.电压表读数变小，通过灯Li的电流变小，灯I.?变亮C.电压表读数变大，通过灯5的电流变小，灯L］变暗D.电压表读数变小，通过灯L2的电流变大，灯1兀变暗2.如图2・7所示，灯L上标有200W,电动机上标有2000W,在A、E两端加上220V电压时，灯和电动机均正常工作，求电灯正常工作时的电阻.电动机•—®—0AL图2-7图2-63.在如图2・8所示的电路中，R\=6£1・&=36尺3=80,尺5=6Q,若电路消耗的总功率为戸总=30W,电源输出功率P岀=28.4W,电源内阻r=0.4Q.求(1)A、E间的电压；(2)电源电动势.图2・8\n图2-902-31.如图2・9所示的.电路中，电源电动势E=6・00V,其内阻可忽略不计.电阻的阻值分别为R]=2.4kQ、l?2=4.8kfl,电容器的电容C=4・7yF,闭合开关S,待电流稳定后,用电压表测尺两端的电压，其稳定值为1.50V.(1)该电压表的内阻为多大？(2)由于电压表的接入，电容器的带电荷量变化了多少？(3)若用电压表先后测RlyR2两端电压示数分别为6.0V和0,则Ri、&、C可能的故障是什么？\n第二章恒定电流单元检测题（100分,100分钟）一、选择题（本题共10小题，每小题4分。在每个小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1・神经系统中，把神经纤维分为有髄鞘和无髄鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由髓质累积而成，经实验测得髄质的电阻率为P=8X106Q・im某生物体中某段髄质神经纤维可看作高20cm＞半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压"100V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为（）A.0.31uAB.0.62uAC.0.15uAD.0.43uA2.如图2・10所示，A】、A?是两只完全相同的电流表（内阻不可忽略），电路两端接恒定电图2-10压这吋A】、A?的示数依次为5mA和3mAo若将A?改为和&串联（如图中虚线所示），仍接在恒定电压U之间，这时电表均未烧坏.则下列说法中正确的是（）A.通过电阻川的电流必然减小B.通过电阻忌的电流必然增大C.通过电流表街的电流必然增大D.通过电流表A?的电流必然增大.1.如图所示，直线A为电源d的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。将这个电阻R分别接到a，b两电源上，那么（）A.接到d电源上，电源的效率较高一・B.R接到b电源上，电源的输出功率较大C.R接到d电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D.R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高2.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P总随着电流/变化的图线，抛物线03C为同一直流电源内部的热功率巴随电流/变化的图线，若A、B对应的横坐标为2A,则下面说法中正确的是（）A.电源电动势为3V,内阻为1OB.线段AB表示的功率为2W..C.电流为2A时，外电路的电阻为0.50..D.电流为3A时，外电路的电阻为2G3.如图2・13所示为白炽灯厶i（规格为“220V,100W”）、3规格为“220V,60W”）的伏安特性曲线，则根据该曲线...可以确定厶1、厶2两灯串联在220V的电源上时，两灯的实际功率之比约为（）\nA.1：2A.5：3B.3：5D.1：3尺=1200，尺=40G.另有一测试电源，电动势图2-13为100V,内阻忽略不计。贝IJ（）一A.当M端短路时，"之间的等效电阻是40Q_B.当“端短路时，间的等效电阻是40GC.当ab两端接通测试电源时，M两端的电压为80VD.当皿两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V7.黑箱中有一个理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷2-14大），还有两个阻值均为lkQ的电阻，它们与黑箱的接线柱1、2、3接成电路。再用多用电表的欧姆挡对三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表格所示。那么黑箱小的线路应该是图2-15屮所示电路屮的哪一个里笔触占112红笔触点231电阻值00.5kQ2kQ)BS2-1521.一个T型电路如图2・14所示，电路中的电阻/?,当变阻器&的滑动头电流表示数变小电流表示数变大电流表示数变大电流表示数变小图2-168.如图2・16所示电路中,P向b端移动时，（）A.电压表示数变大,B.电压表示数变小，C.电压表示数变大，D.电压表示数变小，9.一辆电瓶车，质量为500kg,由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A,设车所受的阻力是车重的0.02\n倍（x=10m/s2）,则此电动机的内阻是（）A.4.8QB.3.2QC.1.6Q8.（2009,全国卷II）图2・17为测量某电源电动势和内阻时得到的U・1图线。用此电源与三个阻值均为3G的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8Vo则该电路可能为图2-18中的（）\nBC图2J8二、填空题（每题8分，共16分）11.（8分）某同学测量一只未知阻值的电阻。他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图2・19所示。请你读出其阻值大小为Q。为了使测量的结果更准确，该同学应将选择开关打到（填“xlOO”或“xl”）挡重新测量。12.（8分）某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料屮选取两个待测元件，一是电阻R0（约为2kQ）,二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V,允许最大放电oo图2-19电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材:A.电压表V（量程4V,电阻RV约为4.OkQ）B.电流表A］（量程100mA,电阻Rai约为5Q）C.电流表A?（量程2mA,电阻Ra2约为50Q）D.滑动变阻器&（0〜400,额定虽流1A）E.电阻箱心（0〜999.9Q）F.开关S—只、导线若干图2・20⑴为了测定电阻Ro的阻值，小组的一位成员，设计了如图2-20所示的电路原理图，所选取了相应的器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其设计或器材选収中有不妥之处，你认为应该怎样调整？o⑵在实际操作过程屮，发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻ro①请你在方框屮画出实验电路图（标注所用器材符号）；②为了便于分析，一般采用线性图彖处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式o\n三、本题共3小题，满分44分•解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.（10分）在如图2-21所示的电路中，电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Q；电阻/?i=10Q,/?2=10Q,/?3=30Q；/?4=35Q；电容器的电容C=100pF,电容器原來不带电，求接通开关S后流过&的总电量。图2-2114.（14分）如图2・22所示,电源的电动势E=1IOV,电阻&=21Q,电动机绕组的电阻/?（）=0.5Q,电键$始终闭合。当电键S2断开时，电阻&的电功率是525W；当电键S?闭合吋，电阻&的电功率是336W,求®（1）电源的内电阻；>（2）当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出的功率。Si图2-22\n13.（20分）在如图2・23（甲）所示的电路中，电阻&和忌都是纯电阻，它们的伏安特性曲线分别如图（乙）中0"、Ob所示。电源的电动势E=7.0V,内阻忽略不计。（1）调节滑动变阻器心，使电阻&和心消耗的电功率恰好相等，求此时电阻和&的阻值为多大？&接入电路的阻值为多大？（2）调节滑动变阻器/?3,使A、B两点的电势相等，这时电阻&和$消耗的电功率各是多少？图2-23\n第三章磁场第一节磁现象和磁场课标定向学习目标1.理解电流的磁效应。理解电流磁效应的发现过程，体会奥斯特发现的重要意义。2.知道磁场的基本特性。了解地球的磁场。3.了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。提示与建议本节内容多为初屮学过的知识，重点是电流的磁效应和磁场概念的形成。可以结合演示实验，对初中知识复习概括并从科学与人文两个角度提升认识，为后续学习打下基础。注意引导学生对生活屮的磁现象或磁现象的应用做归类整理，对物质的磁性做小课题研究，应用磁现象做一些小制作等等。互动探究自主学习1.物体具有的吸引铁、钻、银等物质的属性叫做:具有的叫做磁体;磁体上磁性最强的部分叫做:磁体有两个磁极：南极、北极。同名磁极相互,异名磁极相互O2.丹麦物理学家首先发现电流周围也存在着磁场。3.磁场是存在于或电流周圉空间的一种客观存在的；磁极和磁极间、磁极和电流间、电流和电流间的作用都是通过來传递的。4.规定在磁场中的任意一点小磁针受力的方向亦即小磁针静止吋北极所指的方向，就是那一点的磁场方向.5.地球本身在地而附近空间产生的磁场，叫做o地磁场的分布大致就像一个磁铁外面的磁场。合作学习一、磁现象].磁性的概念:2.磁极的概念：\n1.小磁针的磁极：二、电流的磁效应、磁场1.阅读课本P84-P85有关电流的磁效应后，简述奥斯特发现电流磁效应的过程。2.磁场的基本性质：三、地磁场1.地磁场是的磁场。2.地球是一个大磁体，地球的地理两极与地磁两极并不重合，极性和地理极性,其间有一个夹角，这就是，磁偏角的数值在地球上不同地点是的。3.宇宙中许多天体都有磁场。疑难探究怎样理解磁场的物质性？问题分析：磁场是在磁体、电流和运动电荷周围存在的一种特殊物质。说它“特殊”是因为它和我们常见的分子、原子、离子组成的位置不同，它不是以微粒形式存在；说它是“物质”是因为它和我们常见的实物一样，具有能量，能对放入其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用，是不依赖于人类的意志而客观存在的东西。典例精析题型一：对磁现象的理解例1.铁棒A能吸引小磁针，铁棒3能排斥小磁针，若将铁棒A靠近铁棒B时，下述说法中止确的是（）A・A、E—定相互吸引BA—定相互排斥C.AJ3间可能无磁场力作用A.A、B可能相互吸引，也可能相互排斥解析：小磁针本身有磁性，能够吸引没有磁性的铁棒•故铁捧A可能有磁性，也可能没有磁性，只是在小磁针磁场作用下暂时被磁化的结果.铁棒B能排斥小磁针•说明铁棒B一定有磁性，若人无磁性，当A靠近B时，在13的磁场作用下也会被磁化而发生相互的吸引作用；若A有磁性，则Adi两磁体都分别有北极和南极.当它们的同名磁极互相靠近时，互相排斥；当异鸟磁极互相靠近时，互相吸引°这说明不论人有无磁性，它们之间总有磁场的作用°故正确答案为D.点拨：磁体可以使原来没有磁性的铁棒磁化而吸引铁棒9也可以是因为两个磁体的异名磁极相互吸引，这是吸引的两种情况9而排斥只有两个磁体间才可能发生.\n训练1•如图3・1・1所示，放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性是A.C棒未被磁化CB.A棒左加为S极ABC.B棒左端为N极SND.C棒左端为S极图3-1-1题型二：电流的磁效应例2.某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180。后静止不动，由此可知，通电直导线产生的磁场方向是（）A.自东向西B.自南向北C.自西向东D.自北向南解析：通电前小磁针指南北，通电后小磁针不动，说明通电直导线产生的磁场还在南北方向，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180。后静止不动，说明通电直导线产生的磁场与地磁场方向相反。故D正确。本题答案选D。点拨：通电直导线产生的磁场与磁体产生的磁场本质是相同的。训练2.在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（）A.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B.一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C.可能是小磁针正上方向有电子流自南向北水平通过D.可能是小磁针正上方向有电子流自东向西水平通过自我测评1.下列哪一位物理学家首先发现了电流的磁场（）A.牛顿B.安培C.洛仑兹D.奥斯特2.下列关于磁场的说法屮，正确的是（）A.磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质.B.磁场是为了解释磁极间的相互作用而人为规定的C.磁极与磁极Z间是直接发生相互作用的D.磁场只有在磁极与磁极、磁极与电流发生作用时才产生3.下列关于磁现象的说法屮不正确的是（）A.电视机显像管利用了磁偏转的原理B.指南针是利用地磁场来指示方向的C.电动机是利用磁场对电流作用来工作的D.地磁场的南极在地理的南极附近..\n1.如图3-1-2所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针。现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则（）A.小磁针保持不动B.小磁针的N极将向下转动SNC.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动图3-1-2D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动2.现代磁悬浮列车具有高速、平稳、安全、环保等特点。它是利用的原理将车身托起的。3.地球是个大磁场。在地球上，指南针能指南北是因为受到的作用。人类将在本世纪登上火星。目前，火星上的磁场情况不明，如果现在登上火星，你认为在火星上的宇航员依靠指南针来导向吗？（填“能”、“不能”或“不知道”）4.（能力迁移题）如图3亠3所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘。A和C（包括支架）的总质量为M,B为铁片，质量为当电磁铁A通电，铁片被吸引上升的过程中，悬挂C的轻绳上拉力F的大小为（）A.F=MgB.Mg＜F＜（M+m）gC.F=（M+m）g,D.F＞（M+m）g拓展迁移思维提升现实生活中，当把一段没有磁性的铁片放在磁铁上，然后拿铁片与小铁钉靠近，会发现铁片将吸引铁钉，这种现象叫磁化，即铁片靠近磁铁时，内部的电子旋转力向在磁铁的磁场作用下，rti杂乱无章的无规则旋转变为有序旋转，使铁片现出磁性。视野拓展磁卡今天许多场合都会用到磁卡，如就餐，购物，乘公交，打电话等，人们遗失了钱包后,往往不担心现金，而是磁卡。70年代早期，带有磁条的信用卡在美国问世，极大地提高了信用卡购物时的验证效率，一下子便受到零售商的青睐，“智能卡”会不会取代磁卡呢？专家认为暂时是不会的。芯片型的智能卡只适用于某些特定的领域，与磁卡并不发生冲突，更何况取代磁卡的终端设备投放代价高昂，谁也不会愿意这么做的。第二节磁感应强度课标定向学习目标1.理解磁感应强度B的定义，知道B的单位是特斯拉。\n1.会用磁感应强度的定义式进行有关计算。2.会用公式F=BIL解答有关问题。提示与建议磁感应强度是电磁学的基本概念之一，是本章的重点。同时，磁场对磁极和电流的作用力（本质上是磁场对运动电荷的作用力）远比电场对电荷的作用力复杂，如何寻找描述磁场强弱和方向的物理量也是本章教学的一个难点。教材中用小磁针N极受力方向定义磁感应强度的方向，用电流元受磁场力之比定义磁感应强度，是符合我们的认知水平的，学习时可以通过演示实验和与电场强度的定义类比来突破难点，形成磁感应强度的概念。互动探究自主学习1.规定在磁场屮的任意一点小磁针受力的方向亦即小磁针时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。2.磁场对电流的作用力通常称为,它与导线在磁场屮的放置方向有关，与电流的有关，与通电导线在磁场中的有关。3.在磁场中于磁场方向的通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积1L的比值叫。磁感应强度是,把某点的方向定义为该点的磁感应强度的方向。磁感应强度B是表示磁场和方向的物理量。合作学习一、磁感应强度1•定义：2.物理意义：3.单位：4.方向：5.形象表示方法在磁场中用可以表示磁感应强度的大小和方向。磁感应强度是矢量，它可以合成，合成同样遵守平形四边形定则。二、磁场的叠加若空间存在几个磁场，空间的磁场应Ft!这几个磁场叠加而成，某点的磁感应强度为B,则有B=Bi+B2+B3（矢量和）。疑难探究问题一：电场强度的定义E二F/q和磁感应强度的定义B=F/IL有什么相似之处？\n问题分析：电场强度和磁感应强度都是按照比值法來定义的，它们都体现了比值与试探电荷（或一小段通电直导线）无关的本质，比值的大小和方向完全由电场或磁场本身决定。物理学中用比值法来定义的物理量很多，例如：物质的密度、物质的比热容、电容器的电容、导体的电阻等等，凡是用比值来定义的物理量遵循同样的规律，比值与分子、分母所代表的物理量的具体大小无关，因此不能单纯从数学角度來理解这些物理概念，如不能理解为电场强度E与试探电荷受到的电场力F成正比，与试探电荷的电量成反比。问题二：一小段通电直导线放在空间某个区域中不受到安培作用，能否说导线所在的区域的磁感应强度为零？问题分析：根据安培力的计算公式F二BILsina,导致安培力等于零的可能有两种：（1）该处的磁感应强度为零；（2）导线与磁感线平行（a=0°或180°）,因此不能肯定该处的磁感应强度一定为零。在电场中某点电荷不受电场力，可以肯定该点的电场强度等于零;磁场力比电场力复杂,通电导线与磁感线平行时是不受到安培力的，正是由于这一缘故，我们不能从安培力为零來推证磁感应强度也一定为零。典例精析题型一：对磁感应强度的理解例1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是（）A.若民为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F,F则该处的磁感应强度必为fB.由B=話知，B与F成正比，与成反比C.由B=^知,一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D磁感应强度的方向就是小磁针北极所受磁场力的方向解析：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的•与是否放通电导体无关•定义磁感应强度是对它的一种测量•在测量中要求一小段通电导体的放置方位，力F应是在放置处受到的最大力，也就是应垂直于磁场放置才行.故选项A、B、C错.因此本题答案为Do点拨：•理解定义是一种测量的方法.引入一小段通电导体来定义磁感应强度，这里的一小段通电导体就是测量工具，被测量的量与测量工具是无关的，就像用天平来测量物体的质量一样，物体的质量是客观存在的，与测量它的夭平无关.训练1・下列说法中正确的是()A.电荷在某处不受电场力的作用，则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点\n电场的强弱A.把一小段通电导线放在磁场中某处，所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱题型二：磁感应强度的计算例2.(1)磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A,导线长1cm,它受到的安培力为5XIO2N,则这个位置的磁感应强度是多大？(1)如果把通电导线中的电流强度增大到5A时，这一点的磁感应强度应是多大？(2)如果通电导线在磁场屮某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场。F解析：(1)8=正=2丁(2)磁感应强度B是由磁场和空间位置(点)决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该点的磁感应强度是2To(3)如果通电导线在磁场屮某处不受磁场力，则有两种可能：该处没有磁场；该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。F点拨：有磁感应强度的定义式计算磁感应强度的大小，但是磁场强弱是由磁场本身决定的，与电流是否受磁场力无关。训练2:-根导线长0.2加，通以3A的电流，在磁场中某处受到的最大的磁场力是6X10'2N,则该处的磁感应强度B的大小是—T.如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的B的大小是To自我测评1.以下说法中正确的是()A•通电导线在某处所受磁场力为零，那么该处的磁感应强度必定为零B•若长为L、电流为/的导线在某处受到的磁场力为F,则该处的磁感应强度必为总C.如果将•…-段短导线(有电流)放入某处■测得该处的磁感应强度为若撤去该导线，该处的磁感应强度为零A.以上说法均不正确2.磁感应强度单位是特斯拉，1特斯拉相当于(\nA.lkg/A•s2B.lkg•m/A•s2C.lkg・m2/s2D.lkg•m2/A•s22.关于磁感应强度，下列说法正确的是：（）A.磁感应强度只是描述磁场的强弱的物理量B.通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度一定为零C.通电导线所受磁场力为零，该处磁感应强度不一定为零D.放置在磁场中lm的导线，通过1A的电流，受到的力为1N时，该处磁感应强度就是1T3.如图3・2・1所示，三根通电直导线垂直纸面放置，位于b、c、d处，通电电流大小相同,方向如图所示，a位于bd中点且ad-ab,ba2则。点的磁感应强度方向是（）A.垂直纸面指向纸里B.垂直纸面指向纸外gcC.沿纸而由。指向图3-2・]D.沿纸面rtla指向c4.在赤道上，地球磁场磁感应强度的大小是0.5x10_4T,则沿东西方向，长为20m,通有由西向东30A电流的水平导线，受地磁场作用力的大小为o图3-2-25.（能力迁移题）如图3-2-2所示，在一个盛稀硫酸的大容器中浮着一个软木塞，在木塞中插入一片锌片和铜片，它们的上部用一个小的铜线圈连起来，问在地磁场的作用下线圈将停在什么方向？拓展迁移思维提升1.用通电直导线检验磁场的存在或磁感应强度的大小，若不管怎样变化导线方向，某处通电直导线都不受电场力作用，严格地讲这只能说明该处的磁感应强度为零，而不能断定该处无磁场。就像检验电荷在某点不受电场力作用，只能说明该点电场强度为零或是合场强为零，而不能断定该点没有电场一样。2.磁通量是标塑，它只有大小，而没有方向。虽然从一个平面正面穿过一条磁感线与从反面穿过一条磁感线是不相等的（或说是相反的），可用正负号表示，但这个正负只是表示磁感线是从哪边穿过该平面的，而不是表示磁通量的方向。视野拓展两个“最美丽”的实验2002年9月，经世界各国物理学家提名，评出历史上最美丽的10个科学实验。伽利略在比萨斜塔的自由落体运动排名第二，伽利略的斜面实验排名第八。在科学史上的10个最美丽的实验中，伽利略独占鳌头，被选中两个实验，这真是一件了不起的事情。这些美丽的实验的共同之处是发现了最根本、最单纯的科学概念。\n第三节几种常见的磁场课标定向学习目标1.知道什么是磁感线。知道五种典型磁场的磁感线分布情况。2.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。3.知道安培分子电流假说是如何提出的，会利用安培假说解释有关的现象。4.理解磁现象的电本质。5.知道磁通量定义，知道①=BS的适用条件，会用这一公式进行计算。提示与建议本节内容在初屮基础上有很大的提高和拓展，“磁感线”“儿种常见的磁场”“匀强磁场”是最基本的，也是最重要的知识，在今后的学习中会广泛应用。磁通量的概念时学习电磁感应的基础，其物理意义较难理解，是教学的难点。由于磁感线的分布不是平面的，而是空间的，应该通过演示实验来加深认识，同吋注意利用和培养空I'可想象能力。互动探究自主学习1.磁感线是一些有方向的,每一点的切线方向都跟该点的相同。磁感线的地方磁场强，磁感线稀疏地地方磁场弱。磁感线为,在磁体的外部磁感线由N极,回到S极。在磁体的内部磁感线则由—指向N极。两条磁感线不能。磁感线也不o2.如果磁场的某一区域里,磁感应强度的处处相同，这个区域的磁场叫。距离很近的两个异名磁极之I'可的磁场，通电螺线管内部的磁场（除边缘部分外）都可认为是匀强磁场。3.磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积，叫做穿过这个面的,简称磁通。公式，单位是。磁场中穿过某个而积磁感线的总条数—穿过该而积的的磁通量的大小。磁感应强度B为垂直磁场方向单位血积的磁通量，故又叫o4.安培认为磁性起源是在分子、原子等物质微粒内存在一种使每个物质微粒成为一个微小的磁体的，它的两侧相当于两个0合作学习一、磁感线1.磁感线的定义：2.特点：二、几种常见的磁场1.条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况：2.电流的磁场与安培定则（1）直线电流周闱的磁场：（2）环形电流的磁场：（3）通电螺线管的磁场：\n1.电流磁场（和天然磁铁相比）的特点：\n三、安培分子电流假说1.安培分子电流假说：2.安培假说能够解释的一些问题：3.磁现象的电本质：四、匀强磁场1.定义：2.产生方法：3.磁感线的特点：五、磁通量1.定义：2.表达式：3.对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。4.磁通量是标量，但有正、负之分。5.单位：6.磁感应强度的另一种定义（磁通密度）：B=4）/So表示磁感应强度等于,并且用Wb/m电场线是电场的形彖描述，而磁感线是磁场的形彖描述电场线不是闭合曲线，而磁感线是闭合曲线切线方向均表示方向疏密程度均表示大小典例精析题型一：对磁感线的认识例1.关于磁感线的性质和概念，下列说法正确是（）A.磁感线上各点的切线方向就是各点的磁场方向B.铁屑在磁场屮的分布曲线就是磁感线C.磁感线总是从磁体的N极指向S极D.磁场屮任意两条磁感线均不相交解析：磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A对。磁感线是假想曲线,B错。磁感线为闭合曲线，在磁体的内部磁感线则由S极指向N极，C错。两条磁感线不能相交，磁感线也不相切D对。故选项A、D正确。点拨：解答此类问题要注意两点：（1）磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。（2）区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。训练1.关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是（）A.磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B.磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C.磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷做单位（磁感应强度的另一种单位）。所以：IT=1Wb/m2=IN/A・m。疑难探究磁感线和电场线有何区别？\n分析：磁感线和电场线的区别如下:\nD.磁感线和电场线都只能分别表示磁场和电场的方向题型二：安培定则的应用例2.放在通电螺线管里的小磁针保持静止吋，位置是怎样的？甲说，小磁针的位置如图3-3-1（甲），因为管里面的磁感线向右方，所以小磁针的7极指向右方。乙说，小磁针的位置如图3-3-1（乙）,他的理由是通电螺线管的N极在右侧，根据异性磁极互相吸引可知，小磁针的S极指右方，你的看法是怎样的？他们谁的答案错了，错在哪里？解析：图3・3・1因为通电螺线管的磁场相当于条形磁铁，依据安培定则可知，线圈内部的磁场方向是自左向右的，而小磁针N极所指的方向就是所在处磁场的方向，所以小磁针的N极指向右方•所以甲的说法正确.点拨：首先应用安培定则判断出通电螺线管周围及内部的磁感线，然后根据小磁针N极应该指向该点磁场的方向解答.训练2.图3-3-2中当电流通过线圈时，磁针将发生偏转，以下的判断正确的是\/）图3-3-2A.当线圈通以沿顺时针方向的电流时，磁针N极将指向读者”B.当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向读者一C.当磁针N极指向读者，线圈中电流沿逆时针方向一D.不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺吋针方向一题型三：对磁通量的理解和计算例3.如图3-3-3所示，\n框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕00,转过60。角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90。角,则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180。角，则穿过线框平面的磁通量变化为多少？OB4°7图3-3-3解析：如图3-3-4所示,图3-3-4.在图示位置时，磁感线与线框平面垂直g=当框架绕00’轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如右图所示.(P=BS=BS•cos60°=*BS.转过90。时，线框由磁感线垂直穿过变为平行,0=0.线框转过180。时，磁感线仍然垂宜穿过线框，只不过穿过方向改变了.因而卩=BS,①2=-BS,二①2一=一2BS.即磁通量变化了2BS答案：BS,-BS,0,2BS2点拨：解答本题要注意两点:①面积S与磁场B不垂直时，应求出S在垂直磁场方向的投影；②磁通量有正负，从不同侧面穿入的磁感线正负号不同.磁通量是个标量，但有正负，其正、负号不代表方向，仅代表磁感线穿入或穿出，如在本题中，当线框转过180。后，穿过线框的磁通量大小虽然没变，但磁通量的正、负号正好反过来.\n训练3.面积为3.0x10'2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0x10^的匀强磁场中，求:（1）当线圈如何放置时，穿过线圈的磁通量最大?（2）最大磁通量是多少？自我测评1.对磁感线的认识，下列说法正确的是…（）A.磁感线总是从磁体的北极出发，终止于磁体的南极~B.磁感线上某点的切线方向与放在该点小磁针南极的受力方向相同一C.磁感线的疏密可以反映磁场的强弱_D.磁感线是磁场中客观存在的线2.关于磁通量,正确的说法有（）A.磁通量不仅有大小而且有方向,是矢量B.在匀强磁场中,a线圈面积比b线圈面积大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C.磁通量大,磁感应强度不一定大D.把某线圈放在磁场中的M、N两点,若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大3.如图3-3-5所示的螺线管内放置一小磁针，下列判断正确的是（）A.B.C.D.线圈右端为S极,电源A端为正、B端为负,电源A端为负、B端为正,电源A端为负、B端为正,电源A端为正、B端为负,左端为N极线圈右端为S极,线圈右端为N极,线圈右端为N极,左端为N极左端为S极左端为S极4.1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起在会科学家的极大兴趣。如图3-3-6所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是（）图3-3-6\nA.电螺线管仍保持在原来位置上静止B.通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北C.通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南D.通电螺线管能在任意位置静止5•闭合开关S后,小磁针静止时N极指向如图所示,那么图中电源的正极（）A.一定在a端B.—定在b端C.在a端或b端均可D.无法确定N图3-3-7A)B6.（2009,江苏学业水平考试）关于通电直导线周围磁场的磁感线分布，图3-3-8中正确的磁头线圈图3-3-9图3-3-87.（能力迁移题）如图3-3-9所示，是录咅磁头的工作原理。录音时磁带上一层磁性材料通过磁头作用被磁化变成类似于图屮的小磁体，从而记录声音，请根据图屮小磁体的极性标出此时磁头线圈中的电流方向。拓展迁移思维提升学习本节内容后，应熟练常握条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、通电螺线管、地磁场等磁感线的分布，能灵活运用安培定则判定直线电流、环形电流、通电螺线管、定向运动的正负电荷所形成的等效电流的磁场方向，这都是我们进一步学习的基础。视野拓展“热得快”“热得快”的加热螺圈通常是用一种较细的金属管绕制成的，管内装有电热丝，然后灌入氧化镁粉之类的绝缘材料，把电热丝封装固定在管屮间，使它不与管壁接触。电热丝通电后，电流流过电热丝便发热。使用时应先将“热得快”放入液体内并淹没加热螺圈，然后再接通电源。加热完毕，应先断开电源，过一小会儿，待“热得快”温度降低后，再从液体中拿出，擦干收好。\n第四节磁场对通电导线的作用力课标定向学习目标1.知道什么是安培力。2.知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力方向，并会用它解答有关问题。3.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。提示与建议安培力的方向确定和大小的计算是本节的重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节难点。安培力的方向一定与电流、磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大。对这一点容易产生混淆。例如，在解决实际问题时误以为安培力、电流、磁感应强度一定是两两垂直的等。另外，空间想象能力对本节的学习至关重要，耍做到能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，这需•要一定量的训练巩固。互动探究自主学习1.磁场对的作用力通常称为安培力。2.磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长，作用力导线短，作用力用公式表示为o3.如果磁场方向与电流方向夹角为0时，安培力的大小,方向仍可用定则判定。4.左手定则：让磁感线垂直穿入,四指指向—方向，拇指所指的方向。5.在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。合作学习一、安培力的方向1.安培力的定义：2.演不实验：左手定则的内容：3.分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定,然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。二、安培力的大小1._般计算公式：2.讨论公式：当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。当磁感应强度B的方向与导线方向成90°角时，有F二BIL。三、磁电式电流表1.电流表主要由等六部分组成。\n1.工作原理：\n疑难探究为什么电流表可测岀电流的强弱和方向？问题分析：磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越人，因此，根据指针偏转角度的人小，可以知道被测电流的强弱。当线圈屮的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以,根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。典例精析题型一：对左手定则的理解和应用例1.3-4-1所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在固定的蹄形磁铁磁极的正上方，若导线可以自Ftl运动，当通以图示方向的电流时，试判断导线的运动情况。图3-4-1甲图3-4-2解析：(1)电流元法：如甲图所示•把直线电流等效为AO、OB两段电流元，由左手定则可以判断出A0段受力方向垂直纸面向内,023段受力方向垂直纸面向外•因此•从上向下看将以中心0为轴逆时针转动.(2)特殊位置法：让导线转过90。的特殊位置来分析，根据左手定则可知安培力的方向向下，如乙图所示，故导线在逆时针转动的同时向下运动.•答案：从上向下看逆时针转动•同时向下运动.点拨：(1)判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系的电流元.(2)利用特殊位置法要注意利用通电导体所在位置的磁场特殊点的方向.训练1.如图3-4-3所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A.水平向左B.水平向右C.竖直向下D.竖直向上题型二：安培定则的应用例2.如图3-4-4所示，\n导体杆Qb的质量为m,电阻为放置在与水平面夹角为0的倾斜金属导轨上，导轨间距为d,电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为乩电池内阻不计,问:若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上？图3-4-5解析:本题考查闭合电路欧姆定律、共点力的平衡、安培力公式的应用•解题时可先根据受力情况求出安培力，并进一步求出电流，最后由闭合电路欧姆定律求出电源电动势.由闭合电路欧姆定律得：£=//?导体杆受力情况如图3-4-5所示，则由共点力平衡条件可得F安=mgian0F妥=Bld由以上各式可得出答案:mgRtan0_Bd-点拨:这是一道力、电、磁综合问题，解决这类问题的基本思路是:(1)若是立体图，则必须先将立体图转换为平面图.(2)对物体受力分析,要注意安培力方向的确定.(3)根据平衡条件或物体的运动状态列出方程.(4)如果用到其他规律，如闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、能量的转化与守恒等，也要列出相应的方程.(5)解方程求解并验证结果.’\n训练2.如图3-4-6所示，长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向a—b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向b-*a的电流I吋，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。XXXX图3-4-6自我测评1.关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法屮正确的是()A.F、B、I的三者必定均相互垂直B.F必定垂直于B、I,但B不一定垂直于IC.B必定垂直于F、1,但F不一定垂直于ID.I必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B2.如图3-4-7所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abed,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况()ab边转向纸外,ab边转向纸里,ab边转向纸外,ab边转向纟氏里,cd边转向纸里,cd边转向纸外,cd边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动同时向下运动同时向上运动同时向上运动图3-4-7是A.B.C.D.如图348所示,表示磁感应强度B,电流/,安培力F的相互关系图，哪个图不正确B.C.D.图3-4-81.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图3-4-9\n所示。图3-4-9在导线以其中心点为轴转动90。的过程中，导线受到的安培力（）A.大小不变，方向不变B.由零增大到最大,方向时刻改变C.由最大减小到零，方向不变D.由零增大到最大，方向不变1.如图3-4-10甲所示是磁电式电流表的结构图，图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项屮正确的是（）线圈gZ_甲图3-4-10①指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的.]•②通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大③在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场④在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关,而与所处位置无关A.①②B.③④]C.①②④D.①②③④2.在倾角为Q的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图3-4-11所示，试求：图3-4-11⑴欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。⑵欲使棒静止在斜面上且对斜血无压力，应加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。\n拓展迁移思维提升判断安培力的方向吋要注意安培力垂直于B与I所决定的平面，而B与I可以不垂直;同时，有关安培力参与下的物体的平衡、加速等物问题的思路与力学的分析方法基本一致。视野拓展旋转摩天大楼“旋转摩天大楼”是意大利著名建筑师戴维•菲希尔的创意，俄罗斯米拉克斯集团已经从菲希尔那儿购买下了这一创意。据悉，每座“旋转摩天大楼”将至少高达60层。“旋转摩天大楼”由风力涡轮发电，其他能源可从安装在楼层顶部的太阳能电极获収，每一层楼都可按照公寓主人发出的指令，围绕中央的一个轴独立而缓慢地旋转，楼内的人哪怕坐着不动,都可以欣赏到360度的楼外风景。第五节磁场对运动电荷的作用力课标定向学习目标1.知道什么是洛伦兹力。2.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。3.掌握洛伦兹力大小的推理过程。4.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。5.了解电视机显像管的工作原理。提示与建议洛伦兹力的方向和大小是木节的重点，实验结合理论探究洛伦兹力的方向，再由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程是培养我们逻辑思维能力的好机会，一定要积极参与这一过程。本节的学习中，做好演示实验十分重要。应充分发挥演示实验的作用，结合对安培力的复习，使研究洛伦兹力方向的过程成为一个科学猜想、逻辑思想、实验证实、归纳讨论的过程。互动探究自主学习1.运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做O2.洛伦兹力的方向的判断——左手定则：让磁感线手心，四指指向—的方向，或负电荷运动的,拇指所指电荷所受的方向。3.洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式。4.洛伦兹力对运动电荷,不会电荷运动的速率。5.显像管屮使电子朿偏转的磁场是由两对线圈产生的，叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起，偏转线圈做成o合作学习\n一、洛伦兹力1.洛伦兹力的的概念：2.安培力是洛伦兹力的3.演示实验：二、洛伦兹力的方向和大小1.洛伦兹力方向的判定左手定贝H：2.洛伦兹力的大小(1)当时，F=qvB；(2)当时，F=0o(3)洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向,只改变带电粒子的运动方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功。三、电视机显像管的工作原理1.电视机显像管应用了电子束的原理。2.电子束打在荧光屏上的位置在偏转磁场的控制下一行一行的不断移动，这在电视技术nl|做o疑难探究试比较洛伦兹力与电场力有什么不同？问题分析：\n这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的件质，但这两种力的区别也是十分明显的.洛伦兹力电场力力的概念磁场对在其中的“运动”电荷的作用力1电场对放入其中的电荷的作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力电场中的屯荷无论静止还是沿任何方向运动都要受到电场力111方向'•横向力”（1〉方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则（2）洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向“纵向力”（1〉方向由电荷正负、电场方向决定（2）止电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小当v±B时当v//B吋,F=0当“与B夹角&时.1F=qE做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功典例精析题型一：洛伦兹力方向的确定例1.试判断图3-5-1中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。XXOM+QXXXXkVXXXXXXXXXX•••+QV»♦♦•■0_►+QVA■iJ牡IiJO►+QV1!1甲乙丙T图3-5-1解析：甲屮正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙屮正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读考；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直\n于纸面指向纸里。点拨：确定洛伦兹力方向的一般思路：（1）首先明确磁场的方向及分布。（2）明确粒子的电性及运动方向。（3）应用左手定则确定洛伦兹力的方向。同吋，要注意洛伦兹力的方向一定垂直于B,也垂直于v,即垂直于B和v所决定的平面。训练1・（2009,江苏学业水平测试）汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。如图所示,把电子射线管（阴极射线管）放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是A.向上B.向下C.向左D.向右题型二：带电体在洛伦兹力作用下的运动例2.如图353所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（）*XXX*・•*•••.抄扩b**图3-5-3A.使B的数值增大B.使磁场以速率v=琶，向上移动C.使磁场以速率v=琵，向右移动D.使磁场以速率翥，向左移动解析：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B,静止电荷在磁场里不受洛伦兹力，A不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动,受洛伦兹力向右，不可能平衡重力；磁场以V向右移动，等同于电荷以速率v向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不对；磁场以V向左移动，等同于电荷以速率v向右运动，此时洛伦兹力向上。当qvB=mg时，带电体对绝缘水平面无压力，则v=聶，选项D正确。因此本题答案选D。点拨：耍注意正确理解带电粒子受洛伦兹力是条件：（1）带电粒子必须是运动的，此运动是相对磁场而言的，相对于地面不一定运动。（2）应用洛伦兹力分析问题时，一定不要忘记F=quB中有一个速度v,v的变化会影响到洛伦兹力F的大小和方向。训练2•两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4,电荷量之比为1：2,则两带电粒子受洛伦兹力之比为（）A.2：1B.1：1C.1：2D.1：4自我测评1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是…A.与磁场方向相同一\nA.与运动方向相同一c.与运动方向相反~D.与磁场方向垂直-1.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将()A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转B.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转2.在图3-5-4中，洛伦兹力的方向判断不正确的是f垂峥面向外XxffxxxxXXXXxxxxX■XXXX图3-5-43.试判断图3-5-5所示带电粒子刚进入磁场吋所受的洛仑兹力的方向。4.单摆摆长L,摆球质量为m,带有电荷+q,在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场屮摆动，当其向左、向右通过最低点时，线上拉力大小是否相等？5.如图3-5-6所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的0点。为使电子束偏转，由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。(1)如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向？(2)如果要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？\nKoi僞转纹圖理示愿图（俯视图）图3-5-6拓展迁移思维提升洛伦兹力与运动状态（即与带电粒子的运动速度）有关以及永不做功的特点，要进行强化训练，该知识点往往和力学进行综合。视野拓展电灯泡为什么呈梨形科学家们根据气体对流是自下而上的特点，在灯泡内充有少量惰性气体，并把灯泡做成梨形。这样，灯泡内的惰性气体对流吋，金属钩蒸发的黑色微粒大部分被气体卷到上方,附着在灯泡的颈部，便可保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响。第六节带电粒子在磁场中的运动课标定向学习目标1.理解洛伦兹力对粒子不做功。2.理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动。3.会推导带电粒子在匀强磁场屮做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。知道质谱仪的工作原理。4.知道回旋加速器的基本构造、工作原理以及用途。提示与建议本节教学首先通过演示实验告诉学生，当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场屮做匀速圆周运动这一结论，然后试着用力与运动的关系分析粒子为什么做匀速圆周运动，再由学生推导带电粒子在磁场中的运动半径和周期，根据力学知识，重点是理解运动半径与磁感应强度、速度的关系；运动周期与粒子速率和运动半径无关。但应注意的是如果带电粒子速度方向不是垂直匀强磁场方向时，带电粒子将不再是做匀速圆周运动。互动探究\n自主学习1.带电粒子垂直于磁场方向进入磁场时，带电粒子做匀速圆周运动。其半径为只=，周期为T=o2.质谱仪是测量带电粒子的和分析同位素的主要工具。3.质谱仪的工作原理是将不等、相等的不同带电粒子，经同一电场加速后，再经速度选择器进入同一磁场偏转，由于粒子质量不同导致不同而达到分离不等质量粒子的目的。4.回旋加速器屮为粒子加速的是o合作学习一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.运动轨迹：带电粒子做圆周运动的向心力由提供。2.轨道半径和周期带电粒子在匀强磁场屮做匀速圆周运动的轨道半径及周期公式。mv（1）轨道半径r=—qB（2）周期T=2m/qB二、质谱仪阅读课文及例题，回答以下问题：1•试述质谱仪的结构。1.试述质谱仪的工作原理。2.什么是同位素？3.质谱仪最初是由谁设计的？4.试述质谱仪的主要用途。三、回旋加速器1.直线加速器（1）加速原理：（2）直线加速器的多级加速：教材图3・6—5所示的是多级加速装置的原理图，由动能定理可知，带电粒子经"级的电场加速后增加的动能，AEfq（U\+lk+lk+U.\+…山）。（3）直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间内制造直线加速器受到一定的限制。2.回旋加速器（1）其核心部件为（2）加速原理：通过“思考与讨论”让学生白己分析出带电粒子做匀速圆周运动的周期公式T=2irm/qB,明确帯电粒子的周期在q、叭〃不变的情况下与速度和轨道半径无关，从而理解冋旋加速器的原理。（3）各部件的作用：磁场的作用：电场的作用：\n交变电压的作用：带电粒子经加速后的最终能量（运动半径最大为D形盒的半径R）：\n疑难探究析带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动？问题分析：1.分析方法：画轨迹，找圆心,求半径•定吋间.（1）圆心的确定带电粒子进入一个有界磁场后的轨迹是一段圆弧，如何确定圆心是解决此类问题的前提，也是解题的关键•一个最基本的思路是：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，举例如下：①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和岀射方向的直线，两条直线的交占就是圆弧轨道的圆心（如图3-6-1所示，图中P为入射点，M为出射点）。图3-6-1仏xX；；XXX；I>图3-6-2②已知入射方向和岀射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图3・6・2所示，图中P为入射点，M为出射点）。\n（2）运动半径的确定作入射点、出射点对应的半径，并作出相应的辅助三角形，利用三角形的解析方法或其他几何方法•求解出半径的大小.并与半径公式厂=器联立求解.（3）运动时间的确定由2=爲丁确定通过某段圆弧所用的时间•其中T即为该粒子做圆周运动的周期•转过的圆心角越大，所用时间越长.（1）几个有关的角及具关系如图3-6-3所75，粒子做匀速圆周运动时评为粒子速度的偏向角，粒子与圆心的连线转过的角度a为回旋角（或圆心角）,AB弦与切线的夹角0为弦切角，它们的关系为：^=a=20.2•与磁场边界的关系（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.（2）当速度&一定时，弧长（或弦长）越长，圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.（3）当速率e变化时，圆心角越大的，运动时间越长.图3-6-4典例精析题型一：带电粒子在磁场中的例如图3-6-4所示，半径为旷的圆形空|'可内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力），从点以速度旳垂直磁场方向射入磁场中，并从〃点射出，已知ZJ^120°,求该带电粒子在磁场屮运动的时间。解析：首先通过已知条件找到7直所对应的圆心0',画出粒子的运动轨迹并画出儿何图形。设粒子在磁场中的轨道半径为R、粒子的运动轨迹及几何图形如图3-6-5所示。粒子在磁场屮做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，有qvB=mv2/R①由几何关系有：R=rtan60°②粒子的运动周期T=2nR/vo③由图可知（）二60。，得电粒子在磁场中运动的时间t=T/6联立以上各式解得：t=V3rJi/3vo图3-6-5\n答案：V3rn/3vo点拨：在解决这类问题吋，如何确定圆心、画出粒子的运动轨迹、半径及圆心角，找出几何关系是解题的关键。训练1・如图3-6-6所示，在y小于0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为乩一带正电的粒子以速度心从0点射入磁场，入射速度方向为xy平面内，与X轴正向的夹角为0,若粒子射出磁场的位置与0点的距离为L,求该粒子电量与质量之比。▲寸题型二：带电粒子在有界磁场中的运动例2.如图3-6-7所示真空中宽为d的区域内有强度为B的匀强磁场方向如图，质量m带电-q的粒子以与CD成9角的速度V。垂直射入磁场小。要使粒子必能从EF射出，则初速度Vo应满足什么条件？求EF上有粒子射出的区域。解析：如图3-6-8所示，当入射速度很小时电子在磁场中转动一段圆弧后又从同一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界相切时，电子恰好不能从另一侧射出，当速率大于这个临界值时便从右边界射出，依此画出临界轨迹，借助几何知识即可求解速度的临界值；对于射出区域，只要找出上下边界即可。DEDElxXXxjIklxxxxiG•xXXX)Ik|xxxX|G图3-6-7F图3-6-8图3-6-9粒子从A点进入磁场后受洛伦兹力作匀速圆周运动，要使粒子必能从EF射出，则相应的临界轨迹必为过点A并与EF相切的轨迹如图3-6-9所示，作出A、P点速度的垂线相交于0即为该临界轨迹的圆心。临界半径R（）由Rq+RqCosO=d有：Ro=—-—；1+Cos9故粒了必能穿出EF的实际运动轨迹半径RMR（）即：有：v0>qBd。qB1+Cos9um(l+CosO)由图知粒子不可能从P点下方向射岀EF,即只能从P点上方某一区域射出；\n又由于粒子从点A进入磁场后受洛仑兹力必使其向右下方偏转，故粒子不可能从AG直线上方射出；由此可见EF中有粒子射出的区域为PG,且由图知：PG=R0Sine+dcot9=dSin°+dcoteo1+Cos0答案：v0>——，dSm°+^cot&m(l+Cos0)1+Cos0点拨:带电粒子在磁场中以不同的速度运动时，圆周运动的半径随着速度的变化而变化,因此可以将半径放缩，运用“放缩法”探索出临界点的轨迹，使问题得解；对于范围型问题,求解时关键寻找引起范围的“临界轨迹”及“临界半径R。”，然后利用粒子运动的实际轨道半径R与R。的大小关系确定范围。训练2•如图3-6-10fP所示，A、B为一对平行板，板长为L,两板距离为d,板间区域内充满着匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里，一个质量为叫带电量为+q的带电粒子以初速耳，从A、B两板的中间，沿垂直于磁感线的方向射入磁场。求勺在什么范围内，粒子能从磁场内射出？r/xXXX图3-6-10自我测评1.一束混合的离子，先径直穿过正交匀强电、磁场，再进入一个磁场区域后分裂成几束,如图3-6-11所示，若粒子的重力不计，这分裂是因为()A.带电性质不同，有正离子又有负离子B.速度不同C.质量和电荷量的比值不同A.以上答案均不正确\n图3-6-11图3-6-12图3-6-131.如图3-6-12真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动。其中3静止，b向右做匀速直线运动,C向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为（）A.a最大B.b最大C.c最大D.都相等2.图3-6-13是蛍原子中电子绕核做快速圆周运动（设为逆吋针）的示意图。电子绕核运动,可等效为环形电流，设此环形电流在通过圆心并垂直于圆面的轴线上某一点P处，产生的磁感应强度的大小为Blo现在沿垂直于圆轨道平面的方向加一磁感应强度为Bo的外磁场，这时设电子的轨道半径没变，而它的速度发生了变化。若用B2表示此时环形电流在P点产生的磁感应强度的大小，则当B（）的方向（）A.垂直于纸面向里时，B2>BiB.垂直于纸面向里时，B2b（D.垂直于纸面向外时，B2IIII丙图3-5(3)粒子在板间运动的轨迹如图3・7所示。图3-7图3-6又丁=辔⑦也0即粒子在s〜2切时间内恰好完成一个周期的圆周运动■在2%〜3“时间内，粒子做初速度为5的匀加速直线运动，设位移大小为52S2=M卬+解得$2=丁力由于5)+52be和cd的长度均为L,且^abc=Abed=135°o流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abed所受到的磁场的作用力的合力（)A.方向沿纸面向上，大小为(a/2+1)/LBB.方向沿纸面向上，大小为(V2-1)/LBC.方向沿纸面向下，大小为(V2+1)/£BD.方向沿纸面向下，大小为(y/2-l)/LB8.（2009,北京卷）如图3-21所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的0点射入磁场、电图3-21场区域，恰好沿直线由区域右边界的0’点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同初速度由0点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（）A.穿出位置一定在（V点下方B.穿出位置一定在V点上方C.运动时，在电场屮的电势能一定减小D•在电场中运动时，动能一定减小9.如图3・22所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，f一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30。角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（）A・1：2B・2：1\nC.1:73D・1：110•比荷为三的电子以速度切沿AB边射入边长为d的等边三角形的匀强磁场区域中，如图m3・23所示，为使电子从BC边穿出磁场，磁感应强度B的収值范围为2/72VQeaD•宀AB图3-23C.二、填空题（每题5分，共15分）11.一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，导线与磁场方向垂直,若它受到磁场力为4X10-3N,则导线屮的电流强是A.若只将导线屮的电流强度减小0.05A,则该处的磁感谋应强度为To12.如图3-24所示是等离子体发电机示意图，平行金属板间的匀强磁场磁感应强度m/s,a是电源的极oB=0.5T,两板间距离为20cm,要使输出电压为220V,则等离子体垂直射入磁场的速度v=图3-2413.在斜面上放一根通电导线ab,电流方向从a流向b（图3-25）,当加有垂直斜面向上的匀强磁场时，导线受到的磁场力方向,当加有竖直向上的匀强磁场时，导线受到的磁场力方向O三、本题共3小题，满分45分•解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.（10分）如图3-26所示，两根平行金属导轨以N,电阻不计，相距0.2m,上边沿导轨垂直方向放一个质量m=5x102kg，均匀金属棒ob,甜的电阻为0.5Qo两金属棒一端通过电阻R和电源相连.电阻R=2Q,电源电动势E=6V,内源内阻r=0.5Q,如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使命对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止。（导轨光滑）求所加磁场磁感强度的大小和方向。\n15・(13分)如图3-27所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60。角，已知带电粒子质m=3x!0'2()kg,电量q=10I3C,速度vo=lO、m/s,磁场区域的半径R=3xl(T】m,不计重力，求磁场的磁感应强度。16.(22分)如图3-28所示，在第一象限有一匀强电场，场强大小为E,方向与y轴平行；在x轴下方有一匀强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x\n轴的速度从y轴上的P点处射入电场，在x轴上的Q点处进入磁场，并从坐标原点0离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知0P二习。不计重力。求(DM点与坐标原点0间的距离；(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。yPiQ巴OM图3-28\n模块综合检测题（120分，120分钟）一、选择题（本题共10小题，每小题4分。在每个小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.如图1所示为三个门电路符号，下列判断正确的是（）aA.B.C.D.甲为“非”门、甲为“与”门、甲为“非”门、甲为“或”门、乙为"与”乙为“或”乙为“或”乙为"与”门、丙为“或”门、丙为“非”门、丙为“与”门、丙为“非”门门门门2.日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热,得到热风可将头发吹干。没电动机线圈的电阻为它与电热丝的电阻&相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U,通过的电流为I,消耗的电功率为P,则以下选项正确的是（）A.IU>PB.IU二1）C.P>I2（R1+R2）D・P二『（R1+R2）3.某电场中等势面分布如图2所示，图中虚线表示等势面，过日、c两点的等势面电势分别为40V和10V,则日、q连线的中点方处的电势应（）A.肯定等于25VB.大于25VC.小于25VD.可能等于25VT4.如图3所示是说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图.当线圈中通入图屮所示的电流吋，一束沿着线圈轴线射向纸外的电子将（）A.向上偏转B.向下偏转C.向左偏转D.向右偏转5.如图4所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中凡为半导体热敏材料制成的传感器,其电阻丸随温度广变化的图线如图5所示。电流表为值班室的显示器，去间接报警器。\n当传感器金所在处出现火情时，显示器的电流/和报警器两端的电圧〃的变化情况是（）\nA.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1.如图6所示，Q粒子和质子从匀强磁场中同一点出发，沿着与磁感强度垂直的方向以相同的初速度v反向运动。若磁感应强度足够大，则它们可能相遇时所走的路程之比是A-1：1B.D.a*C.2：12.长方体金属块放在匀强磁场中，有电流流过金属块，如图7所示，贝9：（）A、金属块上下表面电势相等B、金属块上表面电势高于下表面电势C、金属块上表面电势低于下表面电势D、无法判断上下表面电势高低3.如图8所示，某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器电路图，满足下列哪个条件，该报警器将发出报警声（）A.Si断开，S2闭合B.Si闭合，S2断开C.Si、S2都断开D.Si、S2都闭合9.如图9所示，长为厶倾角为〃的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+g,质量为刃图9的小球，以初速度％由斜面底端的月点开始沿斜面上滑，到达斜面顶端的速度仍为沧则（）A.力、〃两点的电势差一定为mgLsix\（）/qB.小球在〃点的电势能一定大于小球在力点的电势能C.若电场是匀强电场，则该电场的场强的最大值一定是D.若该电场是斜面屮点正上方某点的点电荷0产生的，则0一定是正电荷\n10.用绝缘细线悬挂一个质量为m,带电量为+q的小球，让它处于图10所示的匀强磁场中,由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这吋悬线与竖直方\n向夹角为«，并被拉紧,则磁场运动的速度大小和方向是A・x器水平向右Bq等水平向左BqC,二警口,竖直向上Bql）・,y呼鸟,竖直向下Bq二、实验题（共22分）10.（8分）（1）图11为一正在测量屮的多用电表表盘。①如果是用X10Q挡测量电阻，则读数为Qo②如果是用直流10mA挡测量电流，则读数为mAo图11（2）现有一阻值已知的定值电阻、两个开关、若干根导线和一个电压表，要求设计一个能测定某电源内阻的实验电路。（已知电压表内阻很大，电源内阻与定值电阻相差不大），画出实验电路图。11.（14分）用伏安法测定一个待测电阻允的阻值（阻值约为200Q）,实验室提供如下器材:电池组E电动势3V,内阻不计电流表人量程0—10mA,内阻约为40Q—60Q电流表应量程0-500uA,内阻为lkQ滑动变阻器兀，阻值范围0—20Q,额定电流2A电阻箱兄，阻值范围0—9999Q，额定电流1A电键S、导线若干图12要求实验中应尽可能准确的测量乩的阻值，请回答下面问题:上述器材中缺少电压表，需选一只电流表将它改装成电压表进行测量，请在图12方框中画出测量几阻值的电路图，并在图中表明器材代号；②实验中将电阻箱忆的阻值调到4000Q,再调节滑动变阻器心两表的示数如图13所示，可读出电流表川的示数是niA,电流表仏的示数是",测得待测电阻笊\n的阻值是o\n图13三、本题共4小题，满分58分•解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10.（8分）如图14所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为肌、带电荷量为q的微粒以速度&与磁场方向垂直，与电场成45。角射入复合场中,恰能做匀速直线运动，求电场强度E和磁感应强度XXXXB的大小.*一~-XxXX£图1411.（13分）图15中电源电动势E二12V,内电阻r=0.5Q.将一盏额定电压为8V,额定功率为16W的灯泡与一只线圈电阻为0.5Q的直流电动机并联后和电源相连，灯泡刚好正常发光，通电lOOmin问：（1）电源提供的能量是多少？（2）电流对灯泡和电动机所做的功各是多少？（3）灯丝和电动机线圈产生的热量各是多少？（4）电动机的效率为多少？\n10.（15分）如图16所示，电阻R=2G，小灯泡厶上标有“3V,1.5W\电源内阻r=lQ,滑动变阻器的最大阻值为;广（大小未知），当触头P滑动到最上端d时；安培表的读数为1A,小灯泡厶恰好正常发光，求：（1）滑动变阻器的最大阻值心。（2）当触头P滑动到最下端b时，求电源的总功率及输出功率。图16\n10.(22分)如图17所示，在地面附近，坐标系xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一个带正电荷的油滴经图中x轴上的M点，始终沿着与水平方向成a=30°的斜向下的直线运动，进入x〉0区域。要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需在x>0区域内加一个匀强电场。若带电油滴做圆周运动通过x轴的N点，且MONO。求：(1)油滴运动的速度大小。(2)在x>0空间内所加电场的场强大小和方向。(3)油滴从x轴上的M点开始到达x轴上的N点所用的时间。图17