高考黄冈物理重点专题综合复习汇总.pdf

高考物理第二轮复习黄冈中学重点专题综合复习目录专题一运动和力.2【知识结构】.2【典型例题】.2【跟踪练习】.3专题二动量与机械能.7【命题向导】.7【典型例题】.7【跟踪练习】.9专题三 电场和磁场.15【方法归纳】.15【典例分析】.20【跟踪练习】.23专题四 电磁感应与电路.29【方法归纳】.29【典例分析】.29【跟踪练习】.34专题五物理实验.39一、基本仪器的使用.39二、独立完成实验.41三、实验设计.43专题一运动和力参考答案.55专题二动量与机械能参考答案.61专题三电场和磁场参考答案.71专题四 电磁感应与电路参考答案.79专题五物理实验参考答案.862010高考物理第二轮复习专题一运动和力【知识结构】特例平抛运动已知运动求力带电粒子在磁 场中的运动【典型例题】此类问题往往应用动能定理或守恒律求解力的大小不变 而方向变化例1、如图11所示，质量为/=5kg的物体，置于一倾角为30的粗糙斜面体上，用30N的力/推物体,使物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量M=10kg,始终静止，取g=10m/s2,力及支持力.图11例2、如图1一3所示，声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分音传播的速率为vP,设昨 vP,vA(2)利用(1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声源频率与声 图13一平行于斜面的大小为 求地面对斜面体的摩擦别为力和vA,空气中声两个声信号从声源传播源发出的声波频率间的关系式.例3、假设有两个天体，质量分别为必和机2,它们相距，；其他天体离它们很远，可以认为这两个天体除相互吸引作用外，不受其他 外力作用.这两个天体之所以能保持距离不变，完全是由于它们绕着共同“中心”（质心）做匀速圆周运动，它们之间的万有引力作为 做圆周运动的向心力，“中心”。位于两个天体的连线上，与两个天体的距离分别为和2.（1）小尸2各多大？（2）两天体绕质心。转动的角速度、线速度、周期各多大？例4、A、8两个小球由柔软的细线相连，线长/=6m；将A、B球先后以相同的初速度=4.5m/s,从同一点水平抛出（先A、后B）相隔时间 f=0.8s.（1）A球抛出后经多少时间，细线刚好被拉直？（2）细线刚被拉直时，A、B球的水平位移（相对于抛出点）各多大？（取g=10m/s2）例5、内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）.在细圆管中有两个直径略小于细圆管管径的 小球（可视为质点）A和8,质量分别为叫和”，它们沿环形圆管（在竖直平面内）顺时针方向运动，经过最低点时的速度都是加 设A 球通过最低点时8球恰好通过最高点，此时两球作用于环形圆管的合力为零，那么小加2、R和均应满足的关系式是.例6、有两架走时准确的摆钟，一架放在地面上，另一架放入探空火箭中.假若火箭以加速度a=8g竖直向上发射，在升高时=64 km 时，发动机熄火而停止工作.试分析计算：火箭上升到最高点时，两架摆钟的读数差是多少？（不考虑g随高度的变化，取g=10m/s2）例7、光滑的水平桌面上，放着质量=lkg的木板，木板上放着一个装有小马达的滑块，它们的质量尸0.1kg.马达转动时可以使细 线卷在轴筒上，从而使滑块获得Vo=O/m/s的运动速度（如图16），滑块与木板之间的动摩擦因数=0.02.开始时我们用手抓住木板使 它不动，开启小马达，让滑块以速度为运动起来，当滑块与木板右端相距/=0.5m时立即放开木板.试描述下列两种不同情形中木板与滑 块的运动情况，并计算滑块运动到木板右端所花的时间.图16（1）线的另一端拴在固定在桌面上的小柱上.如图（a）.（2）线的另一端拴在固定在木板右端的小柱上.如图（b）.线足够长，线保持与水平桌面平行，g=10m/s2.例8、相隔一定距离的A、8两球，质量相等，假定它们之间存在着恒定的斥力作用.原来两球被按住，处在静止状态.现突然松开,同时给4球以初速度心，使之沿两球连线射向8球，B球初速度为零.若两球间的距离从最小值（两球未接触）在刚恢复到原始值所经历 的时间为外 求B球在斥力作用下的加速度.（本题是2000年春季招生，北京、安徽地区试卷第24题）【跟踪练习】1、如图17所示，A、8两球完全相同，质量为 止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为用两根等长的细线悬挂在。点，两球之间夹着一根劲度系数为人的轻弹簧，静0.则弹簧的长度被压缩了（）A.mg tan 0 k2mg tan 0 B.C./、mg(tan-)k2mg tan()D.-二k2、如图18所小,半径为R、圆心为。的大圆环根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上,机的重物，忽略小圆环的大小.k（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧8=30的位置上（如图），在两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量用=也加的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物，设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物”下降的最大距离.（2）若不挂重物小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环 擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态？3、图19中的A是在高速公路上用超声测速仪测量车速的示意图，测速仪发 号.根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图8中修、尸2 信号，1、2分别是？、P2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，Pl、P2之间及大、小圆环之间的摩出并接收超声波脉冲信 是测速仪发出的超声波 间的时间间隔/-1.0s,超声波在空气中传播的速度尸34 0m/s,若汽车是匀速行驶的，则根据图中可知，汽车在接收到修、P2两个信号之间的时间内前进的距离是 m,汽车的速度是 m/s.A图1一94、利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，图1一10（）中仪器A和8通过电缆线连接，8为超声波发射与接 收一体化装置，仪器4和B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.现固定装置3,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间G发射短促的超声波脉冲，如图110（。）中幅度较大的波形,反射波滞后的时间已在图中标出，其中T和AT为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为“，根据所给信息求小车的 运动方向和速度大小.C图 1105、关于绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法中，正确的是（）A.卫星的轨道面肯定通过地心B.卫星的运动速度肯定大于第一宇宙速度C.卫星的轨道半径越大、周期越大、速度越小D.任何卫星的轨道半径的三次方跟周期的平方比都相等6、某人造地球卫星质量为山，其绕地球运动的轨道为椭圆.已知它在近地点时距离地面高度为也，速率为vi，加速度为外，在远地 点时距离地面高度为比，速率为也，设地球半径为凡 则该卫星.（1）由近地点到远地点过程中地球对它的万有引力所做的功是多少？（2）在远地点运动的加速度北多大？7、从倾角为夕的斜面上的A点，以水平初速度必抛出一个小球.问:图 111（1）抛出后小球到斜面的最大（垂直）距离多大？（2）小球落在斜面上B点与A点相距多远？8、滑雪者从A点由静止沿斜面滑下，经一平台后水平飞离5点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如图112所示.斜 面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为月，假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变.求：（1）滑雪者离开B点时的速度大小；（2）滑雪者从8点开始做平抛运动的水平距离.9、如图113所示，悬挂在小车支架上的摆K为/的摆，小车与摆球起以速葭1防位速向右运动.小车与矮墙相碰后立即停止（不弹回），则下列关于摆球上升能够达到的最大高度”的说法中，正确的是（）A.若 =12g l,则”=/B.若 为=个4g l,则 H=2lc.不论为多大，可以肯定位总是成立的 2g图 113D.上述说法都正确10、水平放置的木柱，横截面为边长等于。的正四边形A5CO；摆长/=4 a的摆，悬挂在A点（如图1一14所示），开始时质量为加 的摆球处在与4等高的P点，这时摆线沿水平方向伸直；已知摆线能承受的最大拉力为7?g；若以初速度为竖直向下将摆球从P点抛出，为使摆球能始终沿圆弧运动，并最后击中A点.求心的许可值范围（不计空气阻力）.11、已知单摆。完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.静朝摆长乙与，分别为（）A.la=2.5 m,lb=0.9m B.la=0.9 m,lb=2.5mC.la=2.4 111,4=4.0m D.la=4.0m,/,=2.4 m12、一列简谐横波沿直线传播，传到P点时开始计时，在尸4 s时，P点恰好完成了 6次全振动，而在同一直线上的。点完成了 2,次4全振动，已知波长为13；m.试求P、。间的距离和波速各多大.13、如图115所示，小车板面上的物体质量为尸8kg,它被一根水平方向上 止在小车上，这时弹簧的弹力为6N.现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小 来，运动中加速度由零逐渐增大到Im/s2,随即以Irn/s2的加速度做匀加速直线运动.以（）A.物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化B.物体受到的摩擦力先减小、后增大、先向左、后向右C.当小车加速度（向右）为0.7 5m/s2时，物体不受摩擦力作用D.小车以Im/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N 14、如图116所示，一块质量为长为L的均质板放在很长的光滑 图 1一15拉伸了的弹簧拉住而静 车由静止开始运动起 下说法中，正确的是水平桌面上，板的左端图 116有一质量为？的小物体（可视为质点），物体上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速率V向下拉绳，物体 最多只能到达板的中点，而板的右端尚未到达桌边定滑轮处.试求：（1）物体刚达板中点时板的位移.（2）若板与桌面之间有摩擦，为使物体能达到板的右端，板与桌面之间的动摩擦因数的范围是多少.15、在水平地面上有一质量为2kg的物体，物体在水平拉力F始运动，10s后拉力大小减为白，该物体的运动速度随时间变化的图 3求：（1）物体受到的拉力产的大小；（2）物体与地面之间的动摩擦因数（g取lOm/s?）.的作用下由静止开像如图1一17所示,16、如图所示，一高度为力=0.8m粗糙的水平面在3点处与一倾角为8=30的斜面3C连接，一小滑块从水平面上的A点以=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动.运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑.已知AB间的距离S=5m,求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数.（2）小滑块从A点运动到地面所需的时间.（3）若小滑块从水平面上的A点以h=5m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动，运动到8点时小滑块将做什么运动？并求出小滑块从4点运动到地面所需时间（取g=10m/s2）.图 118专题二动量与机械能黄冈中学：徐辉【命题向导】动量守恒与能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点，也是广大考生普遍感到棘手的难点之一.动量守恒与能量 守恒贯穿于整个高中物理学习的始终，是联系各部分知识的主线.它不仅为解决力学问题开辟了两条重要途径，同时也为我们分析问题和 解决问题提供了重要依据.守恒思想是物理学中极为重要的思想方法，是物理学研究的极高境界，是开启物理学大门的金钥匙，同样也是 对考生进行方法教育和能力培养的重耍方面.因此，两个守恒可谓高考物理的重中之重，常作为压轴题出现在物理试卷中，如2004年各 地高考均有大题.纵观近几年高考理科综合试题，两个守恒考查的特点是：灵活性强，难度较大，能力要求高，内容极丰富，多次出现在两个守恒定律网络交汇的综合计算中；题型全，年年有，不回避重复考查，平均每年有36道题，是区别考生能力的重要内容；两个守恒定律不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求，经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代 物理知识综合运用，在高考中所占份量相当大.从考题逐渐趋于稳定的特点来看，我们认为：2005年对两个守恒定律的考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上.因此在第二 轮复习中，还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时，注重分析综合能力的培养，训练从能量、动量守恒的角度分析问题的思维方法.【典型例题】例1（2001年理科综合）下列是一些说法：一质点受到两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同；一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反；在同样时间内，作用力力和反作用力的功大小不一定相等，但正负符号一定相反；在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反.以上说法正确的是（）A.B.C.D.例2（石家庄）为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离，通常用弹簧弹出飞机，使飞机获得一定的初速度，进入跑道加 速起飞.某飞机采用该方法获得的初速度为“，之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速，经过时间3离开航空母舰且恰好达到 最大速度心.设飞机的质量为加，飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定.求：（1）飞机在跑道上加速时所受阻力/的大小；（2）航空母舰上飞机跑道的最小长度s.【例3】如下图所示，质量为m=2kg的物体，在水平力Q8N的作用下，由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动 摩擦因数4=0.2.若产作用4=6s后撤去，撤去产后又经f2=2s物体与竖直墙壁相碰，若物体与墙壁作用时间f3=01s,碰墙后反向弹回的 速度v=6m/s,求墙壁对物体的平均作用力（g取lOm/s?）.【例4】有一光滑水平板，板的中央有一小孔，孔内穿入一根光滑轻线，轻线的上端系一质量为”的小球，轻线的下端系着质量分 别为mx和m2的两个物体，当小球在光滑水平板上沿半径为R的轨道做匀速圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态（如下图）.若 将两物体之间的轻线剪断，则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动？m 2【例5】如图所示，水平传送带48长/=8.3m,质量为M=lkg的木块随传送带一起以V1=2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速 度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数=0.5.当木块运动至最左端A点时，颗质量为%=20g的子弹以历=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度“=50m/s,以后每隔Is就有一颗子弹射向木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取 10m/s.求：（1）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离4点的最大距离？（2）木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中？（3）从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中，子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是多少？（g取10m/s）vo【例6】质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车的上表面是一光滑的曲面，末端是水平的，如下图所示，小车被挡板尸挡住,质量为的物体从距地而高H处自由下落，然后沿光滑的曲面继续下滑，物体落地点与小车右端距离so,若撤去挡板P，物体仍从原处自 由落下，求物体落地时落地点与小车右端距离是多少？【例7】如下图所示，一辆质量是?=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数/=0.4,开始时 平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不 变，但方向与原来相反.平板车足够长，以至滑块不会滑到平板车右端.（取g=10m/s2）求：（1）平板车每一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？MVQm【例8】如图所示，光滑水平面上有一小车瓦右端固定一个砂箱，砂箱左侧连着一水平轻弹簧，小车和砂箱的总质量为车上放 有一物块A，质量也是，物块A随小车以速度均向右匀速运动.物块A与左侧的车面的动摩擦因数为，与右侧车面摩擦不计.车匀 速运动时，距砂面”高处有一质量为?的泥球自由下落，恰好落在砂箱中，求：（1）小车在前进中，弹簧弹性势能的最大值.（2）为使物体A不从小车上滑下，车面粗糙部分应多长？m 彳 A H【跟踪练习】1.物体在恒定的合力R作用下作直线运动，在时间。内速度由0增大到V,在时间内速度由V增大到2V.设尸在内做的功是 卬1，冲量是人；在内做的功是卬2，冲量是，2，那么（）A./2，/=叫 B./2，“叫C./|=/2，%=叼 D./=/2，叱14.（，04广东，17）（16分）图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块8相连，8静止在水平直导轨上，弹簧处在原长状态.另-质量与 B相同的滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向8滑行.当A滑过距离6时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连.已知最后A恰好返回到出发点尸并停止.滑块A和8与导轨的滑动摩擦因数都为4,运动过程中弹簧最大形变量为小 重 力加速度为g.求A从尸点出发时的初速度v0.15.。01春季招生，22）（14分）如下图所示，A、8是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和8的右面端相接触.两板的 质量皆为M=2.0kg,长度皆为Z=1.0m.C是一质量为w=l.0kg的小物块.现给它一初速度vo=2.Om/s,使它从B板的左端开始向右滑 动，已知地面是光滑的，而C1与A、8之间的动摩擦因数为=0.10.求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动.（取重力加速度 g=10m/s2）Pb I A I16.如图所示，-个长为3质量为M的长方形木块，静止在光滑水平面上，一个质量为根的物块（可视为质点），以水平初速度飞,从 木块的左端滑向另一端，设物块与木块间的动摩擦因数为，当物块与木块达到相对静止时，物块仍在长木块上，求系统机械能转化 成内能的量Q.专题三电场和磁场黄冈中学：江楚桥【方法归纳】一、场强、电势的概念1、电场强度E定义：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电量q的比值叫做该点的电场强度。数学表达式：E=F/q,单位：Vim电场强度E是矢量，规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向 场强的三个表达式定义式决定式关系式表达式E=F/q八丝 rd选用 范围对任何电场E的大小 及方向都适用。与检验 电荷的电量的大小、电 性及存在与否无关。q：是检验电荷只对真空的点电荷适用。Q：是场源电荷的电量。r：研究点到场源电荷的距 离。只对匀强电场适用。U：电场中两点的电势差。d：两点间沿电场线方向的距 离。说明电场强度是描述电场力的性质的物理量。电场E与F、q无关，取决于电场本身。当空间某点的电场是由几个点电荷共同激发的，则该点的电场强度等于每个点电 荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和。比较电场中两点的电场强度的大小的方法：由于场强是矢量。比较电场强度的大小应比较其绝对值的大小，绝对值大的场强就大，绝对值小的场强就小。I在同一电场分布图上，观察电场线的疏密程度，电场线分布相对密集处，场强较大；电场较大；电场线分布相对稀疏处，场强较小。II形成电场的电荷为点电荷时，由点电荷场强公式七=挈 可知，电场中距这个点电荷Q较近的点的场强比距这个点电荷Q较远的 r 点的场强大。III匀强电场场强处处相等IV等势面密集处场强大，等势面稀疏处场强小2、电势、电势差和电势能定义：电势：在电场中某点放一个检验电荷q,若它具有的电势能为E,则该点的电势为电势能与电荷的比值。电场中某点的电势在数值上 等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功。也等于该点相对零电势点的电势差。电势差：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力做功Wm与电荷电量口的比值，称为AB两点间的电势差，也叫电压。电势能：电荷在电场中所具有的势能；在数值上等于将电荷从这一点移到电势能为零处电场力所做的功。E W定义式：U二一或Uab=一曳，单位：V q qE=U q 单位：J说明：I电势具有相对性，与零电势的选择有关，般以大地或无穷远处电势为零。n电势是标量，有正负，其正负表示该的电势与零电势的比较是高还是低。Ui电势是描述电场能的物理量，关于几个关系关于电势、电势差、电势能的关系电势能是电荷与电场所共有的；电势、电势差是由电场本身因素决定的，与检验电荷的有无没有关系。屯势、屯势能具有相对性，与零电势的选择有关；电势差具有绝对性，与零电势的选择无关。关于电场力做功与电势能改变的关系电场力对电荷做了多少功，电势能就改变多少；电荷克服电场力做了多少功，电势能就增加多少，电场力对电荷做了多少正功，电势 能就减少多少，即 W=-Ao在学习电势能时可以将“重力做功与重力势能的变化”作类比。关于电势、等势面与电场线的关系电场线垂直于等势面，且指向电势降落最陡的方向，等势面越密集的地方，电场强度越大。比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法：I利用电场线来判断：在电场中沿着电场线的方向，电势逐点降低。II利用等势面来判断：在静电场中，同一等势面上各的电势相等，在不同的等势面间，沿着电场线的方向各等势面的电势越来越低。山利用计算法来判断：因为电势差U/=3,结合qUuh=Ua-uh，若 uah 0,则 Ua Uh,若 Uclh=0，则 ua=uh；若 U.b t1 B.t2 q图135.如图14所示，电子在电势差为UI的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两平行极板间的电场中，射入方向与极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子 下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角。变大能射出平行板区的条件的是()A.U,变大,B.Ui变小,C.Ui变大,D.U|变小,5变大5变大U2变小5变小00伏的加速电场后，由小孔S沿两水6.(1997年，全国题)如图15(1)所示，真空室中电极K发出平金属板A、B间的中防线射入，A、B板长/=0.02米，相距1=0.020米，加在A、B两板间的电压u随时间t变化Ut图线如 图15(2)所示，设A、B间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场，在每个电子通过电场区域的极短时间。内，电场可视作恒定的。两 板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极右端距离力=0.15米，筒绕其竖直轴匀速转动，周期t=0.20秒，筒的周长5=0.20米，筒能接收到通过A、B板的全部电子。(1)以t=0时见图15(2),此时=0,电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点，并取y轴竖直向上，试计算电子打到 记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用)(2)在给出的坐标纸图15(3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。图15 图157.（1997年，全国题）在图16中所示的实验装置中，平行板电容器供 接，极板B接地，若极板B稍向上移动-点，由观察到的涉电评指 电容变小的结论，其依据是（）A.两极板间的电压不变，极板上的电量变小B.两极板间的电压不变，极板上的电量变大C.极板上的电量儿乎不变，两极板间的电压变小 D.极板上的电量儿乎不变，两极板间的电压变大8.如图17所示，已充电的平行板电容器，带正电的极板接地，两极图16极板A与灵敏的静电计相 针变化作出平行板电容器点电荷，若将上极板下移至虚线位置，则下列说法中正确的A.两极间的电压和板间场强都变小B.两极间的电压变小，但场强不变 C.P点的电势升高，点电荷的电势能增大 匚二二二二二二二二二二二二二二D.P点的电势不变，点电荷的电势能也不变：由9.如图18所示，在x轴上方有匀强磁场（磁感强度为B）,十1 一_ 图 17 I的粒子以速度均从坐标原点0射入磁场，vo与x轴的负方 板间于P点处固定-一负的是（）一个质量为m,带电量为q 向夹角为夕，不计重力，求粒子在磁场中飞行的时间和飞出磁场的坐标（磁场垂直纸面,不考虑粒子的重力）io0图1810.如图19所示，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度为B,方向如图所示，下方有匀强电场，场强为E。今有电量为q,质量为m的粒子位于y轴N点坐标(0,-b)o不计粒子所受重力。在x轴上有一点M(L,0)。若使上述粒子在y轴上的N点由静止开始释放在电磁场中往返运动，刚好能通过M点。已知OM=L。求:(1)粒子带什么电？(2)释放点N离O点的距离须满足什么条件?(3)从N到M点粒子所用最短时间为多少？图19x11.图20中，A、B是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T的UA=0,B板的电势Ub随时间的变化规律为，在0到T/2的时间内,达T的时间内，Ub=-U；在T到3T/2的时间内，UB=U0；在3T/2-不B现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内，设电子的初速则()/IA.若电子在t=0时刻进入，它将一直向B板运动 H-A_-=-图 20B.若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而板上C.若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上交变电压 o A板的电势 Ub=U0(正常数)；在T/2到 到2T的时间,Ub=Uo 度和重力影响均可忽略，向A板运动，最后打在BD.若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板，时而向A板运动12.(2003.江苏)串列加速器是用来产生高能离子的装置。图21中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势 U,a、c两端均有电极接地(电势为零)，现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其 电子剥离，成为价正离子，而不改变其速度大小。这些正价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。已知碳离子的质量根=2.0 x10-26k8，u=7.5x105V,8=0.507,n=2,元电荷e=1.6x I。-。，求半径R。图2113.如图22所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的匀强磁场。质量为m,电量为+q的粒子在环中 作半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板。原来电势都是零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+U,B板电势仍 保持为零，粒子在两板间电场中得到加速。每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半 径不变。(1)设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈。求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能En。(2)为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增。求粒子绕行第n圈时的磁感应强度Bno(3)求粒子绕行n圈所需要的总时间V(设极板间距离远小于R)。(4)在图22(2)中画出A板电势u与时间t的关系(从t=0起画到粒子第四次离开B板时即可)(5)在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可始终保持为+U?为什么？UU图 22(1)图 22(2)14.（2002年，广东题）如图23（a）所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长度和宽），在两板之间有一 带负电的质点P,已知若在A、B间加电压Uo,则P点可以静止平衡，现在A、B间加上图（b）所示的随时间/变化的电压U,在，=0 时，质点P位于A、B的中点处且初速度为零，已知质点P能在A、B间以最大的幅度上下运动，而又不与两极板相碰，求图（b）中U改变的各时刻。，/2，&及乙的表达式（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程,电压只改变一次）。图2315.如图24所示，倾角为30的直角三角形底边长为2/,底边外在水平位置，斜边为光滑绝缘导轨，现在底边中点O处固定一正电荷Q,让一个质量为m的带正电荷q从斜面顶端A沿斜面滑下（始终不脱离斜面），已测得它滑到仍在斜边上的垂足D处的速度为丫，加速度 为a,方向沿斜面向下，问该质点滑到斜边底端C点时的速度和加速度各为多少？图24专题四电磁感应与电路黄冈中学王小兰【方法归纳】电磁感应是电磁学中最为重要的内容，也是高考的热点之一。电磁感应是讨论其他形式能转化为电能的特点和规律；电路问题主要是 讨论电能在电路中传输、分配并通过用电器转化成其他形式能的特点和规律，本专题的思想是能量转化与守恒思想。在复习电磁感应部分时，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律；这两个定律一是揭示感应电动势的大小所遵循的规律；一个是揭示感的电动势方向所遵循的规律，法拉第电磁感定律的数学表达式为：=n,磁通量的变化率越大，感应电动势越大.磁通量的变A r化率越大，外界所做的功也越大.楞次定律的表述为：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，从楞次定律的内容可以判 断出：要想获得感应电流就必须克服感应电流的阻碍，需要外界做功，需要消耗其他形式的能量.在第二轮复习时如果能站在能量的角度 对这两个定律进行再认识，就能够对这两个定律从更加整体、更加深刻的角度把握.电路部分的复习，其一是以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热)，三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)，以及串、并联电路的特点等概念、定律的理解掌握和计算；其二是以闭合电路欧姆定律为 中心讨论电动势概念、闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化；其三，对高中物理所涉及的种不同类别的电路进行比 较，即恒定电流电路、变压器电路、远距离输电电路，比较这些电路哪些是基本不变量，哪些是变化量，变化的量是如何受到不变量的制 约的.其能量是如何变化的.在恒定电流电路中，如果题目不加特殊强调，电源的电动势和内电阻是基本不变量，在外电阻改变时其他量的变化受到基本不变量的 制约.在变压器电路中，如果题目不加特殊强调，变压器的输入电压不变，其他量改变时受到这个基本不变量的制约.在远距离输电电路中，如果题目不加特殊强调，发电厂输出的电功率不变，其他量改变时受到这个基本不变量的制约.【典例分析】1.电磁感应的图象问题方法：图象问题有两种：一是给出电磁感应过程选出或画出正确图象；二是由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.其 思路是：利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势.感应电流的大小，利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向，利用图象法直观，明确地表示出感应电流的大小和方向.掌握这种重要的物理方法.例1、如图41(a)所示区域(图中直角坐标系xOy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于图面向里，大小为8,半 径为/,圆心角为60的扇形导线框OP。以角速度切绕。点在图面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求线框中感应电流的最大值/()和交变感应电流的频率f.(2)在图(b)中画出线框转一周的时间内感应电流/随时间f变化的图象.(规定在图(a)中线框的位置相应的时刻为f=0)(a)(b)图412、电路的动态分析方法：利用欧姆定律，串、并联电路的性质，闭合电路的欧姆定律；明确不变量，以“从局部到整体再到局部”，“从外电路到内电路 再到外电路”的顺序讨论各物理量的变化情况.例2、如图43所示的电路中，电源的电动势 为E,内阻为广.当可变电阻的滑片尸向人移动 时，电压表（Vj）的读数必与电压表的读数3A.3变大，变小B.Ui变大，G变大C.5变小，上变小B.必变小，G变大3、电磁感应与力学综合方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定（1）基本思路：受力分析一运动分析一变化趋 第二定律列方程求解.（2）注意安培力的特点：的变化情况是（）律向一确定运动过程和最终的稳定状态一由牛顿导体运动v电磁感应E势欧姆定律 动电口合电路 应感安培力F磁场对电流的作用感应电流/（3）纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变,导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系.例3、如图44所示，两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内，左端接有阻值为R的电阻，其他部分的电阻均 不计.在x0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的稳定磁场，磁感强度大小按8=依规律变化（其中左是一大于零的常数）.一根质 量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上，两者接触良好.当f=0时直杆位于x=0处，其速度大小为,方向沿x轴正方向，在此后的过程中，始终有一个方向向左的变力尸作用于金属杆，使 金属杆的加速度大小恒为。，加速度方向一直沿x轴的负方向.求：（1）闭合回路中感应电流持续的时间有多长？（2）当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时，闭合回路的感应电动势多大？此时作用于金属杆的外力尸多大？2图444、电磁感应与动量、能量的综合方法：（1）从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量，如在导体棒做非匀变速运动的问题中，应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易 解答的问题.在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时，由于这两根导体棒所受的安培力等大反向，合外力为零，若不受其他外力，两导体棒的总动量守恒.解决此类问题往往要应用动量守恒定律.（2）从能量转化和守恒着手，运用动能定律或能量守恒定律基本思路：受力分析一弄清哪些力做功，正功还是负功一明确有哪些形式的能量参与转化，哪增哪减一由动能定理或能量守恒定律 列方程求解.能量转化特点：|其它能（如：机械能）|安培力做负功 丽 电流做功|内能（焦耳热）|例4、如图46所示，在空间中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为近 磁感应强度为艮 有一宽度为b（hh）.长度为L、电阻为R、质量为机的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的PQ边到达磁场下边缘时，恰好开始 做匀速运动.求：（1）线圈的边刚好进入磁场时，线圈的速度大小.（2）线圈从开始下落到刚好完全进入磁场所经历的时间.X X X X X*x x x x x图46例5、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平内，两导轨间的距离为/,导轨上面横放着两根导体棒断和M构成矩形回路,如图47所示.两根导体棒的质量皆为z,电阻皆为R,磁感应强度为6,设两导体棒均为沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止,棒仍有指向棒cd的初速度(如图所示)，若两导体棒在运动中始终不接触，求：(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？3(2)当曲棒的速度变为初速度的一时，cd棒的加速度是多少？5、电磁感应与电路综合方法：在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源.解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：(1)明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画出等效电路图.(3)运用闭合电路欧姆定律.串并联电路的性质求解未知物理量.例6、如图48所示，直角三角形导线框帅c固定在匀强磁场中，乃是一段长为L、电阻为R的均匀导线，ac和儿的电阻可不计，T T D4 C长度为一.磁场的磁感强度为8,方向垂直纸面向里.现有一段长度为一，电阻为一的均匀导体棒VN架在导线框上，开始时紧靠ac,2 2 2然后沿反方向以恒定速度u向8端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触，当MN滑过的距离为人时，导线丝中的电流 3为多大？方向如何？图486、交变电流的三值（1）最大值：Em=N BSa）,最大值耳”（匕“、/,”）与线圈的形状，以及转轴的位置无关，但转轴应与磁感线垂直.（2）有效值：交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的.即在同一时间内，跟某一交流电一样能使同-电阻产生相等热量的直 流的数值，叫做该交流电的有效值.F IJ 1正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：E=*,U=+I=书.各种交流电器设备上标准值及交流电表上的测量值都是指V2 V2 V2有效值.（3）平均值=n=-Ar（4）最大值、有效值和平均值的应用求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算.正弦交变电流的有效值为/=其他交流电流的有忑效值只能根据有效值的定义来计算.求段时间内通过导体横截面的电量时要用平均值来计算.=反而7=左了=丝.R N注意豆W耳，平均值不等于有效值.2在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.例7、边长为。的N匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁感线的转轴