物理学思想化立体位平面市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

物理学思想物理学思想化立体位平面化立体位平面第1页18如图所表示，如图所表示，A、B为竖直墙面上等高两点，为竖直墙面上等高两点，AO、BO为长度相等两根轻绳，为长度相等两根轻绳，CO为一根轻杆，为一根轻杆，转轴转轴C在在AB中点中点D正下方，正下方，AOB在同一水平面内，在同一水平面内，AOB120，COD60，若在，若在O点处悬挂点处悬挂一个质量为一个质量为m物体，则平衡后绳物体，则平衡后绳AO所受拉力和杆所受拉力和杆OC所受压力分别为所受压力分别为Amg，BC ，mg D D C B O A m第2页如图所表示，两根直木棍如图所表示，两根直木棍AB和和CD相互平行，斜相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍上部靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍上部匀速滑下若保持两木棍倾角不变，将二者间距匀速滑下若保持两木棍倾角不变，将二者间距离稍增大后固定不动，且仍能将水泥圆筒放在两离稍增大后固定不动，且仍能将水泥圆筒放在两木棍上部，则木棍上部，则()A匀速下滑匀速下滑B匀加速下滑匀加速下滑C可能静止可能静止D一定静止一定静止第3页21如图所表示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运如图所表示，水平传送带带动两金属杆匀速向右运动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨动，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接，导轨与水平面间夹角为与水平面间夹角为30，两虚线，两虚线EF、GH之间有垂直导之间有垂直导轨平面向下匀强磁场，磁感应强度为轨平面向下匀强磁场，磁感应强度为B，磁场宽度为，磁场宽度为L，两金属杆长度和两导轨间距均为，两金属杆长度和两导轨间距均为d，两金属杆，两金属杆a、b质质量均为量均为m，两杆与导轨接触良好。当金属杆，两杆与导轨接触良好。当金属杆a进入磁场进入磁场后恰好做匀速直线运动，当金属杆后恰好做匀速直线运动，当金属杆a离开磁场时，金属离开磁场时，金属杆杆b恰好进入磁场，则恰好进入磁场，则A金属杆金属杆b进入磁场后做加速运动进入磁场后做加速运动B金属杆金属杆b进入磁场后做匀速运动进入磁场后做匀速运动C两杆在穿过磁场过程中两杆在穿过磁场过程中，回路中产生总热量为，回路中产生总热量为mgL/2D两杆在穿过磁场过程中，两杆在穿过磁场过程中，回路中产生总热量为回路中产生总热量为mgL第4页图甲遮光片光源光敏管数字计时器气 垫 导 轨标尺第5页如图所表示，两个端面半径同为如图所表示，两个端面半径同为R圆柱形铁芯同圆柱形铁芯同轴水平放置，相正确端面之间有一缝隙，铁芯上轴水平放置，相正确端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场。一铜质细直棒一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒等高、垂直。让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为时铜棒中电动势大小为E1，下落，下落距离为距离为0.8R时电动势大小为时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和，忽略涡流损耗和边缘效应。关于边缘效应。关于E1、E2大小和铜棒离开磁场前两大小和铜棒离开磁场前两端极性，以下判断正确是端极性，以下判断正确是AE1E2，a端为正端为正BE1E2，b端为正端为正CE1E2，a端为正端为正DE1E2，b端为正端为正第6页如图所表示，质量为如图所表示，质量为m、长为、长为L直导线用两绝缘直导线用两绝缘细线悬挂于细线悬挂于OO，并处于匀强磁场中。当导线中，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿通以沿x负方向电流负方向电流I，且导线保持静止时，悬线，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（能为（）（A）z正向，正向，（B）y正向，正向，（C）z负向，负向，（D）沿悬线向上，沿悬线向上，第7页如图，足够长如图，足够长U型光滑金属导轨平面与水平面成型光滑金属导轨平面与水平面成角角(090)，其中，其中MN与与PQ平行且间距为平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为，导轨平面与磁感应强度为B匀匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨一直保持垂直且良好接触，并与两导轨一直保持垂直且良好接触，ab棒接入电路电阻为棒接入电路电阻为R，当流过当流过ab棒某一横截面电量为棒某一横截面电量为q时，棒速度大小为时，棒速度大小为v，则金属棒，则金属棒ab在这一过程中在这一过程中()A运动平均速度大小为运动平均速度大小为B下滑位移大小为下滑位移大小为C产生焦耳热为产生焦耳热为qBLvD受到最大安培力大小为受到最大安培力大小为第8页图甲是小型交流发电机示意图，两磁极图甲是小型交流发电机示意图，两磁极N、S间磁场可间磁场可视为水平方向匀强磁场，视为水平方向匀强磁场，A为交流电流表线圈绕垂直为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向水平轴于磁场方向水平轴OO沿逆时针方向匀速转动从图示沿逆时针方向匀速转动从图示位置开始计时，产生交变电流随时间改变图象如图乙所位置开始计时，产生交变电流随时间改变图象如图乙所表示以下判断正确是（）表示以下判断正确是（）A电流表示数为电流表示数为10AB线圈转动角速度为线圈转动角速度为50rad/sC0.01s时线圈平面与磁场方向平行时线圈平面与磁场方向平行D0.02s时电阻时电阻R中电流方向自右向左中电流方向自右向左第9页如图为一个早期发电机原理示意图，该发电机由固定如图为一个早期发电机原理示意图，该发电机由固定圆形线圈和一对用铁芯连接圆柱形磁铁组成，两磁极圆形线圈和一对用铁芯连接圆柱形磁铁组成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上投影沿圆弧磁极中心在线圈平面上投影沿圆弧XOY运动，（运动，（O是是线圈中心），则（）线圈中心），则（）A从从X到到O，电流由，电流由E经经G流向流向F，先增大再减小，先增大再减小B从从X到到O，电流由，电流由F经经G流向流向E，先减小再增大，先减小再增大C从从O到到Y，电流由，电流由F经经G流向流向E，先减小再增大，先减小再增大D从从O到到Y，电流由，电流由E经经G流向流向F，先增大再减小，先增大再减小第10页如图甲所表示，一端封闭两条平行光滑导轨相距如图甲所表示，一端封闭两条平行光滑导轨相距L，距左端，距左端L处处中间一段被弯成半径为中间一段被弯成半径为H1/4圆弧，导轨左右两段处于高度相差圆弧，导轨左右两段处于高度相差H水平面上，圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在匀强磁场水平面上，圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在匀强磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线性改变磁场，左段区域存在均匀分布但随时间线性改变磁场B（t），如图乙），如图乙所表示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为所表示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为m金属捧金属捧ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中电阻为滑到圆弧底端。设金属棒在回路中电阻为R，导轨电，导轨电阻不计，重力加速度为阻不计，重力加速度为g。（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流大小和方向是否）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流大小和方向是否发生改变？为何？发生改变？为何？（2）求）求0到到t0时间内，回路中感应电流产生焦耳热量。时间内，回路中感应电流产生焦耳热量。（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0一瞬间，回路中一瞬间，回路中感应电流大小和方向。感应电流大小和方向。第11页第12页解：（解：（1）感应电流大小和方向均不发生改变，因为金属棒滑到）感应电流大小和方向均不发生改变，因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量改变率相同圆弧任意位置时，回路中磁通量改变率相同（2）0t0时间内，设回路中感应电动势大小为时间内，设回路中感应电动势大小为E，感应电流为，感应电流为I，感应电流产生焦耳热量为，感应电流产生焦耳热量为Q，由法拉第电磁感应定律：，由法拉第电磁感应定律：依据闭合电路欧姆定律：依据闭合电路欧姆定律：由焦耳定律及由焦耳定律及有有Q=I2Rt0=（3）设金属棒进入磁场）设金属棒进入磁场B0一瞬间速度为一瞬间速度为v，金属棒在圆弧区域下，金属棒在圆弧区域下滑过程中，机械能守恒：滑过程中，机械能守恒：mgh=1/2mv2在很短时间在很短时间t内，依据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场内，依据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B0瞬间感应电动势为瞬间感应电动势为E，则：，则：=B0Lx+L2B（t）闭合电路欧姆定律，求得感应电流：闭合电路欧姆定律，求得感应电流：I=B0L(-L/t0)/R 依据依据讨论：讨论：当初，当初，I=0当方向为当方向为ba 当方向为当方向为ab第13页对称思想分析问题对称思想分析问题第14页如图，二分之一径为如图，二分之一径为R圆盘上均匀分布着电荷量为圆盘上均匀分布着电荷量为Q电电荷，在垂直于圆盘且过圆心荷，在垂直于圆盘且过圆心c轴线上有轴线上有a、b、d三个点，三个点，a和和b、b和和c、c和和d间距离均为间距离均为R，在，在a点处有一电荷量点处有一电荷量为为q（q0）固定点电荷已知）固定点电荷已知b点处场强为零，则点处场强为零，则d点点处场强大小为（处场强大小为（k为静电力常量为静电力常量)A.B.C.D.第15页以下选项中各以下选项中各1/4圆环大小相同圆环大小相同,所带电荷量所带电荷量已在图中标出已在图中标出,且电荷均匀分布且电荷均匀分布,各各1/4圆环圆环间彼此绝缘间彼此绝缘.坐标原点坐标原点O处电场强度最大是处电场强度最大是第16页（山东）如图所表示，在山东）如图所表示，在x轴上相距为轴上相距为L两点固定两点固定两个等量异种点电荷两个等量异种点电荷+Q、-Q，虚线是以，虚线是以+Q所在点所在点为圆心、为半径为圆心、为半径圆，圆，a、b、c、d是圆上四个点是圆上四个点，其中，其中a、c两点在两点在x轴上，轴上，b、d两点关于两点关于x轴对称轴对称以下判断正确是（）以下判断正确是（）A Ab b、d d两点处电势相同两点处电势相同 B B四点中四点中c c点处电势最低点处电势最低 C Cb b、d d两点处电场强度相同两点处电场强度相同 D D将一试探电荷将一试探电荷+q+q沿圆周由沿圆周由a a点移至点移至c c点，点，+q+q电势能减小电势能减小 第17页15如图所表示，匀强电场中如图所表示，匀强电场中A、B、C三点组成三点组成一边长为一边长为a等边三角形。电场强度方向与纸面平行。等边三角形。电场强度方向与纸面平行。电子以某一初速度仅在静电力作用下从电子以某一初速度仅在静电力作用下从B移动到移动到A动能降低动能降低E0,质子仅在静电力作用下从质子仅在静电力作用下从C移动到移动到A动动能增加能增加E0，已知电子和质子电量绝对值均为，已知电子和质子电量绝对值均为e，则，则匀强电场电场强度匀强电场电场强度A.B.A.B.C.C.D D.第18页静电场方向平行于静电场方向平行于x轴，其电势轴，其电势随随x分布可简化分布可简化为如图所表示折线，图中为如图所表示折线，图中0和和d为已知量，一个为已知量，一个带负电粒子在电场中以带负电粒子在电场中以x=0为中心、沿为中心、沿x轴方向做轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为周期性运动。已知该粒子质量为m、电荷量为、电荷量为-q，其动能与电势能之和为，其动能与电势能之和为-A(0Aq0)。忽略。忽略重力，求：重力，求：(1)粒子所受电场力大小粒子所受电场力大小;(2)粒子运动区间粒子运动区间;(3)粒子运动周期粒子运动周期.第19页解：(1)由图可知，x=0与x=d(或-d)两点间电势差为0电场强度大小电场力大小(2)设粒子在-x0，x0区间内运动，速率为v，由题意得：由图可知由得：因动能非负，有：，得即粒子运动区间为：(3)考虑粒子从-x0处开始运动四分之一周期依据牛顿第二定律得，粒子加速度由匀加速直线运动将代入，得粒子运动周期第20页