第三單元電與磁知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建第三單元

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知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

第三單元

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知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

考情分析預(yù)測(cè)第三單元│考情分析預(yù)測(cè)

本專題進(jìn)入電與磁的復(fù)習(xí)．電場(chǎng)、電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)(含交流電)是構(gòu)成高中物理電磁學(xué)內(nèi)容的四大板塊，是高考命題的重要內(nèi)容，在歷年高考物理試題中約占三分之一的比重，所以本專題的復(fù)習(xí)質(zhì)量將直接影響物理成績．對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)習(xí)首先要深刻理解電場(chǎng)和磁場(chǎng)的形成及其性質(zhì)，掌握描述力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的基本概念和規(guī)律，做到這一點(diǎn)相當(dāng)于搭建好一個(gè)堅(jiān)實(shí)的舞臺(tái)；其次是對(duì)帶電粒子、帶電質(zhì)點(diǎn)或通電導(dǎo)體棒在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)做出全面的分析，包括動(dòng)力學(xué)分析、動(dòng)量分析、能量分析，所以我們的研究對(duì)象(帶電粒子、帶電質(zhì)點(diǎn)或通電導(dǎo)體棒)就相當(dāng)于舞臺(tái)上的演員；當(dāng)然，命題人就相當(dāng)于導(dǎo)演了．第三單元│考情分析預(yù)測(cè)

電磁感應(yīng)與電路問題是電與磁專題復(fù)習(xí)的又一個(gè)核心．從近年高考題型上看：電磁感應(yīng)問題有時(shí)以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，也有時(shí)以選擇題的形式出現(xiàn)；交流電及交變電路多以選擇題形式出現(xiàn)；涉及恒定電流的考題可以以選擇題形式出現(xiàn)，但更多是以實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)．能量轉(zhuǎn)化與守恒往往是電磁感應(yīng)與電路問題的命題主線，抓住這條主線也就是抓住了解題的關(guān)鍵．從試題的難度上看，涉及本專題高考試題多為中等難度或較難的題目，尤其是計(jì)算題(如帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題等)一般是具有相當(dāng)難度的壓軸題．第三單元│考情分析預(yù)測(cè)

另外，從2011高考試題可以看到，涉及本專題試題大多在選材、條件設(shè)置等方面與社會(huì)生活、生產(chǎn)實(shí)際和科學(xué)技術(shù)相聯(lián)系，在復(fù)習(xí)中應(yīng)引起足夠重視．預(yù)測(cè)2012年高考涉及電與磁專題的考題主要表現(xiàn)為以下幾種形式：1．帶電粒子(或帶電質(zhì)點(diǎn))在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題；2．直流電路的分析與計(jì)算，尤其是電路中的功率分配、動(dòng)態(tài)分析、故障分析等問題；3．與交變電流產(chǎn)生原理相關(guān)的計(jì)算問題、含理想變壓器的交變電路動(dòng)態(tài)分析問題；第三單元│考情分析預(yù)測(cè)

4．以“導(dǎo)軌＋導(dǎo)體棒”模型為載體，聯(lián)系法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、安培力、直流電路知識(shí)、磁場(chǎng)知識(shí)等多個(gè)考點(diǎn)的電磁感應(yīng)綜合題，也可能結(jié)合運(yùn)動(dòng)圖象或電學(xué)圖象進(jìn)行考查．近年高考縱覽第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020111.電場(chǎng)力的性質(zhì)北京卷16、北京卷20、江蘇卷1、浙江卷16等全國卷Ⅰ16、全國卷Ⅱ17、全國新課綜卷17、天津卷12等重慶卷19、廣東卷21、全國新課標(biāo)卷20、海南卷3第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020112.電場(chǎng)能的性質(zhì)全國卷Ⅰ18、四川卷20、山東卷20、寧夏卷18、廣東卷6、江蘇卷8、浙江卷20、安徽卷18等北京卷18、重慶卷18、天津卷5、四川卷21、江蘇卷5、山東卷20、安徽卷16等全國卷17、山東卷21、北京卷20、海南卷1、上海卷13.電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)全國卷Ⅱ19、福建卷15、天津卷5等安徽卷18、安徽卷24四川卷21、天津卷5、安徽卷18和20等第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020114.部分電路全國卷Ⅱ17、全國卷Ⅰ24、江蘇卷5等浙江卷15江蘇卷6、重慶卷205.閉合電路廣東卷10全國新課標(biāo)卷19、上海卷5、四川卷24等北京卷17、海南卷2、上海卷26.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)全國卷Ⅰ17、重慶卷19、廣東卷11、安徽卷19等上海卷13、重慶卷21、江蘇卷9、全國卷15、全國新課標(biāo)卷14和18、上海卷18等第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020117.帶電粒子在磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)全國卷Ⅰ26、廣東卷12、山東卷25、江蘇卷14、北京卷19、全國卷Ⅱ25、四川卷24等全國卷Ⅰ26、全國卷Ⅱ26、廣東卷36、山東卷25、天津卷12等海南卷10、浙江卷20、全國新課標(biāo)卷25、安徽卷23、全國卷25、四川卷25等第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020118.電磁感應(yīng)與電路寧夏卷16、寧夏卷19、浙江卷17、重慶卷20、山東卷21、安徽卷20、福建卷18、天津卷4、全國卷Ⅱ24、北京卷23、廣東卷18、江蘇卷18等全國卷Ⅰ17、全國卷Ⅱ18、重慶卷23、天津卷11、安徽卷20、全國新課標(biāo)卷25、福建卷21、四川卷20、北京卷16等廣東卷15、山東卷16和22、海南卷6和7、江蘇卷2和5、上海卷13和20、北京卷19、福建卷17等第三單元│近年高考縱覽高考考綱近年命題情況2009201020119.交流電、電磁振蕩與電磁波重慶卷18、福建卷16、天津卷2、四川卷17、山東卷19、廣東卷9、江蘇卷6、四川卷14等全國卷Ⅱ19、天津卷7、重慶卷17、江蘇卷7、福建卷13、廣東卷19、山東卷19等四川卷20、天津卷4、安徽卷19、浙江卷16、廣東卷19、山東卷20、福建卷15等專題九

電場(chǎng)專題九電場(chǎng)主干知識(shí)整合專題九

│主干知識(shí)整合

一、兩個(gè)定律1．電荷守恒定律電荷既不能產(chǎn)生，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過程中電荷的______不變．2．庫侖定律(1)內(nèi)容：真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用力，跟它們______________成正比，跟它們_______________成反比，作用力的方向在它們的連線上．總量電荷量的乘積距離的二次方專題九

│主干知識(shí)整合

(2)公式：F＝

(其中k為靜電力常量，

k＝9.0×109N·m2/C2)(3)說明：①庫侖定律在空氣中也近似成立；②適用于點(diǎn)電荷(即帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這一點(diǎn)與萬有引力很相似，但又有所不同：對(duì)質(zhì)量均勻分布的球，無論兩球相距多近，r都等于球心距；而對(duì)帶電導(dǎo)體球，距離近了以后，電荷會(huì)重新分布，不能再用球心間距代替r)．二、電場(chǎng)核心概念1．電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受的電場(chǎng)力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡稱場(chǎng)強(qiáng)．專題九

│主干知識(shí)整合

(2)定義式：E＝

適用于任何電場(chǎng)，其中q為試探電荷的電荷量．(3)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，規(guī)定其方向與____電荷在該點(diǎn)受的電場(chǎng)力方向相同．(4)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)分布情況可由電場(chǎng)線來形象描述．2．電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能(1)定義：電荷在電場(chǎng)中由電荷和電場(chǎng)的相對(duì)位置所決定的能稱為電勢(shì)能．(2)①相對(duì)性，即電勢(shì)能數(shù)值大小與電勢(shì)零點(diǎn)選取有關(guān)；②系統(tǒng)性，指電勢(shì)能是電荷與電場(chǎng)所共有的．正(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系：電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能________；電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能________．3．電勢(shì)與電勢(shì)差(1)定義：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷具有的電勢(shì)能ε跟它的電荷量q的比值，叫做該點(diǎn)的電勢(shì)．(2)定義式：φ＝

專題九

│主干知識(shí)整合

減少增加(3)說明：①電勢(shì)為標(biāo)量，但有高低之分，按規(guī)定：正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能越大，該點(diǎn)電勢(shì)越高；②電勢(shì)的值與零電勢(shì)的選取有關(guān)，通常取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，實(shí)際應(yīng)用中常取大地電勢(shì)為零．(4)電場(chǎng)中A、B間電勢(shì)的差值稱為電勢(shì)差，記作UAB＝φA－φB，電勢(shì)差與零電勢(shì)點(diǎn)的選取無關(guān)．(5)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系：W＝qUAB.(6)電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)無直接關(guān)系：場(chǎng)強(qiáng)大(或小)的地方電勢(shì)不一定大(或小)，零電勢(shì)可由人為選取，而場(chǎng)強(qiáng)是否為零則由電場(chǎng)本身決定．專題九

│主干知識(shí)整合

4．電場(chǎng)線與等勢(shì)面(1)電場(chǎng)線始于正電荷(或無窮遠(yuǎn))，終于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn))，兩條電場(chǎng)線不能相交；(2)電場(chǎng)線越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)越大，電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向；(3)沿著電場(chǎng)線方向，電勢(shì)越來越低；(4)電場(chǎng)線越密的地方等差等勢(shì)面也越密，所以等差等勢(shì)面越密的地方表示場(chǎng)強(qiáng)______；(5)電場(chǎng)線與通過該處的等勢(shì)面垂直，即場(chǎng)強(qiáng)方向與通過該處的等勢(shì)面垂直且由高等勢(shì)面指向低等勢(shì)面．專題九

│主干知識(shí)整合

越大單個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)特征電場(chǎng)線①電場(chǎng)線為直線；②正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電場(chǎng)線起于正電荷，終止于無窮遠(yuǎn)；③負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中電場(chǎng)線起于無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷場(chǎng)強(qiáng)①以點(diǎn)電荷為球心的球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小

，方向不同；②離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，場(chǎng)強(qiáng)

．電勢(shì)①以點(diǎn)電荷為球心的球面是等勢(shì)面；②正點(diǎn)電荷電場(chǎng)中離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)越低；③負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中離點(diǎn)電荷越遠(yuǎn)，電勢(shì)

．三、典型電場(chǎng)特征掌握好各種典型電場(chǎng)電場(chǎng)線的分布情況及其場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)的特點(diǎn)是解決電場(chǎng)問題的前提，詳見下表.專題九

│主干知識(shí)整合

相等越小越高單個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)特征等勢(shì)面①以點(diǎn)電荷為球心的一簇簇球面；②離點(diǎn)電荷越近，等差等勢(shì)面

．專題九

│主干知識(shí)整合

越密等量同種電荷電場(chǎng)特征等量同種負(fù)點(diǎn)電荷電場(chǎng)線①大部分是曲線，起于無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷；②兩電荷連線上的電場(chǎng)線是直線電勢(shì)取無窮遠(yuǎn)電勢(shì)為零，則等量同種負(fù)電荷生成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)均為負(fù)值連線上場(chǎng)強(qiáng)①連線中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的任意兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小_______，方向相反，且都是背離中點(diǎn)；②順著連線由一端到另一端，場(chǎng)強(qiáng)先_______再_______電勢(shì)順著連線由一端到另一端電勢(shì)先升高再降低相等減小增大等量同種電荷電場(chǎng)特征等量同種負(fù)點(diǎn)電荷中垂線上場(chǎng)強(qiáng)①中點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零，關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的任意兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反，都沿著中垂線指向中點(diǎn)；②由中點(diǎn)至無窮遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)先

再

，其中必定有一個(gè)位置場(chǎng)強(qiáng)為

．

電勢(shì)中點(diǎn)電勢(shì)最低，由中點(diǎn)至無窮遠(yuǎn)處逐漸升高至零說明：等量同種正點(diǎn)電荷電場(chǎng)特征此處從略，請(qǐng)讀者自行對(duì)照總結(jié)專題九

│主干知識(shí)整合

減小零增大等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特征電場(chǎng)線①大部分是曲線，起于正電荷，終止于負(fù)電荷；②兩電荷連線上的電場(chǎng)線是直線電勢(shì)①中垂面與無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)相等；②若取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則正電荷與中垂面間各點(diǎn)電勢(shì)為正值，負(fù)電荷與中垂面間各點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)值連線上場(chǎng)強(qiáng)①以中點(diǎn)最小但不等于零，關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的任意兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同，都是由正電荷指向負(fù)電荷；②由連線的一端到另一端，場(chǎng)強(qiáng)先

再

．電勢(shì)由正電荷到負(fù)電荷逐漸降低，中點(diǎn)電勢(shì)為零(取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零)專題九

│主干知識(shí)整合

減小增大等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)的特征連線上場(chǎng)強(qiáng)①以中點(diǎn)最大，關(guān)于中點(diǎn)對(duì)稱的任意兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相同，都是與中垂線垂直，由正電荷指向負(fù)電荷；②由中點(diǎn)至無窮遠(yuǎn)處，場(chǎng)強(qiáng)逐漸

．電勢(shì)中垂線(面)是一個(gè)等勢(shì)線(面)，電勢(shì)為零專題九

│主干知識(shí)整合

減小帶電粒子電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題大都以力學(xué)知識(shí)為主線，著重考查電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)，以及考生的理解能力和綜合分析能力．求解的關(guān)鍵是認(rèn)真分析帶電粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，建立清晰的物理情景，然后由力學(xué)規(guī)律列式求解．1．帶電粒子在電場(chǎng)中加速在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題，一般屬于物體受恒力(重力一般不計(jì))作用運(yùn)動(dòng)的問題．處理的方法有兩種：(1)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解；(2)根據(jù)動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功，與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解．涉及基本公式主要有：專題九

│主干知識(shí)整合

專題九

│主干知識(shí)整合

(3)在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速問題：一般屬于物體受變力作用運(yùn)動(dòng)的問題．處理的方法只能根據(jù)動(dòng)能定理和電場(chǎng)力做功，與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解．涉及基本公式主要有：專題九

│主干知識(shí)整合

2．帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)設(shè)極板間的電壓為U，兩極板間的距離為d，極板長度為L.(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后，受到恒定的電場(chǎng)力作用，且與初速度方向垂直，因而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，即類平拋運(yùn)動(dòng)．(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析：①在垂直電場(chǎng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，涉及基本公式主要有：vx＝v0

x＝v0t②在平行電場(chǎng)方向，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)．涉及基本公式主要有：vy＝at專題九

│主干知識(shí)整合

③通過電場(chǎng)區(qū)的時(shí)間：④粒子通過電場(chǎng)區(qū)的側(cè)移距離：y＝⑤粒子通過電場(chǎng)區(qū)偏轉(zhuǎn)角：tanθ＝⑥帶電粒子從極板的中線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其出射時(shí)速度方向的反向延長線交于入射線的中點(diǎn)．所以側(cè)移距離也可表示為：y＝

要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)一電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷有電場(chǎng)力的作用，電場(chǎng)力是一種性質(zhì)力，與其他性質(zhì)的力一樣具有力的基本特征．對(duì)于電場(chǎng)中涉及電場(chǎng)力的問題，與前面力學(xué)問題的處理方法一致，但要注意電場(chǎng)力的方向由電荷電性和電場(chǎng)方向兩個(gè)因素決定．電勢(shì)能是區(qū)別于其他能量的一種能量形式，在涉及電勢(shì)能的問題中要注意兩點(diǎn)：第一，電勢(shì)能變化的量度——電場(chǎng)力做功；第二，注意能量守恒定律的靈活應(yīng)用．專題九│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

如圖3－9－1所示，在真空中的A、B兩點(diǎn)分別放置等量異種點(diǎn)電荷，在A、B兩點(diǎn)間取一正五角星形路徑abcdefghija，五角星的中心與A、B的中點(diǎn)重合，其中af連線與AB連線垂直．現(xiàn)將一電子沿該路徑逆時(shí)針移動(dòng)一周，下列判斷正確的是(

)專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．e點(diǎn)和g點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同B．a(chǎn)點(diǎn)和f點(diǎn)的電勢(shì)相等C．電子從g點(diǎn)到f點(diǎn)再到e點(diǎn)過程中，電勢(shì)能先減小再增大D．電子從f點(diǎn)到e點(diǎn)再到d點(diǎn)過程中，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功【點(diǎn)撥】(1)等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)情況如何？(2)等量異種點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)情況如何？等勢(shì)面如何分布？專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

B【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，e點(diǎn)和g點(diǎn)對(duì)稱，電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，A錯(cuò)誤；a、f連線是一條等勢(shì)線，二者電勢(shì)相等，B正確；從g點(diǎn)到f點(diǎn)再到e點(diǎn)過程中，電場(chǎng)力方向向左側(cè)，電場(chǎng)力一直做負(fù)功，電勢(shì)能一直增加，C錯(cuò)誤；電子從f點(diǎn)到e點(diǎn)再到d點(diǎn)過程中，電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功，D錯(cuò)誤．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】關(guān)于電場(chǎng)力的性質(zhì)和能的性質(zhì)的相關(guān)規(guī)律必須在理解的基礎(chǔ)上熟記相關(guān)規(guī)律，才能快速準(zhǔn)確解答此類問題．涉及電場(chǎng)力做功問題，可能定性地進(jìn)行考查(如上面例1的D選項(xiàng))；也可能定量要求計(jì)算(如本專題限時(shí)集訓(xùn)第2、6、8題等)，要準(zhǔn)確掌握電場(chǎng)力做功的基本途徑：(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中可由功的定義式W＝Fscosθ來定量計(jì)算；(2)通過結(jié)論“電場(chǎng)力做功等于電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值”來計(jì)算，即W＝－ΔE電，如例1的第(3)問；(3)用WAB＝

qUAB來計(jì)算，用此公式計(jì)算要嚴(yán)格帶符號(hào)運(yùn)算，q和UAB要代入其正負(fù)值符號(hào)，則所得W的正、負(fù)直接表明電場(chǎng)力做功的正、負(fù)；(4)在涉及能量轉(zhuǎn)化的分析時(shí)，及時(shí)應(yīng)用動(dòng)能定理列式并靈活進(jìn)行變形是常用的技巧．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)二帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)主要有以下幾種形式：(1)帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速運(yùn)動(dòng)；(2)帶電粒子在電場(chǎng)中的非勻變速運(yùn)動(dòng)；(3)帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)．具體可從動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量、能量等多個(gè)角度來分析和求解．帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)屬于類平拋運(yùn)動(dòng)，所以要及時(shí)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法求解，同時(shí)要注意：(1)明確電場(chǎng)力方向，確定帶電粒子到底向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)；(2)借助畫出的運(yùn)動(dòng)示意圖尋找?guī)缀侮P(guān)系或題目中的隱含關(guān)系．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

圖3－9－2是示波管的原理圖，它由電子槍、熒光屏和兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極XX′、YY′組成．偏轉(zhuǎn)電極的極板都是邊長為l的正方形金屬板，每對(duì)電極的兩個(gè)極板間距都為d.電極YY′的右端與熒光屏之間的距離為L.這些部件處在同一個(gè)真空管中．電子槍中的金屬絲加熱后可以逸出電子，電子經(jīng)加速電極間電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極間，兩對(duì)偏轉(zhuǎn)電極分別使電子在兩個(gè)互相垂直的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)．熒光屏上有xOy直角坐標(biāo)系，x軸與電極XX′的金屬板垂直(其正方向由X′指向X)，y軸與電極YY′的金屬板垂直(其正方向由Y′指向Y)．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究已知電子的電量為e，質(zhì)量為m.可忽略電子剛離開金屬絲時(shí)的速度，并不計(jì)電子之間相互作用力及電子所受重力的影響．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(1)若加速電極的電壓為U0，兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極都不加電壓時(shí)，電子束將沿直線運(yùn)動(dòng)，且電子運(yùn)動(dòng)的軌跡平行每塊金屬板，并最終打在xOy坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)．求電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)前瞬間速度的大??；(2)若再在偏轉(zhuǎn)電極YY′之間加恒定電壓U1，而偏轉(zhuǎn)電極XX′之間不加電壓，求電子打在熒光屏上的位置與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離；(3)Ⅰ.若偏轉(zhuǎn)電極XX′之間的電壓變化規(guī)律如圖3－9－3甲所示，YY′之間的電壓變化規(guī)律如圖乙所示．由于電子的速度較大，它們都能從偏轉(zhuǎn)極板右端穿出極板，且此過程中可認(rèn)為偏轉(zhuǎn)極板間的電壓不變．請(qǐng)?jiān)趫D丙中定性畫出在熒光屏上看到的圖形；專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究Ⅱ.要增大屏幕上圖形在y方向的峰值，若只改變加速電極的電壓U0、YY′之間電壓的峰值Uy、電極XX′之間電壓的峰值Ux三個(gè)量中的一個(gè)，請(qǐng)說出如何改變這個(gè)物理量才能達(dá)到目的．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】(1)示波管的結(jié)構(gòu)如何？(2)電子從發(fā)射到打到熒光屏上總共經(jīng)歷幾個(gè)運(yùn)動(dòng)階段？每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段可以分解為幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)？決定分運(yùn)動(dòng)的因素是什么？(3)(Ⅰ)如圖所示(Ⅱ)減小U0或增大Uy【解析】

(1)電子經(jīng)過加速電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理得解得專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(2)設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電極YY′中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,沿垂直電場(chǎng)方向電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則l＝vt1沿平行電場(chǎng)方向電子做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則此過程中電子的加速度大小a＝電子在y方向的速度vy＝at1電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)外做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t2到達(dá)熒光屏，則

L＝vt2

y2＝vyt2電子打在熒光屏上的位置與坐標(biāo)原點(diǎn)之間的距離y＝y(tǒng)1＋y2解得專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于示波管問題要特別注意以下兩點(diǎn)：(1)看清楚示波管的結(jié)構(gòu)，清楚其兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電壓的具體作用；(2)要善于從運(yùn)動(dòng)的合成與分解的角度理解和分析電子的運(yùn)動(dòng)情況，并結(jié)合圖示建立立體空間圖景．掌握好示波管原理是準(zhǔn)確理解應(yīng)用示波器的前提和基礎(chǔ)，所以要特別注意對(duì)本題的真正掌握和理解．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)三帶電體在重力場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在重力場(chǎng)和電場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的形式多樣，可做直線運(yùn)動(dòng)、一般曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等；研究對(duì)象可能為單個(gè)物體，也可能是物體系；研究方法與力學(xué)綜合題的分析方法相近，只不過多了電場(chǎng)力和電勢(shì)能的分析而已．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3

如圖3－9－4所示，在界限MN左上方，存在斜向左下與水平方向夾角為45°的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝

×105V/m.一半徑為R＝0.8m的

光滑絕緣圓弧凹槽固定在水平地面上．一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量m＝0.2kg、電荷量大小q＝1×10－5C的帶正電金屬物塊P從槽頂端A由靜止釋放，從槽底端B沖上與槽底端平齊的絕緣長木板Q.長木板Q足夠長且置于光滑水平地面上，質(zhì)量為m＝1kg.已知開始時(shí)長木板有一部分置于電場(chǎng)中，圖中C為界限MN與長木板Q的交點(diǎn)，B、C間的距離sBC＝0.6m，物塊P與木板Q間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝

取g＝10m/s2，求：專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(1)物塊P從A點(diǎn)滑到B時(shí)速度的大?。?2)物塊P從B點(diǎn)滑上木板Q后到離開電場(chǎng)過程所經(jīng)歷的時(shí)間；(3)物塊P在木板Q上滑動(dòng)的過程中摩擦生的熱．專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】

(1)金屬塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程，有幾個(gè)力對(duì)其做功？各自做功多少？(2)金屬塊由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程受力情況如何？運(yùn)動(dòng)情況如何？例3

(1)4m/s

(2)0.2s

(3)0.85J

【解析】

(1)∵A、B連線垂直于電場(chǎng)線，故A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等∴金屬塊P從A運(yùn)動(dòng)到B，電場(chǎng)力做功為零

設(shè)P剛沖上Q板時(shí)的速度為v0，該過程由動(dòng)能定理有mgR＝

∴v0＝

＝4m/s專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(2)物塊P從B運(yùn)動(dòng)到C出電場(chǎng)的過程，由題意可知，F(xiàn)電＝qE＝

Nf＝μ(F電cos45°＋mg)＝1N則加速度大小aP＝

＝10m/s2設(shè)P在C處速度為v1，由

解得v1＝2m/s

故t＝

＝0.2s另解：由sBC＝v0t－

aPt2，解得t0＝6s或t2＝0.2s∵P物塊速度減至零需時(shí)間t＝

＝0.4s<0.6s，所以t1＝0.6s舍去專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究∴可知物塊P沖上Q后，經(jīng)歷t＝0.2s滑至電場(chǎng)邊界MN此時(shí)v1＝v0－aPt＝2m/s.

(3)物塊P在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，木板的加速度大小aQ＝

＝1m/s2，所以物塊P剛離開電場(chǎng)時(shí)，長木板Q板的速度為v2＝aQt＝0.2m/s物塊P離開電場(chǎng)后，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，Q板足夠長，設(shè)P、Q最終達(dá)到共同速度v，有mv1＋Mv2＝(m＋M)v解得v＝0.5m/s由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，全過程摩擦生熱Q＝mgR－

(m＋M)v2－W克電專題九

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究電場(chǎng)力只在BC段對(duì)物塊P做功，W克電＝F電sBCcos45°＝0.6J∴Q＝0.85J.【點(diǎn)評(píng)】分析帶電粒子(質(zhì)點(diǎn))在重力和電場(chǎng)力構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)注意：(1)根據(jù)題意，確定是否考慮重力，質(zhì)子、α粒子、電子、離子等微觀粒子一般不考慮重力；而液滴、塵埃、小球等宏觀帶電質(zhì)點(diǎn)一般要考慮重力(如上面例3中金屬塊則考慮重力)，是否考慮重力最終是由題目給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所決定；(2)注意看清研究對(duì)象所處的空間方位，尤其是題目明確是在水平面上的運(yùn)動(dòng)情況，如果錯(cuò)誤地按照豎直面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)來處理就會(huì)帶來不必要失分；(3)注意電場(chǎng)的空間分布規(guī)律，特別注意電場(chǎng)力對(duì)研究對(duì)象是否做功？做什么功？(4)注意多種力學(xué)觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用．專題九

│教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題如圖所示，帶正電的點(diǎn)電荷O固定，另有兩個(gè)質(zhì)量相等、電荷量相同的點(diǎn)電荷A、B分別在點(diǎn)電荷O的電場(chǎng)力作用下沿1、2兩軌道運(yùn)動(dòng)，其中電荷A沿半徑為r的圓周軌道1以速率vA運(yùn)動(dòng)；電荷B沿橢圓軌道2運(yùn)動(dòng)，橢圓軌道到O的最遠(yuǎn)距離為2r，電荷經(jīng)過橢圓最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)的速率是vB；兩軌道相切于C點(diǎn)，若不考慮A、B間的相互作用，則(

)專題九

│教師備用習(xí)題A．A、B兩電荷均帶負(fù)電B.vA等于vBC．兩電荷分別經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度大小相等D．A電荷運(yùn)動(dòng)經(jīng)過C點(diǎn)的加速度大于B電荷運(yùn)動(dòng)經(jīng)過C點(diǎn)的加速度專題九

│教師備用習(xí)題

【解析】A

A、B均帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；A做圓周運(yùn)動(dòng)，滿足

B電荷在遠(yuǎn)點(diǎn)開始做向心運(yùn)動(dòng)，滿足

所以vA>vB，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)A電荷仍然滿足

B電荷過C點(diǎn)后開始做離心運(yùn)動(dòng)，滿足

則vA<vB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)A、B電荷均有

此時(shí)二者加速度相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．專題九

│教師備用習(xí)題【備選理由】本題將庫侖定律與圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析結(jié)合起來，具有較好的綜合復(fù)習(xí)效果，同時(shí)拓展對(duì)庫侖定律的理解．專題十磁場(chǎng)專題十磁場(chǎng)場(chǎng)力比較項(xiàng)目電場(chǎng)力洛倫茲力重力力的大?、貴＝Eq②與電荷的運(yùn)動(dòng)情況無關(guān)，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中為恒力①與速度大小和方向有關(guān)，電荷靜止或速度方向平行于磁場(chǎng)方向時(shí)不受洛倫茲力②電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力最大，f＝qBv①G＝mg②與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，在地球表面附近可以看成一個(gè)恒力主干知識(shí)整合專題十│主干知識(shí)整合一、三種場(chǎng)力的綜合比較專題十│主干知識(shí)整合場(chǎng)力比較項(xiàng)目電場(chǎng)力洛倫茲力重力力的方向

①正電荷受到電場(chǎng)力方向與E方向相同

②負(fù)電荷受到電場(chǎng)力方向與E方向相反

③F與E方向互相平行

①洛倫茲力方向垂直于磁場(chǎng)方向和速度方向所確定的平面

②用左手定則確定洛倫茲力的方向，應(yīng)注意電荷的正負(fù)

①方向總是豎直向下

②與重力加速度方向相同專題十│主干知識(shí)整合場(chǎng)力比較項(xiàng)目電場(chǎng)力洛倫茲力重力作用效果可以改變速度的大小和方向只能改變速度的方向，而不能改變速度的大小可以改變速度的大小和方向做功特點(diǎn)做多少功與路徑無關(guān)，而與初末位置之間的電勢(shì)差有關(guān)．電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加洛倫茲力對(duì)電荷不做功，因?yàn)槁鍌惼澚Ψ较蚩偸呛退俣确较虼怪弊龆嗌俟εc路徑無關(guān)，而與初末位置之間的高度差有關(guān)．重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加專題十│主干知識(shí)整合場(chǎng)力比較項(xiàng)目電場(chǎng)力洛倫茲力重力沖量特點(diǎn)都會(huì)對(duì)受力的帶電粒子產(chǎn)生沖量：

①對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)，則電場(chǎng)力為恒力，其沖量與電場(chǎng)力方向相同，可用I＝Ft計(jì)算

②洛倫茲力往往是一個(gè)變力，其沖量一般不用I＝Ft計(jì)算

③重力為恒力，其沖量與重力方向相同，可用I＝Ft計(jì)算專題十│主干知識(shí)整合二、帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的比較運(yùn)動(dòng)形式比較項(xiàng)目帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速(v0與電場(chǎng)線平行或?yàn)榱?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0⊥E)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)(v0與磁感線平行)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0與磁感線垂直)受力特點(diǎn)受到恒定的電場(chǎng)力；電場(chǎng)力做功不受磁場(chǎng)力作用受磁場(chǎng)力作用；但磁場(chǎng)力不做功運(yùn)動(dòng)特征勻變速直線運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)專題十│主干知識(shí)整合運(yùn)動(dòng)形式比較項(xiàng)目帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速(v0與電場(chǎng)線平行或?yàn)榱?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0⊥E)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)(v0與磁感線平行)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0與磁感線垂直)研究方法牛頓運(yùn)動(dòng)定律勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓運(yùn)動(dòng)定律勻變速運(yùn)動(dòng)公式正交分解法勻速直線運(yùn)動(dòng)公式牛頓運(yùn)動(dòng)定律向心力公式圓的幾何知識(shí)專題十│主干知識(shí)整合表達(dá)方式如何求運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度和位移如何求飛行時(shí)間、偏移量和偏轉(zhuǎn)角如何求時(shí)間和偏轉(zhuǎn)角用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式、導(dǎo)出公式和推論求解時(shí)間：飛出電場(chǎng)t＝打在極板上t＝偏移量：y＝at2偏轉(zhuǎn)角：tanα＝時(shí)間t＝

T(θ是圓心角，T是周期)偏轉(zhuǎn)角sinθ＝

(l是磁場(chǎng)寬度，R是粒子軌道半徑)專題十│主干知識(shí)整合運(yùn)動(dòng)形式比較項(xiàng)目帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速(v0與電場(chǎng)線平行或?yàn)榱?帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0⊥E)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)(v0與磁感線平行)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)(v0與磁感線垂直)運(yùn)動(dòng)情景專題十│主干知識(shí)整合三、帶電粒子(質(zhì)點(diǎn))在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．帶電質(zhì)點(diǎn)(考慮重力)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有兩種情況：一是“疊加式”復(fù)合場(chǎng)，即重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)三者或其中任意兩者共存于同一區(qū)域的場(chǎng)；一是“組合式”復(fù)合場(chǎng)，指電場(chǎng)與磁場(chǎng)同時(shí)存在，但不重疊出現(xiàn)在同一區(qū)域的情況．帶電質(zhì)點(diǎn)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(包括平衡)，說到底仍然是一個(gè)力學(xué)問題，只要掌握好不同的場(chǎng)對(duì)帶電體作用力的特點(diǎn)，從分析帶電體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況著手，充分發(fā)掘隱含條件，建立清晰的物理情景，最終把物理模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)表達(dá)式，即可求解．(2)解決復(fù)合場(chǎng)中帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的問題可從以下三個(gè)方面入手：①動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程)；專題十│主干知識(shí)整合②能量觀點(diǎn)(動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律)；③動(dòng)量觀點(diǎn)(動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律)．2．帶電粒子(不計(jì)重力)在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中只受電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用，電場(chǎng)力的方向由電性和電場(chǎng)方向共同決定，洛倫茲力方向要用左手定則準(zhǔn)確判斷．(2)對(duì)于“組合式”的復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題，往往是由粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)“連接”而成，因此對(duì)粒子經(jīng)過連接點(diǎn)的速度大小和方向的分析是銜接兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，一般是解題的突破口．(3)“對(duì)稱性”是帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題經(jīng)常呈現(xiàn)的一個(gè)特點(diǎn)，成為解題的另一突破口．要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)一帶電體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的題，除了運(yùn)用常規(guī)的解題思路(畫示意圖、找“圓心”、定“半徑”)之外，往往更側(cè)重于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)(尤其是幾何和三角知識(shí))進(jìn)行分析．一般情況下，在題目涉及的眾多的物理量和數(shù)學(xué)量中，“角度”是最最關(guān)鍵的一個(gè)量，它可以幫助我們找圓心、定方向、求時(shí)間，所以角度既是建立幾何量與物理量之間關(guān)系式的一個(gè)紐帶，又是溝通幾何圖形與物理模型的橋梁；其次是半徑，在審題過程中首先計(jì)算出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑，有利于進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)題中隱含的幾何關(guān)系，同時(shí)，半徑也是關(guān)聯(lián)速度的重要物理量．專題十│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽類似，因此，它被俗稱為“人造太陽”．熱核反應(yīng)的發(fā)生，需要幾千萬度以上的高溫，因而反應(yīng)中的大量帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝．人類正在積極探索各種約束裝置，磁約束托卡馬克裝置就是其中一種．如圖3－10－1所示為該裝置的簡化模型．有一個(gè)圓環(huán)形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知其截面內(nèi)半徑為R1＝1.0m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1.0T，被約束粒子的比荷為

＝4.0×107C/kg，該帶電粒子從中空域與磁場(chǎng)交界面的P點(diǎn)以速度v0＝4.0×107m/s，沿環(huán)的半徑方向射入磁場(chǎng)(不計(jì)帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的相互作用，不計(jì)帶電粒子的重力)．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(1)為約束該粒子不穿越磁場(chǎng)外邊界，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小外半徑R2.(2)若改變?cè)摿Ｗ拥娜肷渌俣葀，使v＝v0，求該粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)開始到第一次回到P點(diǎn)所需要的時(shí)間t.專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】(1)粒子射出內(nèi)圓的方向如何？進(jìn)入磁場(chǎng)后做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)過程中能離開內(nèi)圓圓心的最大距離是多少？(2)改變粒子速度后的運(yùn)動(dòng)情況如何？到再一次回到P點(diǎn)需要經(jīng)歷什么過程？為解決這一問題你需要進(jìn)行哪些定量計(jì)算呢？專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

(1)2.41m

(2)5.74×10－7

【解析】

(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，則qv0B＝R＝

＝1.0m如圖所示，由幾何關(guān)系得

＝R2－RR2＝(1＋

)m＝2.41m專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(2)設(shè)粒子此時(shí)在磁場(chǎng)中做圓運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則

如圖所示，由幾何關(guān)系得

＝R2－RR2＝(1＋

)m＝2.41m設(shè)粒子此時(shí)在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則如圖所示，由幾何關(guān)系得θ＝arctan

＝30°，∠POP′＝60°專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究故帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)繞圓心O′轉(zhuǎn)過360°－(180°－60°)＝240°又回到中空部分，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，故粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次回到P點(diǎn)時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝3×

＝2TT＝粒子在中空部分運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2＝

，粒子運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為t＝t1＋t2＝

＝5.74×10－7s專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】

為準(zhǔn)確分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題，通常必須通過定量運(yùn)算才能深入審題，結(jié)合畫幾何圖示找出空間定量關(guān)系和隱含條件．同時(shí)要特別注意理解并熟練應(yīng)用以下結(jié)論：1．一個(gè)方程：洛倫茲力提供向心力，即qvB＝2．兩個(gè)角度：(1)帶電粒子與勻強(qiáng)磁場(chǎng)規(guī)則邊界(直線邊界或圓周邊界)以多大夾角射入，就將以多大夾角射出；(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中完成一段圓弧所引起的偏向角(速度方向偏轉(zhuǎn)的角度)等于這段圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究3．三個(gè)確定：(1)定圓心O——粒子在其圓周軌跡上不同位置的兩點(diǎn)A、B處所受洛倫茲力f洛作用線的交點(diǎn)為圓心，或弦AB的中垂線OO′與任一洛倫茲力f洛作用線的交點(diǎn)即為圓心；(2)定半徑——由r＝

計(jì)算，或借助軌跡圖示由幾何關(guān)系、三角關(guān)系求解；(3)定時(shí)間——由t＝

T(θ為圓弧對(duì)應(yīng)的圓心，T為圓周運(yùn)動(dòng)的周期)來求，或由t＝

(s為圓弧弧長，v為圓周運(yùn)動(dòng)的線速度)來求．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究

[2011·廣東卷]如圖3－10－2甲所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場(chǎng)和垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，內(nèi)外圓間的電勢(shì)差U為常量，R1＝R0，R2＝3R0，一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域，不計(jì)重力．(1)已知粒子從外圓上以速度v1射出，求粒子在A點(diǎn)的初速度v0的大?。?2)若撤去電場(chǎng)，如圖乙所示，已知粒子從OA延長線與外圓的交點(diǎn)C以速度v2射出，方向與OA延長線成45°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間．(3)在圖乙中，若粒子從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，速度大小為v3，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于多少？變式題專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(2)由牛頓第二定律qBv2＝如圖所示，由幾何關(guān)系確定粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心O′和半徑RR2＋R2＝(R2－R1)2聯(lián)立得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期

T＝由幾何關(guān)系確定粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t＝聯(lián)立得t＝專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(3)如圖所示，為使粒子射出，則粒子在磁場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)大于過A點(diǎn)的最大內(nèi)切圓半徑，該半徑為Rc＝磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)小于Bc＝專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)二帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是高考持續(xù)熱點(diǎn)，一般從動(dòng)力學(xué)和能量兩個(gè)角度命題，有時(shí)要涉及動(dòng)量觀點(diǎn)．處理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，必須畫示意圖，在畫圖的基礎(chǔ)上注意適當(dāng)作輔助線，運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系.專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

如圖3－10－3所示，在空間范圍足夠大的區(qū)域內(nèi)存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一段光滑且絕緣的圓弧軌道AC固定在復(fù)合場(chǎng)內(nèi)，其圓心為O點(diǎn)，半徑R＝45m，OA連線在豎直方向上，AC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ＝37°.有一質(zhì)量為m＝3.6×10－4kg、電荷量大小q＝9.0×10－6C的帶電小球，以v0＝20m/s的初速度沿水平方向從A點(diǎn)射入圓弧軌道，從C點(diǎn)離開軌道后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)請(qǐng)分析判斷小球帶正電還是帶負(fù)電；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小；(3)小球在圓弧軌道A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】(1)考慮小球所受重力嗎？(2)根據(jù)小球離開軌道后做直線運(yùn)動(dòng)的信息你能判斷其具體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(勻速、加速或減速)嗎？小球電性如何？進(jìn)行以上判斷的依據(jù)是什么？專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

(1)正電(2)3×102V/m

(3)3.2×10－3N，方向豎直向下【解析】

(1)小球從C點(diǎn)離開軌道后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必受平衡力作用，如圖所示，由此判定小球帶正電．(2)由平衡條件有qE＝mgtanθ則場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝＝3×102V/m專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(3)小球從A到C過程，由動(dòng)能定理有qERsinθ－mgR(1－cosθ)＝

解得v＝25m/s在勻速運(yùn)動(dòng)過程中有qvBcosθ＝mg解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝20T故在A點(diǎn)有N＋qv0B－mg＝m解得N＝3.2×10－3N根據(jù)牛頓第三定律，小球射入圓弧軌道A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力N′＝N＝3.2×10－3N，方向豎直向下．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于復(fù)合場(chǎng)問題的分析要注意以下幾點(diǎn)：(1)幾乎所有力學(xué)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都可能出現(xiàn)在復(fù)合場(chǎng)問題中，要注重典型力學(xué)問題解題方法和思路的遷移；(2)等效法和對(duì)稱法是兩個(gè)非常有效的分析方法，例如在三場(chǎng)疊加環(huán)境中，若電場(chǎng)力與重力的合力為零，則在進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí)可等效為物體只受洛倫茲力．對(duì)稱性規(guī)律常為解題提供快捷途徑，這在類豎直上拋運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式中都有很好的體現(xiàn)；(3)要善于進(jìn)行過程和狀態(tài)的推理和判斷——依據(jù)依然是力學(xué)規(guī)律．例如上面例2的分析，根據(jù)小球的直線運(yùn)動(dòng)結(jié)合直線運(yùn)動(dòng)條件即可確定小球應(yīng)帶正電，再根據(jù)洛倫茲力決定式可知小球速度不能發(fā)生變化，否則會(huì)打破其直線運(yùn)動(dòng)的條件．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究

[2010·海南卷]圖3－10－4中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為U；兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里，圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里．一電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面、垂直于磁場(chǎng)的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑EF方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的G點(diǎn)射出，已知弧

所對(duì)應(yīng)的圓心角為θ.不計(jì)重力，求：(1)離子速度的大??；(2)離子的質(zhì)量。變式題專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【解析】(1)由題設(shè)知，離子在平行金屬板之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它所受到的向上的磁場(chǎng)力和向下的電場(chǎng)力平衡qvB0＝qE0

式中，v是離子運(yùn)動(dòng)速度的大小，E0是平行金屬板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度，有E0＝聯(lián)立以上兩式得v＝

專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(2)在圓形磁場(chǎng)區(qū)域，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為r＝根據(jù)下圖和幾何關(guān)系得

r＝Rtanα又2α＋θ＝π

聯(lián)立以上各式解得

m＝

專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【高考命題者說】本題主要考查考生的綜合分析能力，考核內(nèi)容為帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．根據(jù)題意，離子在平行金屬板之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它受到平衡力的作用，進(jìn)入圓形區(qū)域時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從G點(diǎn)射出．根據(jù)題意畫出離子的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過題目所給出的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡上的幾個(gè)點(diǎn)之間的幾何關(guān)系找出半徑，根據(jù)公式即可求解出離子的質(zhì)量．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究本題物理情景較為簡單，考生只要能夠掌握帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，一般應(yīng)能順利得到正確答案．試題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0.158，區(qū)分度為0.701，對(duì)25分以上的考生都有較好的區(qū)分度．有61%的考生得0分，13%的考生得1分，7%的考生得4分，只有3%的考生得滿分．(引自教育部考試中心2011課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版《高考理科試題分析》第210頁)專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)三與磁場(chǎng)有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用問題與磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用問題很多，如回旋加速器、速度選擇器、質(zhì)譜儀、電磁流量計(jì)、等離子發(fā)電機(jī)、霍爾效應(yīng)等，對(duì)這類問題的分析首先要清楚相關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而理解其原理，其核心原理都是帶電粒子在磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3

[2011·江蘇卷]某種加速器的理想模型如圖3－10－5甲所示，兩塊相距很近的平行小極板中間各開一個(gè)有一小孔a、b，兩極板間電壓uab的變化圖象如圖乙所示，電壓的最大值為U0、周期為T0，在兩極板外有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．若將一質(zhì)量為m0、電荷量為q的帶正電的粒子從板內(nèi)a孔處靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)間T0后恰能再次從a孔進(jìn)入電場(chǎng)加速．現(xiàn)該粒子的質(zhì)量增加了

m0.(粒子在兩極板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不計(jì)，兩極板外無電場(chǎng)，不考慮粒子所受的重力)專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(1)若在t＝0時(shí)將該粒子從板內(nèi)a孔處靜止釋放，求其第二次加速后從b孔射出時(shí)的動(dòng)能；(2)現(xiàn)要利用一根長為L的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁場(chǎng)中時(shí)管內(nèi)無磁場(chǎng)，忽略其對(duì)管外磁場(chǎng)的影響)，使圖中實(shí)線軌跡(圓心為O)上運(yùn)動(dòng)的粒子從a孔正下方相距L處的c孔水平射出，請(qǐng)?jiān)趫D上的相應(yīng)位置處畫出磁屏蔽管；(3)若將電壓uab的頻率提高為原來的2倍，該粒子應(yīng)何時(shí)由板內(nèi)a孔處靜止開始加速，才能經(jīng)多次加速后獲得最大動(dòng)能？最大動(dòng)能是多少？專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何？周期多大？(2)粒子質(zhì)量發(fā)生變化對(duì)周期有何影響？專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究當(dāng)粒子的質(zhì)量增加了

m0，其周期增加ΔT＝

T0.則根據(jù)圖可知，粒子第一次的加速電壓u1＝U0粒子回到電場(chǎng)中用時(shí)

T0，由圖可讀出粒子第二次的加速電壓u2＝射出時(shí)的動(dòng)能Ek2＝qu1＋qu2；解得Ek2＝(2)磁屏蔽管的位置如圖所示．專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究(3)在uab>0時(shí)，粒子被加速，則最多連續(xù)被加速的次數(shù)N＝

得N＝25分析可得，粒子在連續(xù)被加速的次數(shù)最多且u＝U0時(shí)也被加速的情況下，最終獲得的動(dòng)能最大．粒子由靜止開始加速的時(shí)刻專題十

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于常用儀器要記住其基本結(jié)構(gòu)、基本原理以及經(jīng)常出現(xiàn)的基本結(jié)論，例如“回旋加速器加速后的帶電粒子所能達(dá)到的最大動(dòng)能與加速次數(shù)無關(guān)，而與加速器半徑和磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)”等，這樣有利于提高快速解題能力．專題十一

直流和交流電路專題十一直流和交流電路主干知識(shí)整合專題十一

│主干知識(shí)整合

一、部分電路歐姆定律

1．公式：I＝

2．定量關(guān)系(1)R一定時(shí)，I∝U；(2)U一定時(shí)，I∝

(3)R與U、I無關(guān)．3．圖象表示：在R一定的情況下，I與U成________，所以I－U圖線、U－I圖線是_______________，在I－U圖線中，斜率越大則R________；在U－I圖線中，斜率越大則R________.正比過原點(diǎn)的直線越小越大專題十一

│主干知識(shí)整合

說明：①公式中的I、U、R是表示同一導(dǎo)體的電流、電壓和電阻；②適用范圍：純電阻用電器．二、電功、電熱、電功率1．電功：電流做的功．計(jì)算公式：W＝qU＝UIt，對(duì)純電阻電路有：W＝

＝I2Rt.2．電熱：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量．公式：Q＝I2Rt，對(duì)純電阻電路有：Q＝IUt＝

.3．電功和電熱的關(guān)系(1)純電阻電路，電功等于電熱；專題十一

│主干知識(shí)整合

(2)非純電阻電路，電功大于電熱，即：UIt＝Q＋E其他能．4．電功率：反映電流做功快慢的物理量．計(jì)算公式：P＝＝UI，對(duì)純電阻電路有：P＝I2R＝

.5．額定功率：指用電器正常工作時(shí)的功率．當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓U額時(shí)，電流達(dá)到額定電流I額，電功率也達(dá)到額定功率P額，且P額＝I額U額，如果是純電阻用電器，還可寫成P額＝

＝IR(P額、U額、I額、R四個(gè)量中只要知道其中兩個(gè)量，就可以算出其他兩個(gè)量)．專題十一

│主干知識(shí)整合

三、閉合電路歐姆定律1．三種表達(dá)式(1)I＝

(2)E＝U內(nèi)＋U外；(3)U端＝E－Ir.說明：上面第(3)式是解決動(dòng)態(tài)分析問題時(shí)常用的解析式，也是“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)的原理，也可以畫出其圖象進(jìn)行理解，詳見本書專題十八電學(xué)實(shí)驗(yàn)講解和例題．2．路端電壓U和外電阻R的關(guān)系(1)若R增大，則U________，當(dāng)R→∞(斷路)時(shí)，U＝E(達(dá)到最大)；增大專題十一

│主干知識(shí)整合

(2)若R減小，則U________，當(dāng)R＝0(電源短路)時(shí)，U＝0(達(dá)到最小)．3．總電流I和外電阻R的關(guān)系(1)若R增大，則I________，當(dāng)R→∞時(shí)，I＝0；(2)若R減小，則I________，當(dāng)R＝0時(shí)，I＝

(達(dá)到最大)．注意：通常情況下，電源不能被短路，即R不能減小到零．減小減小增大專題十一

│主干知識(shí)整合

四、閉合電路的功率分配及討論1．幾種功率(1)電源總功率P總＝EI(電源消耗的總功率)；(2)電源輸出功率P輸出＝U端I(即外電路功率)；(3)電源損耗功率P內(nèi)損＝I2r(即內(nèi)電路功率)；(4)線路損耗功率P線損＝I2R線．2．關(guān)于閉合電路功率的幾個(gè)結(jié)論(1)閉合電路上功率分配關(guān)系為：P＝P外＋P內(nèi)，即EI＝UI＋I(xiàn)2r.專題十一

│主干知識(shí)整合

(2)閉合電路上功率分配關(guān)系反映了閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化和守恒，即電源提供的電能，一部分消耗在內(nèi)阻上，其余部分輸出給外電路，并在外電路上轉(zhuǎn)化為其他形式的能，能量守恒的表達(dá)式為：①EIt＝UIt＋I(xiàn)2rt(普遍適用)；②EIt＝I2Rt＋I(xiàn)2rt(只適用于外電路為純電阻的電路)．(3)電源的效率

(由公式可知：外電阻R越大，電源的效率________)．越高專題十一

│主干知識(shí)整合

(4)電源的輸出功率與外電阻R的關(guān)系：對(duì)純電阻電路來說，電源的輸出功率為P出＝UI＝

據(jù)此可畫出P出與R的關(guān)系圖如圖3－11－1所示．專題十一

│主干知識(shí)整合

根據(jù)P出關(guān)系式及其圖象容易理解以下規(guī)律：①當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率達(dá)到最大，即Pm＝

此時(shí)電源效率η＝50%；②當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大，輸出功率越來越??；③當(dāng)R<r時(shí)，隨著R的增大，輸出功率越來越大；④當(dāng)P出＜Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率的值對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且存在定量關(guān)系R1R2＝r2.五、理想變壓器及遠(yuǎn)距離輸電

1．變壓器是用來改變交流電壓的設(shè)備．對(duì)只有一個(gè)副線圈的理想變壓器存在三個(gè)規(guī)律：專題十一

│主干知識(shí)整合

(3)P入＝P出，I1U1＝I2U2.2．遠(yuǎn)距離輸電(1)輸電模型如圖3－11－2所示．專題十一

│主干知識(shí)整合

(2)三個(gè)定量關(guān)系①電壓損失關(guān)系：ΔU＝U2－U3.理想變壓器的電壓損失是輸電線上的電阻導(dǎo)致的，升壓變壓器的輸出電壓和降壓變壓器的輸入電壓的差就是電壓損失．②功率損失關(guān)系：ΔP＝IR線＝

輸電線上電阻發(fā)熱導(dǎo)致功率損失，升壓變壓器輸出功率和降壓變壓器的輸入功率的差即為功率損失．③功率關(guān)系P用＝P入－P損．要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)一直流電路的分析高考試題中涉及直流電路的問題主要是電路的動(dòng)態(tài)分析問題．引起電路特征發(fā)生變化的主要原因有：①滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)，使電路的電阻發(fā)生變化；②開關(guān)的閉合、斷開或換向(雙擲開關(guān))使電路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；③電路發(fā)生短路和斷路(電路故障)．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究分析電路的動(dòng)態(tài)變化的基本步驟：①明確變化的原因；②明確電路結(jié)構(gòu)(有時(shí)需要對(duì)電路進(jìn)行簡化)；③遵循由部分到整體再回到部分的基本思路，靈活使用閉合電路、部分電路歐姆定律，注意各部分電路的電流、電壓關(guān)系．專題十一│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

[2011·北京卷]如圖3－11－3所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略．開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大

C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大【點(diǎn)撥】R0滑動(dòng)端向下滑動(dòng)，則其連入電路的實(shí)際阻值如何變化？回路總電阻如何變化？總電流如何變化？路端電壓如何變化？專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例1

A【解析】

變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻減小，電路中總電阻變小，由I＝

可得，電路中總電流增大，內(nèi)阻上分到的電壓變大，路瑞電壓變小，電壓表的示數(shù)減?。傠娏髟龃?，電阻R1分到的電壓增大，由于U端＝UR1＋UR2，路端電壓減小，R1分到的電壓增大，所以R2分到的電壓減小，電流表的示數(shù)變?。C上所述，A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】(1)進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析的常見思路：由部分電阻變化推斷外電路總電阻(R外)的變化，再由閉合電路歐姆定律I總討論干路電流I總的變化，最后再根據(jù)具體情況分別確定各支路、各元件上其他量的變化情況．(2)從電路分析角度看，斷路可認(rèn)為是電路中某處電阻增大到無窮大，短路可認(rèn)為電路某處電阻減小到零，因此電路故障問題可以視為特殊的動(dòng)態(tài)分析問題．(3)電容器是一個(gè)儲(chǔ)存電能的元件，在直流電路中，當(dāng)電容器充、放電時(shí)，其所在電路里有充、放電電流，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器就相當(dāng)于一個(gè)阻值無窮大的電阻，則電容器所在電路處可視為斷路．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究分析計(jì)算含有電容器的直流電路時(shí)應(yīng)注意：①電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，在此支路的電阻沒有電壓降，因此電容器兩極間的電壓就等于該支路兩端的電壓；②電路中的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充(放)電，如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電，如果電壓降低，電容器將通過與其并聯(lián)的電路構(gòu)成放電回路放電．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究變式題

[2011·海南卷]如圖3－11－4所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表．初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小B．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大C．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小D．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大例1

變式題

B

【解析】

當(dāng)S斷開時(shí)，電路的總電阻R總變大，總電流I＝

變小，內(nèi)電壓U內(nèi)＝Ir變小，路端電壓U＝E－Ir變大，電壓表測(cè)量路端電壓，讀數(shù)變大；R1兩端電壓U1＝IR1變小，R3兩端電壓U3＝U－U1變大，通過R3的電流I3＝變大，電流表讀數(shù)變大，B選項(xiàng)正確．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)二交流電路的分析和計(jì)算交變電流的最大值、瞬時(shí)值、有效值、平均值都有其對(duì)應(yīng)的適用條件，應(yīng)特別注意對(duì)交流電有效值的理解和計(jì)算，在解題中注意區(qū)分．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

配電變壓器指配電系統(tǒng)中變換交流電壓和電流的一種電器，如圖3－11－5為某理想變壓器示意圖，原副線圈匝數(shù)比為25∶1，下列說法正確的是(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．若原線圈的輸入電壓最大值為10kV，則電壓表的示數(shù)為400VB．若由于某種原因?qū)е螺斎腚妷航档停瑒t為了保證用戶的正常用電，應(yīng)增加副線圈的匝數(shù)C．若輸入電壓不變，閉合開關(guān)S，則電壓表和電流表示數(shù)均減小D．若輸入電壓不變，閉合開關(guān)S，則原線圈中的電流變大【點(diǎn)撥】本題涉及變壓器及交流電路的分析，注意輸入和輸出的決定關(guān)系，并注意交流電表顯示的是交流電的有效值．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

BD

【解析】

根據(jù)

可知：若原線圈的輸入電壓最大值為10kV，則副線圈中電壓的最大值為400V，而電壓表的示數(shù)為有效值，應(yīng)為

V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若輸入電壓(原線圈中電壓)降低，增大副線圈的匝數(shù)，匝數(shù)比增大，可以保證副線圈電壓不變，選項(xiàng)B正確；由于變壓器為理想變壓器，副線圈電阻為零，閉合開關(guān)S，電阻減小，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】(1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值．它反映不同時(shí)刻交流電的大小和方向．(2)最大值：交變電流變化過程中所能達(dá)到的最大值，也叫峰值．它反映交流電大小的變化范圍．將電容器接在交流電路中時(shí)，要求交變電壓的最大值不能超過電容器的耐壓值．(3)平均值：用法拉第電磁感應(yīng)定律

求得的即是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值，當(dāng)然可進(jìn)一步求感應(yīng)電流的平均值．(4)有效值：交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的．正弦交流電的有效值與最大值之間的關(guān)系是：

非正弦交流電的有效值需要根據(jù)有效值的定義來求；注意在交流電路中，電表的測(cè)量值、計(jì)算電功用的電流和電壓值、電器設(shè)備上所標(biāo)的額定電流和電壓值均指有效值．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究變式題

[2010·海南卷]如圖3－11－6所示，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表，下列結(jié)論正確的是(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為

VB．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍D．若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率增加到原來的4倍專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例2

變式題AD【解析】

若電壓表讀數(shù)為6V，根據(jù)

可得，輸入電壓有效值為U1＝

V，因此其最大值為24V，選項(xiàng)A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則輸出電壓也增加到原來的2倍，電流表示數(shù)應(yīng)增加到原來的2倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸出電流減小到原來的一半，由P＝UI可知，輸入功率和輸出功率也減小到原來的一半，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出電壓增大到原來的2倍，由P＝

可知，輸出功率增加到原來的4倍，選項(xiàng)D正確．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)三變壓器與遠(yuǎn)距離輸電處理與變壓器相關(guān)的電路問題時(shí)，一般將電路分成原線圈回路、副線圈回路分別進(jìn)行考慮，用變壓器的相關(guān)公式處理兩回路的關(guān)系．分析變壓器動(dòng)態(tài)變化問題的思路：專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3如圖3－11－7所示，有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究A．U2減小，U4變大B．U2不變，U3變小C．P1變小，P2變小D．P2變大，P3變大專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)撥】遠(yuǎn)距離輸電流程如何？各級(jí)變壓器輸入、輸出參量的關(guān)系如何？例3

BD

【解析】當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，理想升壓變壓器T1輸入功率P1變大，由

得U2＝

所以U2不變，輸電電流I＝

變大，而U3＝U2－IR減小，由

得U4＝

減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；由于兩個(gè)變壓器均為理想變壓器，則有P1＝P2、P3＝P4

，即功率均增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確．專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究【點(diǎn)評(píng)】分析含理想變壓器的交流電路的動(dòng)態(tài)變化時(shí)，首先要知道哪些是不變的量，哪些是變化的量，變化的量之間存在哪些定量關(guān)系和決定關(guān)系．在這里必須掌握的三個(gè)制約關(guān)系：(1)電壓制約關(guān)系——當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(

)一定時(shí)，輸出電壓U2由輸入電壓U1決定，即U2＝

(2)電流制約關(guān)系——當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(

)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1＝

(3)負(fù)載制約關(guān)系——①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載情況決定，即P2＝P負(fù)1＋P負(fù)2＋……；②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2決定，即I2＝

專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究變式題

[2011·山東卷]為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖3－11－8甲為調(diào)壓變壓器示意圖．保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓．某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示．以下正確的是(

)專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究C．為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)下移D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)上移專題十一

│要點(diǎn)熱點(diǎn)探究例3

變式題BD

【解析】由圖乙可知，交變電流的最大值為190

V，周期為0.02s，ω＝

＝100πrad/s，所以A