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文檔簡介

一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中,線圈平面與磁場方向垂直,如圖03甲所示。設(shè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?,垂直紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈中順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正,逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象如圖03乙所示,則線圈所在處的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是()圖03如圖所示,理想變壓器的原線圈接高電壓,降壓后通過一段電阻不可忽略的線路接用電器,其中燈L1、燈L2的規(guī)格完全相同,R為一滑動(dòng)變阻器?,F(xiàn)將R的滑動(dòng)頭P向下滑動(dòng),則交流電壓表V,交流電流表A的示數(shù)變化及燈L1、燈L2的亮暗變化情況應(yīng)為()AV增大,A增大,燈L1、燈L2都變亮BV增大,A減小,燈L1變亮、燈L2變暗CV減小,A減小,燈L1變暗、燈L2變亮DV不變,A增大,燈L1變暗、燈L2變亮若已知阿伏伽德羅常數(shù)、物質(zhì)的摩爾質(zhì)量、摩爾體積,則可以計(jì)算出A.固體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量B.液體物質(zhì)分子的大小和質(zhì)量C.氣體分子的大小和質(zhì)量D.氣體分子的質(zhì)量和分子間的平均距離用M表示摩爾質(zhì)量,即一摩爾物質(zhì)的質(zhì)量,而一摩爾物質(zhì)中含有N個(gè)分子,因此每個(gè)分子的質(zhì)量為M/N。由于固體和液體中分子間距離較小,可以近似地認(rèn)為分子是緊密地排列在一起的V/N,那么若用V表示摩爾體積,即N個(gè)分子所具有的總體積,顯然就可以表示每個(gè)分子的體積。而氣體分子間的距離很大,用只能表示每個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間,而不是表示分子的體積,那么就可以表示氣體分子間的平均距離了。所以應(yīng)選A、B、D。第一節(jié)氣體的等溫變化1.知道什么是等溫變化及描述氣體的三個(gè)狀態(tài)參量.2.通過實(shí)驗(yàn)探究得出玻意耳定律,并掌握定律的內(nèi)容.學(xué)會(huì)利用等溫變化的規(guī)律解決有關(guān)問題.3.明確p—V圖象中,等溫變化的圖線及其物理意義.學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn):1.掌握玻意耳定律并利用定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2.理解等溫變化的p—V圖象,并能利用圖象分析實(shí)際問題.對于氣體的各種性質(zhì)均需用一個(gè)物理量來描述,如氣體的熱學(xué)性質(zhì)用溫度來描述,其力學(xué)性質(zhì)可用壓強(qiáng)來描述。定義:描述氣體性質(zhì)的物理量叫氣體狀態(tài)參量。一、溫度(T)1.意義:從宏觀上看,溫度表示物體的冷熱程度;從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看,溫度反映的是物體內(nèi)大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的激烈程度,是物體內(nèi)大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.知識(shí)準(zhǔn)備二、體積(V)1.氣體分子間平均距離大于10r0,分子力接近0,因而可以自由移動(dòng),總會(huì)充滿整個(gè)容器的空間.所以氣體的體積就是指氣體所充滿的容器的容積.2.體積的單位有:m3、cm3、L、mL等,1dm3=1L,1cm3=1mL;在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol任何氣體的體積都是22.4L.三、壓強(qiáng)(p)

1.氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)碰撞器壁而產(chǎn)生的.2.氣體分子的平均速率越大、氣體分子的密度越大,氣體分子對容器壁碰撞的作用力和頻繁程度也越大,所以,一定質(zhì)量的某種氣體的壓強(qiáng),既與氣體的溫度有關(guān),還與氣體的體積有關(guān).氣體中各處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小都相等.3.壓強(qiáng)的國際單位是Pa,常用的還有atm、cmHg.它們之間換算關(guān)系為:1atm=76cmHg=1.013×105Pa.課堂自主學(xué)案一、探究氣體等溫變化的規(guī)律1.狀態(tài)參量:研究氣體的性質(zhì)時(shí),用________、_______、_________這三個(gè)物理量來描述氣體的狀態(tài),這三個(gè)物理量被稱為氣體的狀態(tài)參量.2.等溫變化:一定質(zhì)量的氣體,在________不變時(shí)其壓強(qiáng)隨體積發(fā)生的變化.壓強(qiáng)體積溫度溫度3.實(shí)驗(yàn)條件:在探究氣體等溫變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過程中,必須保證氣體的________、_______不變.4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集:課本圖8.1-1中,注射器內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)可以從儀器上方的_________讀出,空氣柱的長度可以在玻璃管側(cè)的__________上讀出.空氣柱的長度l與______________的乘積就是它的體積V.質(zhì)量溫度壓力表刻度尺橫截面積5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理:用p-V圖象處理數(shù)據(jù)時(shí),得到的圖線是___________,用p-1/V圖象處理數(shù)據(jù)時(shí),得到的圖線是過_____________,圖線的斜率表示_____,且保持不變.二、玻意耳定律1.內(nèi)容:一定_______的某種氣體,在___________的情況下,壓強(qiáng)p與體積V成________2.公式:pV=C,或_______________.雙曲線原點(diǎn)的直線pV質(zhì)量溫度不變反比.p1V1=p2V2三、氣體等溫變化的p-V圖象一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p-V圖象如圖8-1-1所示.圖線的形狀為___________由于它描述的是溫度不變時(shí)的p-V關(guān)系,因此稱它為_________一定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的等溫線是________的.雙曲線.等溫線.不同圖8-1-1核心要點(diǎn)突破一、封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算1.液體封閉氣體的情況(1)靜止或勻速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中壓強(qiáng)的計(jì)算方法①參考液片法:選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對象,分析液片兩側(cè)受力情況,建立平衡方程消去面積,得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等,進(jìn)而求得氣體壓強(qiáng).例如,圖中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A,在其最低處取一液片B,由其兩側(cè)受力平衡可知(pA+ph0)S=(p0+ph+ph0)S.即pA=p0+ph.②連通器原理:在連通器中,同一種液體(中間液體不間斷)的同一水平液面上的壓強(qiáng)相等,如圖8-1-2中同一液面C、D處壓強(qiáng)相等,即pA=p0+ph.③力平衡法:選與封閉氣體接觸的液柱(或活塞、汽缸)為研究對象進(jìn)行受力分析,由F合=0列式求氣體壓強(qiáng).例:一圓形氣缸靜置于地面上,如圖甲氣缸筒的質(zhì)量M,活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m,氣缸內(nèi)部的橫截面積為S,大氣壓強(qiáng)為P0,現(xiàn)將活塞緩慢上提,求氣缸剛離地面時(shí),氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。(忽略摩擦)(2)容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算當(dāng)容器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液柱為研究對象進(jìn)行受力分析,然后由牛頓第二定律列方程,求出封閉氣體的壓強(qiáng).例題:如圖所示,氣缸質(zhì)量為M,活塞質(zhì)量為m,缸內(nèi)封閉氣體質(zhì)量可忽略,氣缸置于光滑水平面,當(dāng)用一水平外力F拉活塞時(shí),活塞和氣缸能保持相對靜止而向右加速運(yùn)動(dòng),則此時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少?(活塞和缸壁摩擦不計(jì),大氣壓強(qiáng)為P0,活塞橫截面積是S)。方法總結(jié):活塞汽缸結(jié)構(gòu)封閉氣體的情況通常以活塞(汽缸)為研究對象,利用動(dòng)力學(xué)知識(shí)求解.若活塞(汽缸)處于平衡狀態(tài),求解時(shí)列平衡方程即可;若處于加速狀態(tài),求解時(shí)列牛頓第二定律方程即可.跟蹤訓(xùn)練:(即時(shí)突破,小試牛刀)1.已知大氣壓強(qiáng)為p0,如圖所示,豎直的U形管內(nèi)A、B兩部分被水銀柱密封著,則兩部分氣體的壓強(qiáng)分別為:pA=____________;pB=__________.答案:p0+l1+l2

p0+l2【例1】如圖所示的(甲)、(乙)、(丙)、(丁)中玻璃管中都灌有水銀,分別求出四種情況被封閉氣體A的壓強(qiáng)(設(shè)大氣壓強(qiáng)為76cmHg)71cmHg66cmHg71cmHgpA=p0+h2-h1二、對玻意耳定律的理解1.成立條件:玻意耳定律p1V1=p2V2是實(shí)驗(yàn)定律.只有在氣體質(zhì)量一定、溫度不變的條件下才成立.2.恒量的定義:p1V1=p2V2=恒量C,該恒量C與氣體的種類、質(zhì)量、溫度有關(guān),對一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,該恒量C越大.3.等溫變化的圖象(1)p-V圖①一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下p與V成反比,因此等溫過程的p-V圖象是雙曲線的一支.②一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,氣體壓強(qiáng)與體積的乘積必然越大,在p-V圖上的等溫線就越高,如圖中,T1<T2.圖8-1-5下列圖中,p表示壓強(qiáng),V表示體積,T為熱力學(xué)溫度,各圖中正確描述一定質(zhì)量的氣體不是等溫變化的是(

)4.利用玻意耳定律解題的基本思路(1)確定研究對象:根據(jù)題意,確定所研究的氣體.(2)明確初、末狀態(tài):找出氣體變化前后的初、末狀態(tài),并確定初、末狀態(tài)的p、V值.(3)列方程求解:根據(jù)玻意耳定律列方程,必要時(shí)還應(yīng)由力學(xué)或幾何知識(shí)列出輔助方程;求解時(shí)注意同一物理量的單位要統(tǒng)一.(4)檢驗(yàn)結(jié)果:有時(shí)列方程求解會(huì)得到兩個(gè)結(jié)果,應(yīng)通過合理性的檢驗(yàn)決定取舍.課堂互動(dòng)講練類型一壓強(qiáng)的計(jì)算

求圖8-1-7中被封閉氣體A的壓強(qiáng).其中(1)、(2)、(3)圖中的玻璃管內(nèi)都灌有水銀,(4)圖中的小玻璃管浸沒在水中.大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg.(p0=1.01×105Pa,g=10m/s2,ρ水=1×103kg/m3)例1圖8-1-7【精講精析】

(1)pA=p0-ph=76cmHg-10cmHg=66cmHg.(2)pA=p0-ph=76cmHg-10×sin30°cmHg=71cmHg.(3)pB=p0+ph2=76cmHg+10cmHg=86cmHg,pA=pB-ph1=86cmHg-5cmHg=81cmHg.(4)pA=p0+ρ水gh=1.01×105Pa+1×103×10×(1.2-0.8)Pa=1.05×105Pa.【答案】見精講精析【方法總結(jié)】以液柱為研究對象,根據(jù)受力平衡,可求得封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0±ph,其中h為兩氣體液面的高度差.若被封氣體的液面低,取“+”,否則取“-”.變式訓(xùn)練1如圖8-1-8所示,活塞的質(zhì)量為m,缸套的質(zhì)量為M,通過彈簧吊在天花板上,汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的氣體,缸套和活塞間無摩擦,活塞面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0,則封閉氣體的壓強(qiáng)為(

)圖8-1-8答案:C類型二等溫變化的圖象問題

如圖8-1-9所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線,則下列說法正確的是(

)A.從等溫線可以看出,一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí),其壓強(qiáng)與體積成反比B.一定質(zhì)量的氣體,在不同溫度下的等溫線是不同的C.由圖可知T1>T2D.由圖可知T1<T2例2圖8-1-9變式訓(xùn)練2

(2010年高考江蘇卷)為了將空氣裝入氣瓶內(nèi),現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮,空氣可視為理想氣體.下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強(qiáng)p和體積V關(guān)系的是(

)圖8-1-10類型三玻意耳定律的應(yīng)用

如圖8-1-11所示,粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口,管內(nèi)有一段水銀柱,右管內(nèi)氣體柱長為39cm,中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm.先將B端封閉,再將左管豎直插入水銀槽中,設(shè)整個(gè)過程溫度不變,穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高2cm,求:(1)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)p;(2)左管A端插入水銀槽的深度h.(大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg)例3圖8-1-11【思路點(diǎn)撥】

B端封閉,左管豎直插入水銀中,形成了兩部分封閉的質(zhì)量一定的氣體,因玻璃管的粗細(xì)均勻,可用氣柱的長度表示體積,然后用玻意耳定律對問題求解.【自主解答】

(1)插入水銀槽后右管內(nèi)氣體:由玻意耳定律得:圖8-1-12【答案】

(1)78cmHg

(2)7cm【方法總結(jié)】用玻意耳定律解題時(shí),確定初、末狀態(tài)的狀態(tài)參量p、V,特別是壓強(qiáng)的確定,是解題的關(guān)鍵.變式訓(xùn)練3如圖8-1-13所示,鋼筒質(zhì)量為40kg,活塞質(zhì)量為20kg,橫截面積為100cm2,鋼筒放在水平地面上時(shí),氣柱長度為10cm,大氣壓強(qiáng)為1×105Pa,溫度為7℃,求:當(dāng)豎直向上提活塞桿,將鋼筒緩慢地提起來時(shí),氣柱多長?圖8-1-13答案:20cm類型四化變質(zhì)量為定質(zhì)量問題

如圖8-1-14所示為某壓縮式噴霧器儲(chǔ)液桶,其容量是5.7×10-3m3,往桶內(nèi)倒入4.2×10-3m3的藥液后開始打氣,假設(shè)打氣過程中藥液不會(huì)向外噴出.如果每次能打進(jìn)2.5×10-4m3的空氣,要使噴霧器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)達(dá)到4atm,應(yīng)打氣幾次?這個(gè)壓強(qiáng)能否使噴霧器內(nèi)的藥液全部噴完?(設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

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