备战高考物理电磁感应现象的两类情况推断题综合练习题
备战高考物理电磁感应现象的两类情况推断题综合练习题
一、电磁感应现象的两类情况
1．如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm ，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T ．金属棒ab 从上端由静止开始下滑，金属棒ab 的质量m=0.1kg ．（sin37°=0.6，g=10m/s 2）
（1）求导体棒下滑的最大速度；
（2）求当速度达到5m/s 时导体棒的加速度；
（3）若经过时间t ，导体棒下滑的垂直距离为s ，速度为v ．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I 0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式（各物理量全部用字母表示）．
【答案】（1）18.75m/s （2）a=4.4m/s 2
（32
22mgs mv Rt
-
【解析】
【分析】根据感应电动势大小与安培力大小表达式，结合闭合电路欧姆定律与受力平衡方程，即可求解；根据牛顿第二定律，由受力分析，列出方程，即可求解；根据能量守恒求解；
解：（1）当物体达到平衡时，导体棒有最大速度，有：sin cos mg F θθ= ， 根据安培力公式有： F BIL =， 根据欧姆定律有： cos E BLv I R R
θ==， 解得： 222
sin 18.75cos mgR v B L θ
θ
=
=； （2）由牛顿第二定律有：sin cos mg F ma θθ-= ， cos 1BLv I A R
θ
=
=， 0.2F BIL N ==， 24.4/a m s =；
（3）根据能量守恒有：22012
mgs mv I Rt =
+ ， 解得： 2
02mgs mv I Rt -=
2．某科研机构在研究磁悬浮列车的原理时，把它的驱动系统简化为如下模型；固定在列车下端的线圈可视为一个单匝矩形纯电阻金属框，如图甲所示，MN 边长为L ，平行于y 轴，MP 边宽度为b ，边平行于x 轴，金属框位于xoy 平面内，其电阻为1R ；列车轨道沿
Ox 方向，轨道区域内固定有匝数为n 、电阻为2R 的“
”字型（如图乙）通电后使
其产生图甲所示的磁场，磁感应强度大小均为B ，相邻区域磁场方向相反（使金属框的
MN 和PQ 两边总处于方向相反的磁场中）．已知列车在以速度v 运动时所受的空气阻力
f F 满足2f F kv =（k 为已知常数）．驱动列车时，使固定的“
”字型线圈依次通
电，等效于金属框所在区域的磁场匀速向x 轴正方向移动，这样就能驱动列车前进．
（1）当磁场以速度0v 沿x 轴正方向匀速移动，列车同方向运动的速度为v （0v <）时，金属框MNQP 产生的磁感应电流多大？（提示：当线框与磁场存在相对速度v 相时，动生电动势E BLv =相）
（2）求列车能达到的最大速度m v ；
（3）列车以最大速度运行一段时间后，断开接在“
” 字型线圈上的电源，使线圈
与连有整流器（其作用是确保电流总能从整流器同一端流出，从而不断地给电容器充电）的电容器相接，并接通列车上的电磁铁电源，使电磁铁产生面积为L b ?、磁感应强度为
B '、方向竖直向下的匀强磁场，使列车制动，求列车通过任意一个“
”字型线圈
时，电容器中贮存的电量Q ．
【答案】(1) 012() BL v v R -2222
101
22BL B L kR v B L +-2
4nB Lb R '
【解析】 【详解】
解：(1)金属框相对于磁场的速度为：0v v - 每边产生的电动势：0()E BL v v =- 由欧姆定律得：1
2E
I R = 解得：01
(2 )
BL v v I R -=
(2)当加速度为零时，列车的速度最大，此时列车的两条长边各自受到的安培力：
B F BIL =
由平衡条件得：20B f F F -= ，已知：2
f F kv =
解得：
2222
101
22m BL B L kR v B L v kR +-=
(3)电磁铁通过字型线圈左边界时，电路情况如图1所示：
感应电动势：n E t
φ
?=?，而B Lb φ?=' 电流：12
E I R =
电荷量：11Q I t =? 解得：12
nB Lb
Q R '= 电磁铁通过
字型线圈中间时，电路情况如图2所示：B Lb φ?='，
2222E n
I R t
φ
?==? 22Q I t =?
解得：22
2nB Lb
Q R '= 电磁铁通过
字型线圈右边界时，电路情况如图3所示：n E t
φ
?=
?， B Lb φ?='，32
E I R =
33Q I t =?
解得：32nB Lb
Q R '=
， 总的电荷量：123Q Q Q Q =++ 解得：2
4nB Lb
Q R '=
3．如图所示，质量为4m 的物块与边长为L 、质量为m 、阻值为R 的正方形金属线圈abcd 由绕过轻质光滑定滑轮的绝缘细线相连，已知细线与斜面平行，物块放在光滑且足够长的固定斜面上，斜面倾角为300。垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场上下边缘的高度为L ，上边界距离滑轮足够远，线圈ab 边距离磁场下边界的距离也为L 。现将物块由静止释放，已知线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g ，求：
（1）线圈刚进入磁场时ab 两点的电势差大小 （2）线圈通过磁场的过程中产生的热量
【答案】（1）3245ab U BL gL =；（2）322
44
532m g R Q mgL B L
=- 【解析】 【详解】
（1）从开始运动到ab 边刚进入磁场，根据机械能守恒定律可得
214sin 30(4)2mgL mgL m m v =++o ，2
5
v gL =应电动势E BLv =，此时ab 边相当于是电源，感应电流的方向为badcb ，a 为正极，b 为负极，所以ab 的电势差等于电路的路端电压，可得332
445
ab U E gL =
= （2）线圈cd 边出磁场前线圈已经做匀速直线运动，所以线圈和物块均合外力为0，可得
绳子的拉力为2mg ，线圈受的安培力为mg ，所以线圈匀速的速度满足22m
B L v mg R
=，从
ab 边刚进入磁场到cd 边刚离开磁场，根据能量守恒定律可知
2
143sin 3(4)2m mg L mgL m m v Q θ=+++g ，32244
532m g R Q mgL B L =-
4．如图，垂直于纸面的磁感应强度为B ，边长为 L 、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求： (1)线圈进入磁场时的速度 v 。 (2)线圈中的电流大小。
(3)AB 边产生的焦耳热。
【答案】(1)22FR v B L =；(2)F I BL
=；(3)4FL Q =
【解析】 【分析】 【详解】
(1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有
F F BIL ==安
又电路中的电动势为
E BLv =
所以线圈中电流大小为
=
=E BLv
I R R 联立解得
22
FR
v B L =
(2)根据有F F BIL ==安得线圈中的电流大小
F I BL
=
(3)AB 边产生的焦耳热
22(
)4AB F R L Q I R t BL v
==?? 将22
FR
v B L =
代入得 4
FL Q =
5．图中装置在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动。电源电动势为E （不计内阻），导体棒ab 初始静止不动，导体棒 ab 在运动过程中始终与导轨垂直， 且接触良好。已知导体棒的质量为m ，磁感应强度为B ，导轨间距为L ，导体棒及导轨电阻均不计，电阻R 已知。闭合电键，导体棒在安培力的作用下开始运动，则： (1)导体棒的最终速度？
(2)在整个过程中电源释放了多少电能？
(3)在导体棒运动过程中，电路中的电流是否等于
E
R
，试判断并分析说明原因。
【答案】(1)E v BL =；(2) 2
22
2mE B L
；(3)见解析 【解析】 【分析】 【详解】
(1) 闭合电键，导体棒在安培力的作用下开始运动做加速运动，导体棒运动后切割磁感线产生感应电流，使得通过导体棒的电流减小，安培力减小，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，之后做匀速运动，此时感应电动势与电源电动势相等。设导体棒的最终速度v ，则有
E BLv =
解得
E
v BL
=
(2)在整个过程中电源释放的电能转化为导体棒的动能，导体棒获得的动能为
2
222
122k mE E mv B L
?== 所以在整个过程中电源释放的电能为2
22
2mE B L
(3)在导体棒运动过程中，闭合电键瞬间，电路中的电流等于
E
R
，导体棒在安培力的作用下开始运动做加速运动。之后导体棒运动后切割磁感线产生感应电流，使得通过导体棒的电流减小，当感应电动势与电源电动势相等时，电路中电流为0，因此在导体棒运动过程中，电路中的电流只有在闭合电键瞬间等于
E
R
，之后逐渐减小到0。
6．如图，光滑金属轨道POQ 、′′′P O Q 互相平行，间距为L ，其中′′O Q 和OQ 位于同一水
平面内，PO 和′′P O 构成的平面与水平面成30°。正方形线框ABCD 边长为L ，其中AB 边和CD 边质量均为m ，电阻均为r ，两端与轨道始终接触良好，导轨电阻不计。BC 边和AD 边为绝缘轻杆，质量不计。线框从斜轨上自静止开始下滑，开始时底边AB 与OO ′相距L 。在水平轨道之间，′′
MNN M 长方形区域分布着有竖直向上的匀强磁场，′OM O N L =>，′′N M 右侧区域分布着竖直向下的匀强磁场，这两处磁场的磁感应强度大小均为B 。在右侧磁场区域内有一垂直轨道放置并被暂时锁定的导体杆EF ，其质量为m
电阻为r 。锁定解除开关K 与M 点的距离为L ，不会阻隔导轨中的电流。当线框AB 边经过开关K 时，EF 杆的锁定被解除，不计轨道转折处OO ′和锁定解除开关造成的机械能损耗。 （1）求整个线框刚到达水平面时的速度0v ； （2）求线框AB 边刚进入磁场时，AB 两端的电压U AB ； （3）求CD 边进入磁场时，线框的速度v ；
（4）若线框AB 边尚未到达′′
M N ，杆EF 就以速度23
1
23B L v mr
=离开M ′N ′右侧磁场区域，求此时线框的速度多大？
【答案】（132gL 2）16BL gL ；（3）23
323B L gL mr ；（4）23
3223B L gL mr
【解析】 【分析】 【详解】
（1）由机械能守恒
2
01sin 302sin 30022
mgL mg L mv +=
??- 可得
032
v gL =
（2）由法拉第电磁感应定律可知
0E BLv =
根据闭合电路欧姆定律可知
032
BLv I r =
根据部分电路欧姆定律
1
2
AB U I r =?
可得
AB U =（3）线框进入磁场的过程中，由动量定理
022BIL t mv mv -??=-
又有
2
32
BL I t r ??=
代入可得
23
3B L v mr
= （4）杆EF 解除锁定后，杆EF 向左运动，线框向右运动，线框总电流等于杆EF 上电流 对杆EF
1BIL t m v ??=?
对线框
22BIL t m v ??=??
可得
122v v ?=?
整理得到
23
21123B L v v mr
?=?=
可得
23
2223B L v v v mr
=-?=
7．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求：
（1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）； （2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。
【答案】（1）5C ；（2）4s 【解析】 【分析】 【详解】
解：（1）t=2s 内MN 杆上升的距离为
21 2
h at = 此段时间内MN 、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为
BLh ?Φ=
产生的平均感应电动势为
E t ?Φ
=
产生的平均电流为
E I R
=
流过MN 杆的电量
q It =
代入数据解得
25C 2BLat q R
==
（2）EF 杆刚要离开平台时有
BIL Mg =
此时回路中的电流为
E I R
=
MN 杆切割磁场产生的电动势为
E BLv =
MN 杆运动的时间为
v t a
=
代入数据解得
22
4s
MgR
t
B L a
=
=
8．如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T.在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L＝1m，电阻可忽略不计．质量均为m＝lkg，电阻均为R＝2.5Ω的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好．先将PQ暂时锁定，金属棒MN在垂直于棒的拉力F作用下，由静止开始以加速度a＝0.4m/s2向右做匀加速直线运动，5s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大速度v m做匀速直线运动.
(1)求棒MN的最大速度v m；
(2)当棒MN达到最大速度v m时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F，两棒最终均匀速运动.求解除PQ棒锁定后，到两棒最终匀速运动的过程中，电路中产生的总焦耳热.
(3)若PQ始终不解除锁定，当棒MN达到最大速度v m时，撤去拉力F，棒MN继续运动多远后停下来?（运算结果可用根式表示）
【答案】（1）25m/s
m
v=（2）Q=5 J （3）5m
x=
【解析】
【分析】
【详解】
(1)棒MN做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F-BIL=ma
棒MN做切割磁感线运动，产生的感应电动势为：E=BLv
棒MN做匀加速直线运动，5s时的速度为：v=at1=2m/s
在两棒组成的回路中，由闭合电路欧姆定律得：
2
E
I
R
=
联立上述式子，有：
22
2
B L at
F ma
R
=+
代入数据解得：F=0.5N
5s时拉力F的功率为：P=Fv
代入数据解得：P=1W
棒MN最终做匀速运动，设棒最大速度为v m，棒受力平衡，则有：0
m
m
P
BI L
v
-= 2
m
m
BLv
I
R
=
代入数据解得:25m/s m v =
(2)解除棒PQ 后，两棒运动过程中动量守恒，最终两棒以相同的速度做匀速运动，设速度大小为v ′，则有：2m mv mv '=
设从PQ 棒解除锁定，到两棒达到相同速度，这个过程中，两棒共产生的焦耳热为Q ，由能量守恒定律可得：2211
222
m Q mv mv '=-? 代入数据解得：Q =5J ；
(3)棒以MN 为研究对象，设某时刻棒中电流为i ，在极短时间△t 内，由动量定理得：-BiL △t =m △v
对式子两边求和有：()()m BiL t m v ∑-?=∑? 而△q =i △t
对式子两边求和，有:()q i t ∑?=∑? 联立各式解得：BLq =mv m ， 又对于电路有：2E q It t R
==
由法拉第电磁感应定律得：BLx
E t
= 又2BLx
q R
=
代入数据解得：405m x =
9．如图所示，宽度L ＝0.5 m 的光滑金属框架MNPQ 固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B ＝0.4 T ，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m ＝0.1 kg ，电阻可忽略的金属棒ab 放置在框架上，并与框架接触良好．以P 为坐标原点，PQ 方向为
x 轴正方向建立坐标．金属棒从0x 1?m ＝
处以0v 2?m /s ＝的初速度，沿x 轴负方向做2a 2?m /s ＝的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用．求：
(1)金属棒ab 运动0.5 m ，框架产生的焦耳热Q ；
(2)框架中aNPb 部分的电阻R 随金属棒ab 的位置x 变化的函数关系；
(3)为求金属棒ab 沿x 轴负方向运动0.4 s 过程中通过ab 的电荷量q ，某同学解法为：先算出经过0.4 s 金属棒的运动距离x ，以及0.4 s 时回路内的电阻R ，然后代入BLx
q R R
?Φ＝＝求解．指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果．
【答案】(1)0.1 J (2)R 0.4x ＝ (3)0.4C 【解析】 【分析】 【详解】
(1)金属棒仅受安培力作用，其大小
0.120.2?F ma N ?＝＝＝
金属棒运动0.5 m ，框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功
所以0.20.50.1?
Q Fx J ＝＝＝?. (2)金属棒所受安培力为
F BIL ＝
E BLv I R R ＝＝所以22B L R
F ma v
＝＝ 由于棒做匀减速直线运动2002()v v a x x ＝－－
所以222000.420.522()222210.40.12
B L R v a x x x x ma －－?==-?-=?
(3)错误之处是把0.4 s 时回路内的电阻R 代入BLx
q R
＝进行计算． 正确的解法是q It ＝ 因为F BIL ma ＝＝
所以ma 0.12
q t 0.40.4?C BL 0.40.5
???＝
＝＝ 【点睛】
电磁感应中的功能关系是通过安培力做功量度外界的能量转化成电能．找两个物理量之间的关系是通过物理规律一步一步实现的．用公式进行计算时，如果计算的是过程量，我们要看这个量有没有发生改变．
10．为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种闪烁装置．如图所示，自行车后轮由半径
的金属内圈、半径
的金属外圈和绝缘幅条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4跟金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为的小灯泡．在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度、方向垂直纸面向外的扇形匀强
磁场，其内半径为、外半径为、张角
．后轮以角速度
，相对转轴转
动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．
（1）当金属条进入扇形磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；
（2）当金属条进入扇形磁场时，画出闪烁装置的电路图；
（3）从金属条进入扇形磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间电势差随时间变化的图象；
【答案】（1），电流方向由到；（2）见解析；（3）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
（1）金属条ab在匀强磁场中转动切割，由得：感应电动势为
，根据右手定则判断可知电流方向由到；
（2）边切割充当电源，其余为外电路，且并联，其等效电路如图所示
（3）设电路的总电阻为，根据电路图可知，
两端电势差：
设离开磁场区域的时刻，下一根金属条进入磁场的时刻，则：，，设轮子转一圈的时间为，则，在内，金属条有四次进出，后三次与第一次相同，由上面的分析可以画出如下图象：
【点睛】
本题考查了电磁感应和恒定电路的知识，设计问题从容易入手，层层递进，较好地把握了试题的难度和区分度．
11．如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为．磁场的磁感强度为B，方向垂直纸面向里．现有一段长度为、电阻为的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度υ向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与线框保持良好接触．当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流是多大？方向如何？
【答案】方向a→c
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：
MN滑过的距离为L/3时，它与bc的接触点为P，如下图所示
由图可知MP 长度为L/3， MP 中的感应电动势为：1
E 3
BL V BLV 有== MP 段的电阻为：r=
3
R MacP 和MbP 两电路的并联电阻为 121212233r 129
33
r r R R r r 并?
===++
由欧姆定律，PM 中的电流为：E
I r r =+并
由分流得ac 中的电流为：ac 2
3
I I =， 解得
考点：本题考查瞬时感应电动势，闭合电路欧姆定律
点评：电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解
12．（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd ，处在竖直向下的匀强磁场中．金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动．框架的ab 与dc 平行，bc 与ab 、dc 垂直．MN 与bc 的长度均为l ，在运动过程中MN 始终与bc 平行，且与框架保持良好接触．磁场的磁感应强度为B ．
a. 请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN 中的感应电动势E ；
b. 在上述情景中，金属棒MN 相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关．请根据电动势的定义，推导金属棒MN 中的感应电动势E ．
（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l 的绝缘细管MN ，沿纸面以速度v 向右做匀速运动．在管的N 端固定一个电量为q 的带正电小球（可看做质点）．某时刻将小球释放，小球将会沿管运动．已知磁感应强度大小为B ，小球的重力可忽略．在小球沿管从N 运动到M 的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功．
【答案】（1）见解析（2）洛伦兹力做功为0，管的支持力做功
【解析】
【分析】
【详解】
（1）如图1所示，在一小段时间Dt内，金属棒MN的位移
这个过程中线框的面积的变化量
穿过闭合电路的磁通量的变化量
根据法拉第电磁感应定律
解得
如图2所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力
，f即非静电力
在f的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功
根据电动势定义
解得
（2）小球随管向右运动的同时还沿管向上运动，其速度如图3所示．小球所受洛伦兹力f 合
如图4所示．将f合正交分解如图5所示．
小球除受到洛伦兹力f合外，还受到管对它向右的支持力F，如图6所示．
洛伦兹力f合不做功
沿管方向，洛伦兹力f做正功
垂直管方向，洛伦兹力是变力，做负功
由于小球在水平方向做匀速运动，则
因此，管的支持力F对小球做正功
13．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量．已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问：
(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？
(2)供电电流I是从C端还是从D端流入？求重物质量与电流的关系；
(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？
【答案】（1）感应电流从C端流出（2）
2nBL
m I
g
=（3）
2nBL P
m
g R
=
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据右手定则，线圈向下切割磁感线，电流应从Ｄ端流入，从Ｃ端流出
（２）根据左手定则可知，若想使弹簧恢复形变，安培力必须向上，根据左手定则可知电流应从D 端流入，根据受力平衡2mg nBI L =?① 解得2nBL
m I g
=
② （3）根据最大功率2P I R =得P I R
=③ ②③联立解得：02nBL P
m g R
=
14．如图所示，在竖直平面内有间距L =0.2 m 的足够长的金属导轨CD 、EF ，在C 、E 之间连接有阻值R =0.05 Ω的电阻。虚线M 、N 下方空间有匀强磁场，磁感应强度B =1 T ，方向与导轨平面垂直。质量均为m =0.2 kg 的物块a 和金属杆b 通过一根不可伸长的轻质细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧。初始时a 静止于水平地面上，b 悬于空中并恰好位于磁场边界MN 上(未进入磁场)。现将b 竖直向上举高h =0.2 m 后由静止释放，一段时间后细绳绷直，a 、b 以大小相等的速度一起运动，之后做减速运动直至速度减为0。已知运动过程中a 、b 均未触及滑轮，金属杆与导轨始终垂直且接触良好，金属杆及导轨的电阻不计，取重力加速度g =10 m/s 2，求： (1)整个过程中电阻R 产生的热量； (2)金属杆b 刚进入磁场时的加速度大小； (3)物块a 最终的位置离地面的高度。
【答案】(1)0.2 J(2)2 m/s 2(3)0.5 m 【解析】 【详解】
(1)设细绳绷直前瞬间b 的速度为v 0，绷直后瞬间b 的速度为v ，蹦直瞬间细绳对b 的拉力的冲量大小为I ，则b 自由下落过程中，根据动能定理有
mgh =
2
012
mv －0 细绳蹦直瞬间，对a 、b 根据动量定理分别有
I =mv －0 I =mv 0－mv
此后系统机械能转化为电能并最终变成电阻R 产生的热量Q ，故有
Q =2×
12
mv 2 由以上各式解得
Q =0.2 J ；
(2)设b 刚进入磁场时受到的安培力为F ，绳中拉力为T ，b 的加速度大小为a ，则有
F =BiL ， i =
E R
， E =BLv ，
对a 、b 根据牛顿第二定律分别有
mg －T =ma ，
T ＋F －mg =ma ， 由以上各式得
a =2 m/s 2；
(3)联立上面各式可得
22
B L R
v =2ma 对一小段时间Δt ，有
22
B L R
v Δt =2ma Δt 故有
22
B L R
∑v Δt =2m ∑a Δt ， 即
22
B L R
Δx =2m Δv 从b 进入磁场到a 、b 速度减为0的过程中
Δv =v －0
所以a 上升的高度
Δx =
222mvR B L
解得
Δx =0.5 m
另解：
由牛顿第二定律得
BiL =2ma
对一小段时间Δt ，有
BiL Δt =2ma Δt BLq =2m Δv
又有
q =
R
?Φ
其中
ΔΦ=BL Δx
由以上各式得
Δx =
22
2mvR
B L 解得
Δx =0.5 m ；
15．如图所示，宽度为L 的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一特殊的电子元件，如果将其作用等效成一个电阻，则其阻值与其两端所加的电压成正比，即等效电阻R kU =，式中k 为恒量．框架上有一质量为m 的金属棒水平放置，金属棒与光滑框架接触良好，离地高度为h ，磁感应强度为B 的匀强磁场与框架平面垂直．将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动．其它电阻不计，问： （1）金属棒运动过程中，流过棒的电流多大？方向如何？ （2）金属棒经过多长时间落到地面？
（3）金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大？
【答案】（1）1k ；方向由a 流向b （22hkm mgk BL
-(3)hBL k 【解析】 【分析】 【详解】
（1）金属棒向下运动，利用右手定则可得，流过金属棒的电流方法为：由a 流向b ． 根据题意，流过金属棒的电流：
1U U I R kU k
=
==
论电磁感应现象的发现发展历程
论电磁感应的发现历程 古之成大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。昔禹之治水，凿龙门，决大河，而放之海。方其功之未成也，盖亦有溃冒冲突可畏之患，惟能前知其当然，事至不惧而徐为之图，是以得至于成功。电磁感应的发现与发展，凝结了无数人的智慧。 伟大的哲学家康德曾经说过：“各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。”在1820年，丹麦物理学家、化学家奥斯特在一次实验中发现了电流的磁效应，这一惊人发现使当时整个科学界受到很大的震动，从此拉开了电磁联系的序幕，“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。” 奥斯特发现电流的磁现象后不久，各国各地的科学家们展开了对称性的思考：电和磁是一对和谐对称的自然现象，既然存在磁化和静电感应现象，那么磁体或电流也应能在附近导体中感应出电流来。于是，当时许多著名的科学家如法国的安培、菲涅尔、阿拉果和英国的沃拉斯顿等都纷纷投身于探索磁与电的关系之中。 仅仅空有满腔热血是远远不够的，还需要有科学的方法以及持之以恒的毅力，勇于突破思维的局限。安培曾做了很多实验，以期能实现“磁生电”，但他把分子电流理论看的
过分重要，完全被自己的理论囚禁起来了，以致尽管在一次实验中展现出了磁生电的迹象，但却没有引发他的正确认识。 1823年，瑞士物理学家科拉顿曾企图用磁铁在线圈中运动获得电流。他把一个线圈与电流计连成一个闭合回路。为了使磁铁不至于影响电流计中的小磁针，特意将电流计用长导线连后放在隔壁的房间里，他用磁棒在线圈中插入或拔出，然后一次又一次地跑到另一房间里去观察电流计是否偏转。由于感应电流的产生与存在是瞬时的暂态效应，他当然观察不到指针的偏转，发现电磁感应的机会也失之交臂。 为了证明磁能生电，1820年至1831年期间，法拉第用实验的方法探索这一课题，最初也是像上述物理学家一样，利用通常的思想方法，做了大量的实验，但磁生电的迹象却始终未出现。失败并没有使他放弃实验，因为他坚信自然力是统一的、和谐的，电和磁是彼此有关联的。 1825年，斯特詹发明了电磁铁，这给法拉第的研究带来了新的希望。1831年，法拉第终于在一次实验中获得了突破性进展。而这次实验就是著名的法拉第圆环实验。 这一实验使法拉第豁然开朗：由磁感应电的现象是一种暂态效应。发现了这一秘密后，他设计了另外一些实验，并证实了自己的想法。就这样经过近10年的思考与探索，法拉第克服了思维定势采用了新的实验方法，终于发现了电磁
高一物理测试题及答案解析
高一物理测试试题及答案解析 （最后7页为答案及解析） 答题卡： 一、选择题(每小题4分，共40分) 1．下列说法中，指时间间隔的是（） A．五秒内 B．前两秒 C．三秒末 D．下午两点开始 2、一物体同时受到同一平面内三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是（） A、6N,3N,4N B、7N,5N,3N C、4N,5N,10N D、1N,10N,10N 3．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们之间的夹角为90°时，合力的大小为20 N；则当它们之间夹角为120°时，合力的大小为( ) A．40 N B．10 2 N C．20 2 N D．10 3 N 4．右图中的四个图象依 次表示四个物体A、B、C、 D的加速度、速度、位移 和滑动摩擦力随时间变 化的规律．其中物体可能 受力平衡的是( )
5.如图2－4所示，物体A放在水平面上，通过定滑轮悬挂一个重为10民N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4 N，要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为( ) A．6 N B．8 N C．10 N D．15 N 6．(2008·高考海南卷)如图2－5，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ，斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦，用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止，地面对楔形物块的支持力为( ) A.(M＋m)g B．(M＋m)g－F C．(M＋m)g＋F sinθD．(M＋m)g－F sinθ 7.(2009·扬中模拟)如图2－6，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为
大学物理实验思考题完整版(淮阴工学院)
实验一：物体密度 1、量角器的最小刻度是0.5.为了提高此量角器的精度，在量角器上附加一个角游标，使游标30个分度正好与量角器的29个分度的等弧长。求：（1、）该角游标的精度；（ 2、）如图读数 答案：因为量角器的最小刻度为30’.游标30分度与量角器29 分度等弧长，所以游标精度为30/30=1，图示角度为149。45’ 2、测定不规则的固体密度时，若被测物体浸入水中时表面吸附着水泡，则实验结果所得密度值是偏大还是偏小?为什么？ 答案：如果是通过观察水的体积的变化来测量不规则物体的体积,那么计算的密度会减小,因为质量可以测出,而吸附气泡又使测量的体积增大（加上了被压缩的气泡的体积）所 以密度计算得出的密度减小 实验二：示波器的使用 1、示波器有哪些组成部分？每部分的组成作用？ 答案：电子示波器由Y偏转系统、X偏转系统、Z通道、示波管、幅度校正器、扫描时间校正器、电源几部分组成。 Y偏转系统的作用是：检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板上。 X偏转系统的作用是：产生一个与时间呈线性关系的电压，并加到示波管的x偏转板上去，使电子射线沿水平方向线性地偏移，形成时间基线。 Z通道的作用是：在时基发生器输出的正程时间内产生加亮信号加到示波管控制栅极上，使得示波管在扫描正程加亮光迹，在扫描回程使光迹消隐。 示波管的作用是：将电信号转换成光信号，显示被测信号的波形。 幅度校正器的作用是：用于校正Y通道灵敏度。 扫描时间校正器的作用是：用于校正x轴时间标度，或用来检验扫描因数是否正确。 电源的作用是：为示波器的各单元电路提供合适的工作电压和电流。 2、为什么在实验中很难得到稳住的李萨如图形，而往往只能得到重复变化的某一组李萨如图形？ 答案：因为在实验中很难保证X、Y轴的两个频率严格地整数倍关系,故李莎茹图形总是在不停旋转,当频率接近整数倍关系时,旋转速度较慢； 实验三：电位差计测量电动势 1、测量前为什么要定标？V0的物理意义是什么?定标后在测量Ex时，电阻箱为什么不能在调节? 答案：定标是因为是单位电阻的电压为恒定值，V0的物理意义是使实验有一个标准的低值，电阻箱不能动是因为如果动了电阻箱就会改变电压，从而影响整个实验；为了保持工 作电流不变.设标准电压为En,标准电阻为Rn,则工作电流为I=En/Rn,保持工作电流不变,当测量外接电源时,调节精密电阻Ra,使得电流计示数为零,有E=I*Ra,若测试过程中调节了电位器Rc,则导致I产生变化,使测得的E不准（错误）
【精品】自编电磁感应导学案
第四章《电磁感应》 预习作业: 一、磁通量（阅读3—1第三章磁场88页） 定义： 公式：单位:符号： 1、理解S？ 2、的量性？ 3、引起的变化的原因？ 4、定性讨论如何确定磁通量的变化？ 磁通密度 推导:B=/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/m2表示B的单位; 习题思考：
1、比较穿过线圈A、B磁通量的大小 2、线圈由此时位置向左穿过导线过程,磁通量 如何变化？ 二、4.1划时代的发现（阅读3—2第一节) 问题1：奥斯特在什么思想的启发下发现了电流的磁效应？ 问题2：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么? 问题3：法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上思考对称性原理从而得出了什么样的结论？问题4：其他很多科学家例如安培、科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验可他们都没有成功他们问题出现在那里？ 问题5：法拉第经过无数次试验经历10年的时间终于领悟到了什么? 问题6:什么是电磁感应？什么是感应电流?
三、4.2探究感应电流产生的条件（阅读课本第二节) 1、初中学习过电磁感应现象产生的条件？ 2、阅读实验,猜想实验现象？ 演示:导体左右平动，前后运动、上下运动。猜想电流表的指针变化? 演示：把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出,或静止地放在线圈中,猜想电流表的指针变化？ 演示:线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端与电流表连接，把线圈A 装在线圈B 的里面。猜想以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生，记录在下表中。 导体棒的运动 表针摆动方向 导体棒的 运动 表针 摆动 方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： 开关和变阻器的状态 线圈B 中有无电流 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 结论: 导体棒的运动 表针摆动方向 导体棒的 运动 表针 摆动 方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论：
电磁感应的发现
中学高二年级选修3-2 册物理学科导学案（学生版） 课题：电磁感应的发现 【学习目标】（清晰、具体、可检测性强) 1.了解电磁感应现象的发现过程，认识电磁感应现象的时代背景和思想历程。 2.知道电磁感应现象产生的电流叫感应电流。 3．知道科学探究的的一般方法，了解相关的实验。 【学习重点】 认识电磁感应现象，了解相关实验 【学习过程】（预热衔接、问题引领、自主学习、交流互助、学生展示、质疑探究、精彩点评） 一、复习：奥斯特-----电流的磁效应。 阅读教材并回忆有关奥斯特发现电流磁效应的内容。 （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？回忆学过的知识如何解释？ （3）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。 二、学习过程： 1.法拉第发现电磁感应现象。 （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？ （3）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？ （4）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。 2.电磁感应现象的分类。 阅读教材并回答： 法拉第发表的论文中，把电磁感应现象分为五类： ①、 ②、
③、 ④、 ⑤、 学生活动：自主完成。 3.感应电流:由产生的电流叫感应电流。 （1）讨论交流，设计实验，如何利用提供的器材产生感应电流？（画出设计草图） （2）观察演示实验，认识感应电流。 4.电磁感应现象发现的意义。 阅读教材并思考回答电磁感应发现的意义： （1）电磁感应的发现，使人们发明了，把能转化为能。 （2）电磁感应的发现，使人们发明了，解决了电能远距离传输中的能量大量损耗的问题。 （3）电磁感应的发现，使人们制造了，反过来把能转化为能，比如生活中的、、。 【课堂总结】 1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系？ 2、如何让磁生成电？ 3、生活中电磁有关的现象？ 【当堂训练】 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C） A．安培B．赫兹C．法拉第D．麦克斯韦 【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。 【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B） A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场 【作业】思考：产生感应电流的条件？
大学物理实验报告及答案
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 大学物理实验报告答案大全（实验数据及思考题答案全包括） 伏安法测电阻 实验目的(1) 利用伏安法测电阻。 (2) 验证欧姆定律。 (3) 学会间接测量量不确定度的计算；进一步掌握有效数字的概念。 U 实验方法原理根据欧姆定律，R =，如测得U 和I 则可计算出R。值得注意的是，本实验待测电阻有两只， I 一个阻值相对较大，一个较小，因此测量时必须采用安培表内接和外接两个方式，以减小测量误差。 实验装置待测电阻两只，0～5mA 电流表1 只，0－5V 电压表1 只，0～50mA 电流表1 只，0～10V 电压表一只，滑线变阻器1 只，DF1730SB3A 稳压源1 台。 实验步骤本实验为简单设计性实验，实验线路、数据记录表格和具体实验步骤应由学生自行设计。必要时，可提示学生参照第2 章中的第2.4 一节的有关内容。分压电路是必须要使用的，并作具体提示。 (1) 根据相应的电路图对电阻进行测量，记录U 值和I 值。对每一个电阻测量3 次。 (2) 计算各次测量结果。如多次测量值相差不大，可取其平均值作为测量结果。 (3) 如果同一电阻多次测量结果相差很大，应分析原因并重新测量。 数据处理 (1) 由?U =U max ×1.5% ，得到?U 1 = 0.15V,?U2 = 0.075V ； (2) 由?I = I max ×1.5% ，得到?I 1 = 0.075mA,?I 2 = 0.75mA； (3) 再由u= R ( ?U )2 + ( ?I ) 2 ，求得u= 9 ×101?, u= 1?； R 3V 3I R1 R2 (4) 结果表示R1 = (2.92 ± 0.09) ×10光栅衍射实验目的 (1) 了解分光计的原理和构造。 (2) 学会分光计的调节和使用方法。?, R 2 = (44 ±1)? (3) 观测汞灯在可见光范围内几条光谱线的波长实验方法原理
中考物理实验探究题专项练习
中考物理实验探究题专项练习 中考物理实验探究题专项练习主要从复习目标、知识储备、典型例题、操作步骤及精选的探究题习题专练，希望本篇的资料可以帮助大家的复习， 【复习目标】 1、熟练掌握科学探究的各要素。 2、能够熟练掌握课本设计的各个探究实验。 3、能够对提出的生活中的现象和问题 【知识储备】 一个完整的实验探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作，在实验探究过程可只包含一个或多个要素。 【典型例题】 【一】对提出问题能力考查 基本要求： ● 能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。 ● 能书面或口头表述这些问题。 例题：某生在河边玩耍，看见两女士在散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管看起来她们体重相当，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显差异，高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的宽而浅。请同学们经思考后提出一个相关问题?
力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系? 解题方法： ________________________________________________________ _________ 【二】对猜想与假设的能力考查 基本要求： ●能根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。 ●能对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。 例题.用手将一块木板慢慢压向水中，当物体浸入水中的部分越多时，你的手感受到向上的力越大。请你根据以上实验提出一个假设或猜想。 液体对物体的浮力跟浸入液体的深度有关 练习：对影响液体蒸发快慢因素的研究中，学生发现衣服展开、晾在通风、向阳的地方干的快这一事实，情根据以上事实提出你的猜想 猜想：液体温度高、表面积大、表面空气流速大，液体蒸发的快。【三】对制定计划与设计实验能力考查 基本要求： ●能明确探究的目的和已有条件，会制定计划与设计实验的过程。 ●能选择正确的科学探究的方法及所需要的器材。 ●能考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识 例题：设计影响电磁铁磁性强弱的因素实验方案时，通过推理得
电磁感应现象教案公开课用Word版
课题：电磁感应现象 扶沟高中曹曼红 授课学生使用教材：（全日制普通高级中学教材·第二册（必修加选修）第十六章第一节）教学目标 1 知识和技能： （1）在初中对电磁感应现象认识的基础上，准确知道电磁感应现象的定义。 （2）在实验中逐步深入理解产生感应电流的条件，能动手正确组装和连接研究电磁感应现象的电路，并在实验过程中正确选择和使用实验器材。 （3）在表述探究结果的过程中，能逐步认识到引入磁通量的物理意义。并能用磁通量的概念表述产生感应电流的条件。 （4）在阅读教材的基础上，能初步理解磁通量的定义方式，并准确的掌握磁通量的定义式。 2 过程和方法： （1）通过初中所学电磁感应现象的回顾，建立研究电磁感应现象的电路模型。清晰研究对象，明确电路中各部分的作用。通过对学生提出问题的归纳，明确本节课的研究问题，即探讨闭合电路的部分导体做切割磁感线运动是否是产生感应电流的普遍条件，产生感应电流的普遍条件是什么。 （2）通过学生分组实验，逐层深入挖掘感应电流产生的条件。实验的研究方法采用通过实验来“证伪”的方法。 （3）用演示实验，在学生分组实验得到初步结论的基础上，进一步对学生的认知进行去伪存真，创设情景是学生在认知的不断冲突中得到正确的结论，体验到引入磁通量这一物理概念的重要性，为后续知识的学习打下基础。 （4）阅读教材，自主学习来完成对磁通量概念初步认识，并在教师引导下从磁通量的变化的角度重新认识实验结论，并能找到实验中引起磁通量变化的因素。 （5）启发学生观察实验现象，从中分析归纳出产生感应电流的条件，从而进一步理解电磁感应现象，理解产生感应电流的条件。 3 情感、态度与价值观： （1）形成运用实验探索求知规律的价值观。 （2）体验科学探究和严谨和艰辛。 教学重点和难点： 重点：理解产生感应电流的条件 难点：实验探究产生感应电流条件的过程和方法及磁通量的概念 教学设计思路和教学流程： 设计思路：依据建构主义学习理论，为了丰富学生经历，体现学习过程是一个体验、反思、自我构建的过程。本节课以魔术作为引入来引起学生的直觉兴趣，在学生初中学习基础上，在教师的逐步引导下，通过学生实验和教师演示实验，将学生的直觉兴趣，逐步转化为操作兴趣、和理论兴趣，帮助学生构建新知。
高一物理试题带答案
2017—2018学年度第二学期期末考试 高一年级物理试题 考试时间：90分钟满分：100分 一、选择题（本题共12小题，1-8题在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。9-12题有多个选项正确，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，每小题4分，共48分。） 1．如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb 沿水平方向抛出，经时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，则( ) A．ta>tb，va 36J ，物体克服重力做功20J ，空气阻力做功 18J ，则正确的有（ ） A.物体的重力势能减少了20J B.物体的动能增加了38J C.物体的机械能增加了18J D.物体从P 运动到Q 的过程中，重力一直在做负功 5.质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地面高度为h ，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为( ) A ．mgh ，减少mg(H －h) B ．mgh ，增加mg(H ＋h) C ．－mgh ，增加mg(H －h) D ．－mgh ，减少mg(H ＋h) 6.如图所示，劲度系数为k 的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为R 的圆环顶点P ，另一端系一质量为m 的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动．设开始时小球置于A 点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v ，对圆环恰好没有压力．下列分析正确的是( ) A ．小球过 B 点时，弹簧的弹力为mg －m v2R B ．小球过B 点时，弹簧的弹力为mg ＋m v2 2R C ．从A 到B 的过程中，小球的机械能守恒 D ．从A 到B 的过程中，小球的机械能减少 7．在太阳系里有一千多颗小行星，某一颗行星绕日运行的半径是金星绕日运行半径的4倍，则两星绕日运行的周期之比为( ) A ．1:16 B.16:1 C ．8:1 D ．1:1 8如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运 实验一霍尔效应及其应用 【预习思考题】 1．列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。 霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。 2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？ 以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。 3．本实验为什么要用3个换向开关？ 为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电 流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。 【分析讨论题】 1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？ 若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。 2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未知磁场时，测量误差有哪些来源？ 误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。 实验二声速的测量 【预习思考题】 1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？ 答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。 2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？ 答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。反之，如果在压电材料上加交 中考专题总复习：实验专题 一、初中阶段20个重点考查的实验 光学实验3个实验： 探究光的反射定律；探究平面镜成像的特点；探究凸透镜成像的规律。 热学实验1个： 实验液体温度计并探究水的沸腾过程 电学实验7个： 连接两个用电器组成的串联、并联电路；使用电流表并探究串、并联电路中电流规律；使用电压表并探究串、并联电路中电压的规律；探究欧姆定律；用伏安法测量小灯泡的电阻；用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 力学实验9个： 用天平测量固体和液体的质量；建构密度的概念；用天平和量筒测量液体和固体的密度；探究牛顿第一定律；探究摩擦力大小的因素；探究杠杆的平衡条件；探究液体压强的规律；探究阿基米德原理；测量滑轮组和斜面的机械效率 二、实验题的特点 实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况，重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。实验题的形式是多种多样的，它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示，所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤，都适用于对实验题的正确解答。 三、实验题解答过程中需要注意的问题 1、实验原理定方向 正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到： （1）、要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理； （2）、要从实验原理中理解实验成立的条件； （3）、弄清一个实验原理可以做不同的类似实验； （4）、理解原理设计替代性实验。 2、实验步骤要有科学性 实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的： （1）、保证实验步骤的完整性和合理性。 （2）、保证实验步骤的必要性。 3、间接测量物理量的等值性 这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，一就是对于一个实验中不能直接测量的物理量。可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小， 【教学目标】 一、知识与技能 1.正确理解功的含义，知道力和物体在力的方向上发生位移是做功的两个不可缺少的因素。 2.正确理解、应用功的计算公式W=Fｌcosα。 3.知道功是标量，正确理解正功和负功的实质，能正确判断正功和负功。 二、过程与方法 1.通过观察日常生活中的各种做功情况，通过比较和分析，理解外力做功的两不可缺少的因素。 2.通过讨论与交流，展现学生思维过程，掌握比较、分析、归纳等逻辑思维方法。 三、情感态度与价值观： 1.经历观察、分析和比较等学习活动，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度；培养科学探究的精神、形成科学探究习惯；感受到身边处处有物理。 2.经历讨论与交流，培养学生团结协作的学习态度。 【教学重点】 理解功的概念及正、负功的意义. 【教学难点】 利用功的定义解决有关问题. 【教学过程】 一、导入新课（情景导入） 货物被起重机举高,重力势能增加了;列车在机车的牵引力之下,速 度增大,动能增加了;弹簧受到拉伸或压缩后,弹性势能增加了;“神舟”飞船返回地面时,在落地之前打开降落伞,在空气阻力作用下,速度减小,动能减少了;物体从高处自由下落,速度增加,动能增加了……这 些都是我们所熟知的一些物理现象,这些现象有一个共同的特征,你 能看出来吗? 二、新课教学 1.功的概念 （1）做功的实质 旧知回顾：功这个概念同学们并不陌生,我们在初中就已经 学习过它的初步知识.让同学们思考做功的两个因素:一是作用在物 体上的力;二是物体在力的方向上移动的距离。 教师引导：高中知识的学习对知识的定义与理解更加深入, 我们已经学习位移,对功的要素应如何更加精确地描述? 教学扩展：可以精确描述为:①作用在物体上的力; ②物体 在力的方向上移动的位移。 即如果一个物体受到力的作用,并且在力的方向上发生了位移,物理学中就说这个力对物体做了功。 概念理解：教师用手托黑板擦,提醒学生观察与思考各力是否对 物体做了功? 过程一:平托黑板擦向上移动一段距离。 2012-2013学年第一学期高二物理学案（008） 班级 高二( )班 学生姓名 ______ _ 完成时间： （学案A 等级要求：书写规范，全部完成，有用红笔订正，正确率80%以上） 课题：电磁感应现象的发现 课型：新授课 单元5课时：第1课时 【学习目标】 1、 法拉第和电磁感应现象，知道感应电流的产生是由于穿过闭合回路的磁通量发生改变 而引起的 2、 了解电源电动势的概念 目标1：法拉第和电磁感应现象 自主学习 1、丹麦物理学家 偶然发现，接通电流时导线附近的小磁针忽然 。 奥斯特实验发现了 ，说明电流能够产生磁场，它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在着某种联系，为此后一系列电磁规律的发现奠定了基础。 2、电能产生磁，那磁能不能生电，开始思考并研究这个问题的物理学家是 3、电磁感应现象 如果螺线管中有电流，电流计的指针就会 实验发现当 磁铁时，电流计的指针会偏 转说明，此时螺线管内有 5、磁通量用Φ表示，Φ= ，其中B 表示 ，S 表示 。磁通量的单位是 ，简称 ，符号为 。 6、产生电流的原因：通过闭合回路的 发生改变。 我能做 1、首先发现电流磁效应和电磁感应现象的科学家分别是( ) A.安培和法拉第 B.奥斯特和法拉第 C.库仑和法拉第 D. 奥斯特和麦克斯韦 2、如图所示，矩形区域abcd内有匀强磁场，闭合线圈由位置1通过这个磁场运动到位置2．线圈在运动过程的哪几个阶段有感应电流，哪几个阶段没有感应电流？为什么？ 目标2：了解电源电动势的概念 自主学习 1、在下面的电路图里，闭合开关的时候，灯泡会亮，是由的 原因，普通的1号干电池的电动势是。 2、电动势，描述， 称为电动势。电动势的符号是，它的单位与电压的单位同样是 ，符号是。 3、 在这个实验中，电流计会偏转，是在充当电 源的。 这个电源的电动势和一般的干电池电源不一样，是由于 通过螺线管的 的改变，感应产生的，我们称 为。 （简单的理解就是螺线管在这里充当电源） 我能做： 1、安培于1821年时用类似于图的通电线圈进行过探求感应电流的实验，但没有发现电磁感应现象，他失败的原因是（） A．他的实验电路有问题 B．他的仪器连接有问题 C．他只关注到稳定时的情形 D．他没有留意磁铁插入或拔出的瞬间情形 一、选择题：本题共12小题40分。1-8题在每小题给出得四个选项中，只有一项符合题目要求每小题3分；9-12题在每小题给出得四个选项中，有两项或两项以上选项符合题目要求每小题4分，全部选对得得4分，选对但不全得得2分。有选错得得0分。 1、如图所示得情况中，a、b两点得电场强度与电势均相同得就是（） A、甲图：离点电荷等距得a、b两点 B、乙图：两个等量异种点电荷连线得中垂线上，与连线中点等距得a、b两点 C、丙图：两个等量同种点电荷连线上，与连线中点等距得a、b两点 D、丁图：带电平行金属板两板间分别靠近两板得a、b两点 2、如图所示就是一种清洗车辆用得手持式喷水枪。设枪口截面积为0、6 cm2，喷出水得速度为 20 m/s。当它工作时，估计水枪得平均功率约为(水得密度为1×103 kg/m3) （） A、12 W B、120 W C、240 W D、1200 W 3、如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面得匀强电场，其中坐标原点O 处得电势为0V，点A处得电势为6V，点B处得电势为3V，则电场强度得大小为（）A、 B、 C、 D、 4、负点电荷Q固定在正方形得一个顶点上，带电粒子P仅在该电荷得电场力作用下运动时， 恰好能经过正方形得另外三个顶点a、b、c，如图所示，则（） A、粒子P带负电 B、a、b、c三点得电势高低关系就是φa＝φc＞φb C、粒子P由a到b电势能减少，由b到c电势能增加 D、粒子P在a、b、c三点得加速度大小之比就是2∶1∶2 5、如右图所示，电阻R ＝20 Ω，电动机线圈电阻R ＝10 Ω、当开关S断开时，电流表得示 数为0、5 A；当电键S闭合后，电动机转起来，电路两端电压U不变、 电流表显示得电流I与电路消耗得电功率P应就是（） A、I＝1、5 A B、I>1、5 A C、P＝15 W D、P<15 W 6、如图所示，在竖直向上得匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量 为得带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力将小球向下压至某 位置静止、现撤去，小球从静止开始运动到离开弹簧得过程中，重力、 电场力对小球所做得功分别为与，小球离开弹簧时速度为，不计 空气阻力，则上述过程中（） A、小球得重力势能增加 B、小球得电势能减少 C、小球得机械能增加 D、小球与弹簧组成得系统机械能守恒 7、电容式话筒得保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示、Q就是绝缘支架，薄金属膜肘 与固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化， 测非线性电阻的伏安特性 [思考题]： ⒈从二极管伏安特性曲线导通后的部分找出一点，根据实验中所用的电表，试分析若电流表接，产生的系统误差有多大？如何对测量结果进行修正？ 答：如图5.9-1，将开关接于“1”，称电流表接法。由于电压表、电流表均有阻（设为R L 与R A ），不能严格满足欧姆定律，电压表所测电压为（R L ＋R A ）两端电压，这种“接入误差”或 “方法误差”是可以修正的。测出电压V 和电流I ，则V I ＝R L ＋R A ， 所以R L ＝V I －R A ＝R L ′＋R A ①。 接入误差是系统误差，只要知道了R A ，就可把接入误差计算出来加以修正。通常是适当选择电表和接法，使接入误差减少至能忽略的程度。 由①式可看出，当R A < 迈克尔逊干涉仪的使用 [预习思考题] 1、根据迈克尔逊干涉仪的光路，说明各光学元件的作用。 答：在迈克尔逊干涉仪光路图中（教材Ｐ１８１图5.13--4），分光板G将光线分成反射与透射两束；补偿板G/使两束光通过玻璃板的光程相等；动镜M１和定镜M２分别反射透射光束和反射光束；凸透镜将激光汇聚扩束。 2、简述调出等倾干涉条纹的条件及程序。 答：因为公式λ＝２△d △k 是根据等倾干涉条纹花样推导出来的，要用此 式测定λ，就必须使M１馆和M2/（M2的虚像）相互平行，即M１和M2相互垂直。另外还要有较强而均匀的入射光。调节的主要程序是： ①用水准器调节迈氏仪水平；目测调节激光管（本实验室采用激光光源）中心轴线，凸透镜中心及分束镜中心三者的连线大致垂直于定镜M２。 ②开启激光电源，用纸片挡住M１，调节M２背面的三个螺钉，使反射光点中最亮的一点返回发射孔；再用同样的方法，使M１反射的最亮光点返回发射孔，此时M１和M2/基本互相平行。 ③微调M２的互相垂直的两个拉簧，改变M２的取向，直到出现圆形干涉条纹，此时可以认为M１与M２/已经平行了。同方向旋动大、小鼓轮，就可以观察到非定域的等倾干涉环纹的“冒”或“缩”。 3、读数前怎样调整干涉仪的零点？ 2017中考物理实验题专题训练 一、中考物理实验题型及解法分析： 1、测量型实验题 这种实验主要包括直接测量型实验和间接测量型实验。（如测密度，测电阻，测电功率） 2、探究型实验题 这种实验一般是要求通过实验得出某些物理量之间的关系，或某些物理规律。 常用探究的方法：“控制变量法”“等效替代法”“类比法”等方法。 3、开放型实验题 有许多物理实验可以用不同的方法来做，用不同的实验方法、不同的验仪器能得出相同的实验结果，也就是说物理实验具有开放性。 4、设计型实验题 设计型实验让我们自行设计实验方案，能考查综合运用能力、创新能力和独立解决问题的能力。设计题大部分没有惟一答案，只要求写出其中的一种或几种，还有就是贴近生产、生活，常把日用品作为实验仪器来验证物理规律，考查知识的迁移能力与运用能力。 二、初中物理实验常用的科学探究方法 1.控制变量法：规律：被探究的因素不同，其它因素在要控制相同。 2. 转换法：对一些看不见、摸不着的现象，不好直接认识它，根据它们表现出来的看得见、摸得着的现象来间接认识它们；或者不易直接测量的物理量用容易测量的物理量间接测量。(如探究电热的多少与哪些因素有关的实验中通过温度计的示数反映电热的多少) 3. 实验推理法（理想实验法）：例如：牛顿第一定律。 4.建立模型法：例如：研究磁现象时用到磁感线模型，引入光线来表示光的传播路径和方向。等等。 5.类比法：例如：将原子结构模型与太阳系的结构类比；电压与水压类比；电流与水流类比等。 6.等效替代法：例如：探究平面镜成像特点时，用未点燃的蜡烛去代替点燃蜡烛的像. 三、初中物理实验题的解题方法： （1）解探究实验题目应抓住探究的目的思考，应怎样操作才能验证某个猜想或得出想要的规律、关系。 （2）解测量实验题目应抓住实验的目的和原理思考，要测出某个物理量要知道那些物理量，然后根据题目给出的器材怎样才能测出这些物理量，思考清楚后再去解答 三、初中物理实验清单（加粗字体的为重点，年份是指广东中考已考） 声学 1、探究声音的产生与传播 2、探究声音的单调、响度与什么因素有关 光学 1、探究光的反射规律 2、探究平面镜成像特点（2013）（2016） 3、探究凸透镜成像规律（2012）（2014）（2015） 热学 1、探究影响液体蒸发快慢的因素； 2、探究晶体和非晶体的熔化和凝固规律 3、比较不同物质的吸热本领（比热容） 4、观察水的沸腾实验。（2015） 力学 1、用天平量筒测密度（原理：ρ=m/v） 2、探究影响压力的作用效果的因素； 1.1 电磁感应现象的发现 ［要点导学］ 1、不同自然现象之间是有相互联系的，而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的，奥斯特之所以能够发现电流产生磁场，就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。 2、机遇总是青睐那些有准备的头脑，奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程（在选修3-5中学习）也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线，他们误认为这是能量很高的射线，一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时，查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流，因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在，所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑，查德威克就首先发现了中子，并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界，比记住奥斯特实验重要得多。 3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人，他坚信既然电流能够产生磁场，那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量，但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦，法拉第为此寻找了10年之久，我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。 4、法拉第为什么走了10年弯路，这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系，自然界的对称不是简单的对称，“磁生电”不象“电生磁”那样简单，“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。 ［范例精析］ 例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场，法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么。 解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。 拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近，希望在线圈中看到被“感应”出来的电流，可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。 例2 自然界的确存在对称美，质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的，质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2，那么质点m在相距为r 处的引力场强度是多少呢？如果两质点间距离变小，引力一定做正功，两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小，库仑力一定做正功吗？两电荷的电势能一定减少吗？请简述理由。 图1 高一物理期中测试题 一、选择题（每题4分，共40分） 1 （ ） A. B. C. 这压力是由于地球的吸引而产生的 D. 2．关于静摩擦力，下列说法正确的是 （ ） A. 静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反 B. 静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反 C. 受静摩擦力作用的物体一定是静止的 D. 对一个条件确定的接触面而言，静摩擦力的大小是不能变化的 3保持静止，如图1所示。则下列说法不． 正确的是 （ ） A ．物体所受的合力增大 B ．物体受水平面的支持力增大 C ．物体受静摩擦力增大 D ．物体所受的合力不变 4．如图2所示，质量不计的定滑轮通过轻绳挂在B 点，另一轻绳一 端系一重物C ，绕过滑轮后另一端固定在墙上A 点.现将B 点或 左或右移动一下，若移动过程中AO 段绳子始终水平，且不计摩 擦，则悬点B 受绳拉力F 的情况是（ ） A ．B 左移， F B ．B 右移，F 增大 C ．无论B 左移右移，F 都保持不变 D ．无论B 左移右移， F 5．两个人以相同的速率同时从圆形轨道的A 点出发，分别沿ABC 和 ADC 行走，如图3所示，当他们相遇时不相同的量是 （ ） A ．速度 B ．位移 C ．路程 D ．速率 图2 图5 6．如图4为两个物体A 和B 在同一直线上沿同一方向同时作匀加速运动的 v-t 图线。已知在第3s 末两个物体在途中相遇，则物体的出发点的关系 是 （ ） A ．从同一地点出发 B ．A 在B 前3m 处 C ．B 在A 前3m 处 D ．B 在A 前5m 处 7．甲、乙两物体均做直线运动，其速度图象如图5所示，则下列说 法中正确的是 （ ） A. 甲、乙两物体都做匀变速直线运动 B. 甲、乙两物体做相向的匀速直线运动 C. t 1时刻甲、乙两物体相遇 D. t 2时刻甲、乙两物体速度相等 8．甲、乙两物体所受的重力之比为1 : 2，甲，乙两物体所在的位置高度之比为2 : l ，它们各 自做自由落体运动，则 （ ） A ．落地时的速度之比是1:2 B ．落地时的速度之比是1 : 1 C ．下落过程中的加速度之比是1 : 2 D ．下落过程中加速度之比是1 : 2 9．两个物体从同一地点先后自由下落，甲比乙先下落3s ，下面说法正确的是 （ ） A ．甲对乙的运动是一个加速度小于g 的加速运动 B ．两物落地之前总保持45m 的距离 C ．两物体的距离越来越小 D ．两物体的距离越来越大 10．甲物体以速度v 0做匀速直线运动，当它运动到某一位置时，该处有另一物体乙开始做初 速为0的匀加速直线运动去追甲，由上述条件 （ ） A ．可求乙追上甲时乙的速度 B ．可求乙追上甲时乙走的路程 C ．可求乙从开始起动到追上甲时所用的时间 D ．可求乙的加速度 二、填空题（每题5分，共25分） 11．如图6，重G =10N 的光滑球与劲度系数为k =1000N/m 的上、下两轻 弹簧相连，并与AC 、BC 两光滑平板相接触，若弹簧CD 被拉伸量、 EF 被压缩量均为x =0.5cm ，则小球受力的个数为 个。 图4 图6大学物理实验课后答案
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