12.1欧姆定律
一、电阻的大小
1、电阻的计算式(欧姆定律)
U R I =
2、电阻的决定式(电阻定律)
l R S
ρ
= 微观解释:
电阻产生的原因,是定向移动的自由电子与原子核碰撞。 长度越长,碰撞概率越大 横截面积越大,碰撞概率越小 3、电阻率与温度的关系:
0(1)t ρρα=+
微观解释:
对于金属:温度高,分子热运动剧烈,碰撞概率大,电阻升高,α为正值 对于绝缘体:温度高,更多电子挣脱束缚,成为自由电子,电阻降低,α为负值
二、网络电阻的化简
1、利用电路的对称性进行折叠、翻转、合并拆分
(1)设网络电阻的两端点为A 和B 。AB 的这根对称轴两侧的对称是“完全对称”。
可以看成是两条支路并联,因此只需计算一条支路的电阻,并将总电阻除以2,相当于将原电路沿AB 折叠,电阻变粗,电阻值减半。
如果电阻就在对称轴上,相当于是中间一条支路上的电阻,则折叠过程中不受影响 (2)AB 中垂线的两侧具有不完全的对称性。
虽然电阻网络的分布是对称的,但是电路中电势的分布是不对称的,一边高一边低。 由这种不完全的对称性可以得到: <1>中垂线上各点电势相等
①等电势的点之间,可以用导线任意连接
②等势点间若存在电阻,则此支路上电流为0,可将此支路断开 <2>对称的支路上电流大小相等,因此可以将节点处的电路分离 2、利用电路的自相似性进行化简
弄清究竟谁和谁自相似
自相似性一般适用于半无限网络。 注意相似比的大小 3、等效电路
在不改变电路性质的情况下,可以对电路进行变形、翻转,导线可以伸缩移动(节点移动不能跨过电路元件),三维图形可以“压扁”为二维图形。 4、电流注入法
用均匀电阻线做成的正方形回路,如图,由九个相同的小正方形组成.小正方形每边的电阻均为r=8Ω.(1)在A 、B 两点问接入电池,电动势E=5.7V ,内阻不计,求流过电池的电流强度.(2)若用导线连接C 、D 两点,求通过此导线的电流(略去导线的电阻).
电阻丝无限网络如图所示,每一段金属丝的电阻均为r ,试求A 、B 两点间的等效电阻R AB .
由十二个相同的电阻连接成一个立方体框架,若每个电阻的阻值均为R 问从立方体八个顶点中的任意两个顶点测量时立方体的总电阻等于多少?
1. 三个相同的金属圈两两相交地焊接成如图所示的形状,若每一金属圈的原长电阻(即它
断开时测两端的电阻)为R ,试求图中A 、B 两点之间的电阻.
【解析】从图看出,整个电阻网络相对A 、B 两点具有上、下对称性,因此可上、下压缩成如图所示的等效简化网络,其中r 为原金属圈长度部分的电阻,即有:
r=R/4
图网络中从
A 点到O 点电流与从O 点到
B 点的电流必相同;从A ′点到O 点的电流与从O
点到B ′点电流必相同.因此可将O 点断开,等效成图所示简化电路.
A
B ′
A ′
A
继而再简化成如图所示的电路:
最后可算得: R AB =12
25512
r r r -+
=() 即有R AB =5R/48.
如图所示,无限旋转内接正方形金属丝网络由一种粗细一致、材料相同的金属丝构成,其中每个内接正方形的顶点都在外侧正方形四边中点上.已知与最外侧正方形边长相同的同种金属丝A'B'的电阻为R 0,求网络中:
(1)A 、C 两端间等效电阻R AC . (2)E 、G 两端间等效电阻R EG .
例1. 如图所示,框架是用同种金属丝制成的,单位长度的电阻为ρ,一连串内接等边三角形的数目可认为趋向无穷,取AB 边长为a ,以下每个三角形的边长依次减小一半,则框
A
B ′
B
A ′
B ′
B
A ′
A
第三节 欧姆定律 课前篇(学会自主学习——不看不清) 【学习目标】 1.理解电阻的概念,明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定 2.要求学生理解欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题 3.知道导体的伏安特性曲线,知道什么是线性元件和非线性元件 【自主预习】 1.电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量.符号常用字母 表示,电阻的单位: ,简称 ,符号是 ,常用单位还有 . 2.欧姆定律的内容: _________ ____.公式表示:I=______.欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用. 3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图12-3- 1所示.图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即 R U I 1tan ==α 【我的困惑】 课上篇(学会合作交流——不议不明) 【要点突破】 1.电阻 2.欧姆定律 3.导体的伏安特性曲线 【典例剖析】 【例1】电路中有一段导体,给它加上3V 的电压时,通过它的电流为2mA ,可知这段导体的电阻为______Ω;如果给它加上2V 的电压,则通过它的电流为______ mA ;如果在它两端不加电压,它的电阻为______Ω. 【例2】小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB 段(曲线)所示, 由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω. I O α
课后篇(学会应用与拓展——不练不通) 1.欧姆定律适用于 ( ) A.电动机电路 B.金属导体导电 C.电解液导电 D.所有电器元件 2.如图所示,a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是()A.通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比 B.用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律 C.用电器A的电阻值比B大 D.用电器A的电阻值比B小 3.已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压 是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流I A和I B的关系是( ) A.I A=2I B B.I A=0.5I B C.I A=I B D.I A=0.25I B 4.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( ) B.加5 V电压时,导体的电阻约是5 Ω C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小 教师个人研修总结 在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。所以在学习上级的精神下,本期个人的研修经历如下: 1.自主学习:我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题,自主选择和确定学习书目和学习内容,认真阅读,记好读书笔记;学校每学期要向教师推荐学习书目或文章,组织教师在自学的基础上开展交流研讨,分享提高。 2.观摩研讨:以年级组、教研组为单位,围绕一定的主题,定期组织教学观摩,开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。 3.师徒结对:充分挖掘本校优秀教师的示范和带动作用,发挥学校名师工作室的作用,加快新教师、年轻教师向合格教师和骨干教师转化的步伐。 4.实践反思:倡导反思性教学和教育叙事研究,引导教师定期撰写教学反思、教育叙事研究报告,并通过组织论坛、优秀案例评选等活动,分享教育智慧,提升教育境界。 5.课题研究:立足自身发展实际,学校和骨干教师积极申报和参与各级教育科研课题的研究工作,认真落实研究过程,定期总结和交流阶段性研究成果,及时把研究成果转化为教师的
高中物理竞赛辅导(2) 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上,若各力的作用线相交于一点,则称为 共点力,如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时,可把这些力沿各自的作用 线滑移,使都交于一点,于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是:合力为零。 (1) 用分量式表示: (2) [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上,有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈,原长为,绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上,并用手扶着绳圈使其保持 水平,最后停留在平衡位置。考虑重力, 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ,求k值。②若 ,求绳圈的平衡位置。
分析:设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段, 长为,质量为,今将这元段作为隔离体,侧视图和俯视图分别由图示(a)和(b)表示。 元段受到三个力作用:重力方向竖直向下;球面的支力N方向沿半径R 指向球外;两端张力,张力的合力为 位于绳圈平面内,指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内,如图示(c)所示。将它们沿经线的切向和法向分 解,则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解:(1)由力图(c)知:合张力沿经线切向分力为: 重力沿径线切向分力为: (2-2) 当绳圈在球面上平衡时,即切向合力为零。 (2-3) 由以上三式得 (2-4) 式中
由题设:。把这些数据代入(2-4)式得。于是。 (2)若时,C=2,而。此时(2-4)式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内,上式无解,即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小,绳圈在重力作用下,套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内,它们的中心同在一水平面内,今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时,则四球将互相分离。试求k值。 分析:设每个球的质量为m,半径为r ,下面四个球的相互作用力为N,如图示(a)所示。 又设球形碗的半径为R,O' 为球形碗的球心,过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3(b)所示。 当系统平衡时,每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的,所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时,其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的,它们之间的相互作用力N, 大小相等以表示,方向均与铅垂线成角。
最新高中物理部分电路欧姆定律题20套(带答案) 一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律 1.恒定电流电路内各处电荷的分布是稳定的,任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少,此时导内的电场的分布和静电场的性质是一样的,电路内的电荷、电场的分布都不随时间改变,电流恒定. (1)a. 写出图中经△t 时间通过0、1、2,3的电量0q ?、1q ?、2q ?、3q ?满足的关系,并推导并联电路中干路电流0I 和各支路电流1I 、2I 、3I 之间的关系; b. 研究将一定量电荷△q 通过如图不同支路时电场力做功1W ?、2W ?、3W ?的关系并说明理由;由此进一步推导并联电路中各支路两端电压U 1、U 2、U 3之间的关系; c. 推导图中并联电路等效电阻R 和各支路电阻R 1、R 2、R 3的关系. (2)定义电流密度j 的大小为通过导体横截面电流强度I 与导体横截面S 的比值,设导体的电阻率为ρ,导体内的电场强度为E ,请推导电流密度j 的大小和电场强度E 的大小之间满足的关系式. 【答案】(1)a.0123q q q q ?=?+?+?,0123 I I I I =++ b. 123W W W ?=?=?,123U U U == c. 1231111R R R R =++ (2)j E l ρ = 【解析】 【详解】 (l )a. 0123q q q q ?=?+?+? 03120123q q q q I I I I t t t t ????= ===???? ∴0123 I I I I =++ 即并联电路总电流等于各支路电流之和。 b. 123W W W ?=?=? 理由:在静电场和恒定电场中,电场力做功和路径无关,只和初末位置有关. 可以引进电势能、电势、电势差(电压)的概念. 11W U q ?= ?,2 2W U q ?=?,33W U q ?=? ∴123U U U == 即并联电路各支路两端电压相等。
高中物理部分电路欧姆定律试题(有答案和解析) 一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律 1.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,极板长L=60 cm,两板间的距离 d=30 cm,电源电动势E=36 V,内阻r=1 Ω,电阻R0=9 Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=6 m/s 水平向右射入两板间,小球恰好从A板右边缘射出.已知小球带电荷量q=2×10-2 C,质量m=2×10-2 kg,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)带电小球在平行金属板间运动的加速度大小; (2)滑动变阻器接入电路的阻值. 【答案】(1)60m/s2;(2)14Ω. 【解析】 【详解】 (1)小球进入电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速运动,则有:水平方向:L=v0t 竖直方向:d=at2 由上两式得: (2)根据牛顿第二定律,有:qE-mg=ma 电压:U=Ed 解得:U=21V 设滑动变阻器接入电路的电阻值为R,根据串并联电路的特点有: 解得:R=14Ω. 【点睛】 本题是带电粒子在电场中类平抛运动和电路问题的综合,容易出错的是受习惯思维的影响,求加速度时将重力遗忘,要注意分析受力情况,根据合力求加速度. 2.对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质.一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝,单位体积内有n个自由电子,每一个电子电量为e.该电阻丝通有恒定电流时,两端的电势差为U,假设自由电子定向移动的速率均为v. (1)求导线中的电流I;
7.1简谐振动 一、简谐运动的定义 1、平衡位置:物体受合力为0的位置 2、回复力F :物体受到的合力,由于其总是指向平衡位置,所以叫回复力 3、简谐运动:回复力大小与相对于平衡位置的位移成正比,方向相反 F k x =- 二、简谐运动的性质 F kx =- ''mx kx =- 取试探解(解微分方程的一种重要方法) cos()x A t ω?=+ 代回微分方程得: 2m x kx ω-=- 解得: 22T π ω== 对位移函数对时间求导,可得速度和加速度的函数 cos()x A t ω?=+ sin()v A t ωω?=-+ 2cos()a A t ωω?=-+ 由以上三个方程还可推导出: 222()v x A ω += 2a x ω=- 三、简谐运动的几何表述 一个做匀速圆周运动的物体在一条直径 上的投影所做的运动即为简谐运动。 因此ω叫做振动的角频率或圆频率, ωt +φ为t 时刻质点位置对应的圆心角,也叫 做相位,φ为初始时刻质点位置对应的圆心 角,也叫做初相位。
四、常见的简谐运动 1、弹簧振子 (1)水平弹簧振子 (2)竖直弹簧振子 2、单摆(摆角很小) sin F mg mg θθ=-≈- x l θ≈ 因此: F k x =- 其中: mg k l = 周期为:222T π ω=== 例1、北京和南京的重力加速度分别为g 1=9.801m/s 2和g 2=9.795m/s 2,把在北京走时准确的摆钟拿到南京,它是快了还是慢了?一昼夜差多少秒?怎样调整? 例2、三根长度均为l=2.00m 、质量均匀的直杆,构成一正三角彤框架 ABC .C 点悬挂在一光滑水平转轴上,整个框架可绕转轴转动.杆AB 是一导轨,一电动玩具松鼠可在导轨运动,如图所示.现观察到松鼠正在导轨上运动,而框架却静止不动,试论证松鼠的运动是一种什么样的运动?
高中物理《竞赛辅导》力学部分 目录 :力学中的三种力 【知识要点】 (一)重力 重力大小G=mg,方向竖直向下。一般来说,重力是万有引力的一个分力,静止在地球表面的物体,其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力,但向心力极小。 (二)弹力 1.弹力产生在直接接触又发生非永久性形变的物体之间(或发生非永久性形变的物体一部分和另一部分之间),两物体间的弹力的方向和接触面的法线方向平行,作用点在两物体的接触面上.2.弹力的方向确定要根据实际情况而定. 3.弹力的大小一般情况下不能计算,只能根据平衡法或动力学方法求得.但弹簧弹力的大小可用.f=kx(k 为弹簧劲度系数,x为弹簧的拉伸或压缩量)来计算. 在高考中,弹簧弹力的计算往往是一根弹簧,而竞赛中经常扩展到弹簧组.例如:当劲度系数分别为k1,k2,…的若干个弹簧串联使用时.等效弹簧的劲度系数的倒数为:,即弹簧变软;反之.若
以上弹簧并联使用时,弹簧的劲度系数为:k=k 1+…k n ,即弹簧变硬.(k=k 1+…k n 适用于所有并联弹簧的原长相等;弹簧原长不相等时,应具体考虑) 长为 的弹簧的劲度系数为k ,则剪去一半后,剩余 的弹簧的劲度系数为2k (三)摩擦力 1.摩擦力 一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时,产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。 2.滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。 3.静摩擦力的大小是可变化的,无特定计算式,一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。其大小范围在0<f≤f m 之间,式中f m 为最大静摩擦力,其值为f m =μs N ,这里μs 为最大静摩擦因数,一般情况下μs 略大于μ,在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。 4.摩擦角 将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ,合力F 称为全反力。在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N ,则角φ为滑动摩擦角;在静摩擦力达到临界状态时,定义tgφ0=μs =f m /N ,则称φ0为静摩擦角。由于静摩擦力f 0属于范围0<f≤f m ,故接触面作用于物体的全反力同接触面法线 的夹角≤φ0,这就是判断物体不发生滑动的条件。换句话说,只要全反力的作用线落在(0,φ0)范围时,无穷大的力也不能推动木块,这种现象称为自锁。 本节主要内容是力学中常见三种力的性质。在竞赛中以弹力和摩擦力尤为重要,且易出错。弹力和摩擦力都是被动力,其大小和方向是不确定的,总是随物体运动性质变化而变化。弹力中特别注意轻绳、轻杆及胡克弹力特点;摩擦力方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势方向相反。另外很重要的一点是关于摩擦角的概念,及由摩擦角表述的物体平衡条件在竞赛中应用很多,充分利用摩擦角及几何知识的关系是处理有摩擦力存在平衡问题的一种典型方法。 【典型例题】 【例题1】如图所示,一质量为m 的小木块静止在滑动摩擦因数为μ=的水平面上,用一个与水平方 向成θ角度的力F 拉着小木块做匀速直线运动,当θ角为多大时力F 最小? 【例题2】如图所示,有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上,通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ,每一滑块的质量均为 m ,不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n 块这样的滑块叠放起 来,那么要拉动最上面的滑块,至少需多大的拉力? 【例题3】如图所示,一质量为m=1㎏的小物块P 静止在倾角为θ=30°的斜面 上,用平行于斜面底边的力F=5N 推小物块,使小物块恰好在斜面上匀速运动,试求小物块与斜面间的滑 动摩擦因数(g 取10m/s 2 )。 【练习】 1、如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物块,F 是作用在物块B 上沿水平方向的力,物块A 和B 以相同的速度作匀速直线运动,由此可知, A 、 B 间的滑动 θ F P θ F A B F C N F f m f 0 α φ
高中物理:让闭合电路欧姆定律:含电容器电路问题书忆教育3天前作为高二、高三的学生,自学习到闭合电路的欧姆定律这一节的时候我们就开始接触到含电容器电路的问题。根据以往的教学经验知道,对于含电容器电路问题,学生学习的困惑主要包括两方面:第一,不懂如何简化含电容器的电路;第二,不理解电容器两极电压的计算。今天我们就针对这两方面内容,对含电容器电路问题进行分析、总结;希望对你有帮助。 一、含电容器电路的简化:直接把电容器所在支路的所有电器元件去掉(用手盖住,可以把含电容器的整个支路想象成是一个电压表。) 在直流电路中,当电容器充、放电时,电路里有充、放电电流。一旦电流达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个电阻值无穷大的元件,在电路分析时可看作是断路,简化电路时可去掉它。若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置上,用理想电压表代替,此电压表的读数即为电容器两端的电压。 二、含电容器电路问题的一些解题结论: (1)只有当电容器充电、放电时,含电容器的支路才会有电流通过;当电路稳定时,电容器对电路的作用是断路,此时含电容器的整个支路相当于一个电压表(简化电路时把整个含电容器的支路直接去掉)。 (2)电路稳定时,与电容器串联的电阻为等势体(即电容器的电压和该电阻(或串联的其他电器元件)电压相等),改变与电容器串联的电阻对电容器两极间的电压没有影响,此时电容器两极间的电压等于和电容器并联的电阻两端的电压。
(3)电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电,如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它连接的电路放电。 电容器电荷量的变化问题要点诠释:对电容器电荷量的变化问题,要注意电容器两个极板的电性变化。①若极板电性不变,则电荷量变化等于始、末状态电容器电荷量之差;②若极板电性互换,则电荷量变化等于始末状态电容器电荷量之和。 三、含电容器电路问题:解
第2节 电动势 1.下列说法正确的是( ) A .电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场。 B .在电源的外部负电荷靠电场力由电源负极流向正极 C .在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极 D .在电池中是化学能转化为电势能 2.干电池的电动势为1.5V ,这表示( ) A .电路中每通过1C 的电量,电源把1.5J 的化学能转化为电能 B .干电池在1s 内将1.5J 的化学能转化为电能 C .干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5V D .干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V 的蓄电池强 3.关于电源电动势,下列说法中正确的是( ) A .同一电源接入不同的电路电动势会发生改变 B .电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压 C .电源电动势表征电源把其它形式的能化为电能本领的物理量,与是否接外电路无关 D .电源电动势与电势差是一回事 4.关于电源的说法,正确的是( ) A .电源向外提供的电能越多,表明电动势越大 B .电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时,非静电力做的功 C .在电源内部从正极到负极电势逐渐提高 D .在电源外部从正极到负极电势逐渐提高 5.电源电动势的大小反映的是( ). A .电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小 B .电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小 C .电源单位时间内传送电荷量的多少 D .电流做功的快慢. 6.单位正电荷沿闭合电路移动一周,电源释放的总能量决定于( ) A .电源的电动势 B .通过电源的电流 C .内外电路电阻之和 D .电荷运动一周所需要的时间 7.关于电源的电动势,下面叙述正确的是( ) A .电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压 B .同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化 C .电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量 D .在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增大 8.以下说法中正确的是 ( ) A .在外电路中和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流 B .静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少 C .在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力 D .静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加 9.关于电压与电动势的说法中正确的是( ) A .电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 B .电动势就是两板间的电压 C .电动势公式E =W q 中的W 与电压U =W q 中的W 是一样的,都是电场力做的功 D .电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 10.如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2V ,这表示( ) A .电路通过1C 的电荷量,电源把1.2J 其他形式能转化为电能 B .电源在每秒内把1.2J 其他形式能转化为电能 C .该电源比电动势为1.5V 的干电池做功少 D .该电源与电动势为1.5V 的干电池相比,通过1C 电荷量时转化为电能少 11.一台发电机用0.5A 的电流向外输电,在1min 内有180J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为 ( ) A .6V B .360V C .120V D .12V 12.如图为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是 ( ) A .该电池的容量为500mA·h B .该电池的电动势为3.6V C .该电池在工作1小时后达到的电流为500mA D .若电池以10mA 的电流工作,可用50小时 13.对于不同型号的干电池,下列说法中正确的是 ( ) A .1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势 B .1号干电池的容量比5号干电池的容量大 C .1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大 D .把1号和5号干电池分别连入电路中,若电流I 相同,它们做功的快慢相同 14.干电池的电动势为1.5V ,这表示( ) A .电路中每通过1C 的电荷量,电源就把1.5J 的化学能转化为电能 B .干电池在1s 内将1.5J 的化学能转化为电能 C .干电池与外电路断开时,两极间的电势差为1.5V D .干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V 的蓄电池强 15.蓄电池的电动势是2V ,说明电池内非静电力每移动1C 的电荷做功 ,其电势能(填“增加”或“减小”),是 能转化为 能的过程。 16.某电阻两端电压为8V ,20s 通过的电荷为40C ,则此电阻为多大?20s 内有多少电子通过它的横截面积? 17.有几节干电池串联,当移动10C 的电荷时非静电力做功为60J ,则串联干电池的总电动势是多大?若给一个用电器供电,供电电流为1A ,供电时间为10min ,则非静电力做功是多少? 18.移动电话中的锂电池电动势为3.6V ,某次通话时,电流为10mA ,时间为100s ,那么此次通话过程有多少化学能转化为电能? 19.有一蓄电池,当移动1C 电荷时非静电力做功是2J ,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2A ,供电10min ,非静电力做功是多少?
高中物理竞赛辅导讲义 第2篇 运动学 【知识梳理】 一、匀变速直线运动 二、运动的合成与分解 运动的合成包括位移、速度和加速度的合成,遵从矢量合成法则(平行四边形法则或三角形法则)。 我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动,质点对运动参考照系的运动称为相对运动,而运动参照系对地的运动称为牵连运动。以速度为例,这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度,则 v 绝对 = v 相对 + v 牵连 或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙 位移、加速度之间也存在类似关系。 三、物系相关速度 正确分析物体(质点)的运动,除可以用运动的合成知识外,还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。以下三个结论在实际解题中十分有用。 1.刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度(速度投影定理)。 2.接触物系在接触面法线方向的分速度相同,切向分速度在无相对滑动时亦相同。 3.线状交叉物系交叉点的速度,是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后,在对方切向运动分速度的矢量和。 四、抛体运动: 1.平抛运动。 2.斜抛运动。 五、圆周运动: 1.匀速圆周运动。 2.变速圆周运动: 线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动,它的角速度方向不变,大小在不断改变,它的加速度为a = a n + a τ,其中a n 为法向加速度,大小为2 n v a r =,方向指向圆心;a τ为切向加速度,大小为0lim t v a t τ?→?=?,方向指向切线方向。 六、一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段,每小段都可以看做圆 周运动的一部分。在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可 以采用圆周运动的分析方法来处理。对于一般的曲线运动,向心加速度为2n v a ρ =,ρ为点所在曲线处的曲率半径。 七、刚体的平动和绕定轴的转动 1.刚体 所谓刚体指在外力作用下,大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。刚体的任
高中物理闭合电路的欧姆定律专题训练答案 一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律 1.如图所示,质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 的光滑绝缘框架上。匀强磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中,电源的电动势E=8 V ,内阻r=1 Ω。电动机M 的额定功率为8 W ,额定电压为4 V ,线圈内阻R 为0.2Ω,此时电动机正常工作(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2)。试求: (1)通过电动机的电流I M 以及电动机的输出的功率P 出; (2)通过电源的电流I 总以及导体棒的电流I ; (3)磁感应强度B 的大小。 【答案】(1)7.2W ;(2)4A ;2A ;(3)3T 。 【解析】 【详解】 (1)电动机的正常工作时,有 M P U I =? 所以 M 2A P I U = = 故电动机的输出功率为 2 M 7.2W P P I R =-=出 (2)对闭合电路有 U E I r =-总 所以 4A E U I r -= =总; 故流过导体棒的电流为 M 2A I I I =-=总 (3)因导体棒受力平衡,则 sin376N F mg ?==安 由 F BIL =安 可得磁感应强度为
3T F B IL = =安 2.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势6E V =,电源内阻 1r =Ω,电阻3R =Ω,重物质量0.10m kg =,当将重物固定时,理想电压表的示数为 5V ,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为 5.5V ,(不计摩擦,g 取210/).m s 求: ()1串联入电路的电动机内阻为多大? ()2重物匀速上升时的速度大小. ()3匀速提升重物3m 需要消耗电源多少能量? 【答案】(1)2Ω;(2)1.5/m s (3)6J 【解析】 【分析】 根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压.电动机消耗的电功率等于输出的机械功率和发热功率之和,根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时的速度大小,根据W EIt =求解匀速提升重物3m 需要消耗电源的能量. 【详解】 ()1由题,电源电动势6E V =,电源内阻1r =Ω,当将重物固定时,电压表的示数为 5V ,则根据闭合电路欧姆定律得 电路中电流为65 11E U I A r --= == 电动机的电阻513 21 M U IR R I --?= =Ω=Ω ()2当重物匀速上升时,电压表的示数为 5.5U V =,电路中电流为''0.5E U I A r -== 电动机两端的电压为()()'60.5314M U E I R r V V =-+=-?+= 故电动机的输入功率'40.52M P U I W ==?= 根据能量转化和守恒定律得 2''M U I mgv I R =+ 代入解得, 1.5/v m s = ()3匀速提升重物3m 所需要的时间3 21.5 h t s v == =,
高中物理《欧姆定律》教学设计新人教版选修3 【课题】:欧姆定律(一课时) 【教材分析】:本节教材内容涉及两个问题。一是欧姆定律,二是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律,教科书先用演示实验探究导体中电流与电压的关系,通过U-I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系,由斜率反映了导体对电流的阻碍作用,然后定义电阻。在此基础上,通过对因果关系、适用条件的分析等,得到欧姆定律的公式及表述。这样安排,在实验电路、数据处理、研究思路等方面都较初中有很大提高,也更家科学。对导体伏安特性曲线的研究,尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,使学生对欧姆定律的认识更加深化。 【学生分析】:在初中学生已经学习了欧姆定律,对欧姆定律已有一定的认识,本节课要让学生对欧姆定律有一个更多、更深层次的认识。学生的动手能力不强,在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性,调动学生的积极性。 【教学目标】: (一)、知识与技能 1、进一步体会用比值定义物理量的方法,知道什么是电阻以及电阻的单位. 2、理解并掌握欧姆定律,并能用来解决有关电路的问题。 3、通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验,掌握和用分压电路改变电压的基本技能;知道伏安特性曲线,知道线性原件和非线性原件,学会一般原件伏安特性曲线的测绘方法。 (二)、过程与方法 1、通过演示实验知道电流的大小的决定因素,培养学生的实验观察能力。 2、运用数字图像法处理,培养学生用数字进行逻辑推理能力。 (三)、情感、态度和价值观 1、通过介绍欧姆的生平,以及“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。 2、培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质,培养学生仔细观察认真分析的科学态度。 【教学重点难点】:
高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1.力与力系 (1)力:物体间的的相互作用 (2)力系:作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2.重力和重心 (1)重力:地球对物体的引力(物体各部分所受引力的合力) (2)重心:重力的等效作用点(在地面附近重心与质心重合) 3.力矩 (1)力的作用线:力的方向所在的直线 (2)力臂:转动轴到力的作用线的距离 (3)力矩 ①大小:力矩=力×力臂,M =FL ②方向:右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴,四指指向转动方向,母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式:M r F =? (矢量的叉乘),||||||sin M r F θ=? 。 4.力偶矩 (1)力偶:一对大小相等、方向相反但不共线的力。 (2)力偶臂:两力作用线间的距离。 (3)力偶矩:力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1.共点力系作用下物体平衡条件: 合外力为零。 (1)直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0,ΣF iy = 0,ΣF iz = 0 (2)矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 (3)三力平衡特性 ①三力必共面、共点;②三个力矢量构成封闭三角形。 2.有固定转动轴物体的平衡条件:
3.一般物体的平衡条件: (1)合外力为零。 (2)合力矩为零。 4.摩擦角及其应用 (1)摩擦力 ①滑动摩擦力:f k = μk N(μk-动摩擦因数) ②静摩擦力:f s ≤μs N(μs-静摩擦因数) ③滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反 (2)摩擦角:正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角:tanθk=μ ②最大静摩擦角:tanθsm=μ ③静摩擦角:θs≤θsm (3)自锁现象 三、平衡的种类 1.稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使之回到平衡位置,这样的平衡叫稳定平衡。2.不稳定平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,有一个力或力矩使它的偏离继续增大,这样的平衡叫不稳定平衡。 3.随遇平衡: 当物体稍稍偏离平衡位置时,它所受的力或力矩不发生变化,它能在新的位置上再次平衡,这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1.如图所示,两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点,此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态,求图中α(悬线与竖直线的夹角)与β(球心连线与竖直线的夹角)的关系。 面圆柱体不致分开,则圆弧曲面的半径R最大是多少?(所有摩擦均不计) R
考点一 闭合电路欧姆定律 例1.如图18—13所示,电流表读数为0.75A 0.8A 和3.2V .(1)是哪个电阻发生断路?(2[解析] (1)假设R 1应该为3.2V 。所以,发生断路的是R 2。(2)R 222 R ×4+2=0.75R 1 3.2=0.8R 1 由此即可解r R R R R R E ++++32132)(·32132)(R R R R R +++=0.75r R E +1[规律总结] 般的故障有两种:断路或局部短路。 考点二 闭合电路的动态分析 1、 总电流I 和路端电压U 随外电阻R 当R 增大时,I 变小,又据U=E-Ir 知,U 变大.当R 增大到∞时,I=0,U=E (断路). 当R 减小时,I 变大,又据U=E-Ir 知,U 变小.当R 减小到零时,I=E r ,U=0(短路) 2、 所谓动态就是电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化,会引起整个电路中各部分相 关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,还要掌握一定的思维方法,如程序法,直观法,极端法,理想化法和特殊值法等等。 3、 基本思路是“部分→整体→部分”,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻, 干路电流和路端电压的变化情况,然后再深入到部分电路中,确定各部分电路中物理量的变化情况。 例2.在如图所示的电路中,R 1、R 2、R 3、R 4皆为定值电阻,R 5为可变电阻,电源的电动势为E ,内阻为r ,设电流表A 的读数为I ,电压表V 的读数为U ,当R5的滑动触头向a 端移动时,判定正确的是( ) A .I 变大,U 变小. B .I 变大,U 变大. C .I 变小,U 变大. D .I 变小,U 变小. [解析] 当R 5向a 端移动时,其电阻变小,整个外电路的电阻也变小,总电阻也变小,根据闭合电 路的欧姆定律E I R r =+知道,回路的总电流I 变大,内电压U 内=Ir 变大,外电压U 外=E-U 内变 小,所以电压表的读数变小,外电阻R 1及R 4两端的电压U=I (R1+R 4)变大,R5两端的电压,即R 2、R 3两端的电压为U ’=U 外-U 变小,通过电流表的电流大小为U ’/(R 2+R 3)变小,答案:D [规律总结] 在某一闭合电路中,如果只有一个电阻变化,这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化,它们遵循的规则是:(1).凡与该可变电阻有并关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大,它们也增大.(2).凡与该可变电阻有串关系的用电器,通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大,它们也增大.所谓串、并关系是指:该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式,用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为:并同串反 考点三 闭合电路的功率 1、电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率 P 总 =EI. 2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路,电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/(R+r )] 2 R ,当R=r 时,电源输出功率最大,其最大输出功率为Pmax=E 2 / 4r 3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r 4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即 η=P 出 /P 总 =IU /IE =U /E .
原 子 物 理 自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后,物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘,经过众多科学家的努力,逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。 §1.1 原子 1.1.1、原子的核式结构 1897年,汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子,由此认识到原子也应该具有内部结构,而不是不可分的。1909年,卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔,即α粒子的散射实验,发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数发生偏转,并且有极少数偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转几乎达到180°。 1911年,卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说,这个学说的内容是:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外的空间里软核旋转,根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。 1、1. 2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性 通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的,但它与经典论发生了严重的分歧。电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射,运动不停,辐射不止,原子能量单调减少,轨道半径缩短,旋转频率加快。由此可得两点结论: ①电子最终将落入核内,这表明原子是一个不稳定的系统; ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。原子是一个不稳定的系统显然与事实不符,实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。如此尖锐的矛盾,揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。 为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性,玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论,虽然这是一个过渡性的理论,但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。 2、玻尔理论的内容: 一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽做加速运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态。 二、原子从一种定态(设能量为E 2)跃迁到另一种定态(设能量为E 1)时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这种定态的能量差决定,即 γh =E 2-E 1 三、氢原子中电子轨道量子优化条件:氢原子中,电子运动轨道的圆半径r 和运动初速率v 需满足下述关系: π2h n rmv =,n=1、2…… 其中m 为电子质量,h 为普朗克常量,这一条件表明,电子绕核的轨道半径是不连
高中物理部分电路欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案) 一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律 1.对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l 、电阻率为ρ、横截面积为S 的细金属直导线,单位体积内有n 个自由电子,电子电荷量为e 、质量为m 。 (1)当该导线通有恒定的电流I 时: ①请根据电流的定义,推导出导线中自由电子定向移动的速率v ; ②经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k 。请根据以上的描述构建物理模型,推导出比例系数k 的表达式。 (2)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。取线圈为参照物,金属离子相对静止,由于惯性影响,可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力,该力的作用相当于非静电力的作用。 已知某次此线圈匀加速转动过程中,该切线方向的力的大小恒为F 。根据上述模型回答下列问题: ① 求一个电子沿线圈运动一圈,该切线方向的力F 做功的大小; ② 推导该圆线圈中的电流 'I 的表达式。 【答案】(1)①I v neS =;② ne 2ρ;(2)① Fl ;② 'FS I e ρ=。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)①一小段时间t ?内,流过导线横截面的电子个数为: N n Sv t ?=?? 对应的电荷量为: Q Ne n Sv t e ?=?=??? 根据电流的定义有: Q I neSv t ?= =? 解得:I v neS = ②从能量角度考虑,假设金属中的自由电子定向移动的速率不变,则电场力对电子做的正
欧姆定律高二物理教案 欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。 知识与技能 ①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。 ②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。 ③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。 过程与方法
①根据已有的知识猜测的知识。 ②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。 ③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。 情感、态度与价值观 ①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验证实自己的猜测。 ②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。 重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。 难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。 在技能方面是练习用电压表测电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课,让学生自主实验、观察记录,自行分析,归纳总结得出结论。学生对探索性实验有浓厚的兴趣,这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和
实验能力,但由于学生的探究能力尚不够成熟,引导培养学生探究能力是本节课的难点 启发式综合教学法。 教具:投影仪、投影片。 学具:电源、开关、导线、定值电阻(5、10)、滑动变阻器、电压表和电流表。 教师活动学生活动说明 ①我们学过的电学部分的物理量有哪些? ②他们之间有联系吗? ③一段导体两端的电压越高,通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大,通过它的电流如何变化? 学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法写在学案上。 这部分问题学生以前已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系,学生之间会进行纠正。