物理必修3-1导学案
高中物理必修3-1全套导学案
目 录
第一章 静 电 场
1-1、电荷 电荷守恒定律„„„„„„„„„„„„2 1-2 、库仑定律„„„„„„„„„„„„„„„„4 1-3、电场 电场强度 和电场线„„„„„„„„„„6 1-4、电势 电势能和电势差„„„„„„„„„„„„8 1-5、电子束在示波管中的运动„„„„„„„„„„10 1-6、带电粒子在电场中的运动„„„„„„„„„„12 1-7、电容器和电容„„„„„„„„„„„„„14
第二章 直 流 电 路
2-1、欧姆定律„„„„„„„„„„„„„„„„„16 2-2、电阻定律„„„„„„„„„„„„„„„„„18 2-3、焦耳定律„„„„„„„„„„„„„„„„„20 2-4、串联电路和并联电路„„„„„„„„„„„„22 2-5 探究闭合电路欧姆定律„„„„„„„„„„„24 2-6、测电源电动势和内阻„„„„„„„„„„„„26 2-7、闭合电路欧姆定律„„„„„„„„„„„„„28 2-8、多用电表„„„„„„„„„„„„„„„„„30
第三章 磁 场
3-1、磁现象和磁场„„„„„„„„„„„„„„„32 3-2、磁感应强度„„„„„„„„„„„„„„„„33 3-3、几种常见的磁场„„„„„„„„„„„„„„34 3-4 、磁场对通电导线的作用力„„„„„„„„„36 3-5、磁场对运动电荷的作用力„„„„„„„„„„38 3-6、带电粒子在匀强磁场中的运动„„„„„„„„39
第一章 静 电 场
1-1电荷 电荷守恒定律(导学案)
一、预习目标
认识电荷,知道电荷守恒定律,了解点电荷、元电荷 二、预习内容
【问题1】自然界存在几种电荷,它们之间的相互作用如何?
【问题2】摩擦可以产生静电,你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗?说说它们分别带的是正电还是负电?
【问题3】电荷的多少叫做电荷量,用 表示。
在国际单位制中,电荷量的单位是 ,简称 ,用符号 表示。 元电荷e =
【问题4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验,不小心两小球接触了一下,结果两小球都没电了!电荷哪里去了呢?消失了?你能帮他们解释一下原因吗?
【问题5】想一想,在什么情况下带电体可以看成点电荷呢?
三、提出疑惑
课前探究
一、学习目标
1.认识电荷,了解点电荷、元电荷、感应起电。 2.知道电荷守恒定律。
3.探究点电荷的相互作用规律,知道库仑定律
二、学习过程
【问题1】①请你自制一个简易验电器。器材准备:一小段金属丝,两条长约2cm 、宽约4mm 的金属箔,一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。
②摩擦过的物体一定会带电吗?摩擦身边的物体,并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。
【问题2】①如图所示,两个互相接触的导体A 和B 不带电,
现将带正电的导体C 靠近A 端放置,三者均有绝缘支架。请
判断A 、B 带电情况如何?
若先将A 、B 分开再移走C ,则A ,B ; 若先将C 移走再把A 、B 分开,则A ,B 。
图
1.1-2
②讨论交流:接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么?总的电荷量满足什么样的规律?
③电荷守恒定律的内容? 三、反思总结
四、自学自测
1、关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是( ) A .物体所带的电荷量可以为任意实数 B .物体所带的电荷量只能是某些特定值
-910
C .物体带电+1.60×10C ,这是因为该物体失去了1.0×10个电子
-19
D .物体带电荷量的最小值为1.6×10C
2如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球, 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球
都带电的是 ( ) A .先把两球分开,再移走棒 B .先移走棒,再把两球分开
C .先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开 D .棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
3.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为 ( )
A. 被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B. 被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 C. 被吸引的轻小物体一定是带电体 D. 被吸引的轻小物体可能不是带电体 4.一个带正电的验电器如图所示,
当一个金属球A 靠近验电器上的金属球B 时,验电 器中金属箔片的张角减小,则( )
A .金属球A 可能不带电 B .金属球A 一定带正电 C .金属球A 可能带负电 D .金属球A 一定带负电
1-2 库仑定律(导学案)
一预习目标
知道库仑定律的内容及其表达式 二预习内容
【问题1】库仑定律的内容是什么?
【问题2】库仑定律的表达式是什么?库伦是通过什么的到此表达式的?
【问题3】如图1.1-1,长为L 的绝缘轻质杆两端分别固定一个带电小球A 和B (可看作点电荷),A 球带电量为+Q ,B 球带电量为-Q 。试画出B 球受到的库仑力示意图。并求该力的大小。
图
1.1-1 三提出疑惑
课前探究学案
一学习目标
1理解库仑定律的含义和表达式,知道静电常量。
2了解库仑定律的适用条件,学习用库仑定律解决简单的问题。
3渗透理想化思想,培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。 二 学习过程
【问题1】点电荷之间的相互作用力与哪些因素有关?(控制变量) ① 相互作用力F 与两点电荷间的距离r
②相互作用力F 与两点电荷的电量Q 1、Q 2
③演示实验
【问题2】认识库仑定律(类比万有引力定律) ①内容:
②库仑力(静电力)的大小和方向
③条件:
④静电力常量k =
四 自学自测
1真空中有两个静止的点电荷,它们之间的相互作用力为F 。若它们的带电量都增加为原来的2倍,它们之间的相互作用力变为( )
A .F /4 B.F /2 C.2F D.4F
2 A、B 两个点电荷间距离恒定,当其它电荷移到A 、B 附近时,A 、B 之间的库仑力将( ) A .可能变大 B.可能变小 C.一定不变 D.不能确定 3.如图3所示,把质量为0.2克的带电小球A 用丝线吊起,若将带电量为4×10库的小球B 靠近它,当两小球在同一高度相距3cm 时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B 受到的库仑力F =______,小球A 带的电量q A =______.
-8
五 练习与提高
1.两个半径均为1cm 的导体球,分别带上+Q 和-3Q 的电量,两球心相距90cm ,相互作用力大小为F ,现将它们碰一下后,放在两球心间相距3cm 处,则它们的相互作用力大小变为 [ ] A .3000F B.1200F C.900F D.无法确定
2.真空中有两个固定的带正电的点电荷,其电量Q 1>Q 2,点电荷q 置于Q 1、Q 2连线上某点时,正好处于平衡,则 [ ]
A .q 一定是正电荷 B .q 一定是负电荷
C .q 离Q 2比离Q 1远 D.q 离Q 2比离Q 1近
3.如图1所示,用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A 和B ,此时,上、下丝线受的力分别为T A 、T B ;如果使A 带正电,
1-3电场 电场强度 电场线(导学案)
一预习目标
1.通过实验认识电场。 2.会用电场强度描述电场。
3.会用电场线描述电场,知道几种常见电场线的分布情况 二预习内容
电场的两种描述及电场的性质 三提出疑惑
【问题1】物质存在有两种形式:一种是实物,另一种是场。场看不见、摸不着,但却客观存在。你知道自然界存在哪些场吗?
【问题2】电场的基本性质是什么?怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场?
【问题3】试探电荷q 在某点受到的静电力大小为F ,则该点的电场强度E = 。电场强度简称 ,在国际单位制中,其单位为 ,符号为 。 物理学中,规定电场中某点的电场强度的方向 。 【问题5】什么是匀强电场?匀强电场的电场线有哪些特点?
课前探究学案 一学习目标
1.粗略了解物理学史上对电荷间相互作用力的认识过程。
2.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,电场是客观存在的一种特殊的形态。
3. 理解电场强度的概念及其定义,会根据电场强度的定义进行有关的计算。知道电场强度是矢量,知道电场强度的方向是怎样规定的。
4.能根据库仑定律和电场强度的定义推导点电荷场强的计算式,能用此公式进行有关的计算。 5.知道场强的叠加原理,并能应用这一原理进行简单的计算。 二学习过程(合作探究)
【问题1】要研究电场,必须在电场中放入电荷。无论放置什么样的带电体都可以吗?
【问题2】小组讨论:甲同学说:“由电场强度的定义E F 可知,E 跟F 成正比,E 跟q 成反
q 比。”乙同学说:“电场强度E 跟q 、F 无关。”请说出你们小组的观点。如果以检验电荷q 的带电量值为横轴,它在电场中A 点受到的静电力F 为纵轴画出直角坐标系,你认为F 与q 的关系图线应是什么样的曲线?
【问题3】电场强度是如何描述电场的强弱和方向的?
【问题4】电场线的定义是什么?电场中真的存在蜘蛛网一样的线吗?
【问题5】怎样用电场线直观形象地描述电场?你能概括一下电场线的特点吗?
【问题6】小组讨论:两条电场线在空间中能相交吗?说出你们组的理由。
【问题7】请画出几种常见电场线分布(孤立正负点电荷、同种异种点电荷间、点电荷与平行金属板间)
1、 2、
3 、 4、 5、
三 反思总结
荷间的相互作用是通过电场发生的,电场是存在于电荷周围的一种特殊的物质,它最基本的特征是对放入其中的电荷具有力的作用。正是利用电场的这一特性,我们通过研究试探电荷的所受静电力特点,引入了描述电场强弱的物理量──电场强度。电场强度是用比值法定义的,它是矢量,有方向。
电场、电场强度的概念是电学中最重要的概念之一,它的研究方法和定义方法也是物理学中比较常见的方法。
1-4电势 电势能和电势差(导学案)
课前预习学案 一、预习目标
1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。 2.理解电势是描述电场的能的物理量。 二、预习内容
1、你知道什么叫“类比”吗?
所谓类比,就是将两个(或两类)研究对象进行对比,根据它们在某些方面有相同或相似的属性,进一步推断它们在其他方面 也可能有相同或类似的属性。 “类比”法是一种科学的研究方法。
2、电势能和我们以前学过的哪种能量相类似? 二、电势能与重力势能对比后得到: 结论: ,电势能减小; 电场力作负功(克服电场力做) , 。
静电力做的功等于电势能的减少量,公式
三、电势定义: 公式: 变形得: 。 课前探究学案 一、学习目标
1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式U AB =WAB /q进行相关的计算. 2.理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系
与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电 势逐渐降低. 3.知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系. 二、学习过程 电势差与电势的关系。
电势差定义: 也叫 。 设电场中A 点的电势为 ,B 点的电势为 , 电势差表示成 也可以表示成 显然 ,电势
1、电势差可以是正值也可以是负值,电势差的正负表示什么意义?
2、电势的数值与零电势点的选取有关,电势差的数值与零电势点的选取有关吗?这与力学中学过的哪个概念相似?
二、静电力做功与电势差的关系。
电荷q 从电场中A 点移到B 点,静电力做功与电势差的关系。 W AB = = = = 即
或
1、U AB 由什么决定?跟W AB 、q 有关吗?
2、W AB 跟q 、U AB 有关吗?
3、沿电场线方向,电势如何变化?
三、等势面 1、什么是等势面?等势面和电场线有何关联?等势面分布的疏密和电场强度的大小有何关联?
2、请画出单个正点电荷、负点电荷的电场线和等势面分布图,指出等势面的分布特点,说明它的电场中电势的正负情况(设无穷远为零势能面)。
3、请画出匀强电场电场线、等势面分布图,说明该电场等势面的分布特点。
四、反思总结
1、电势差和电势的概念。2、电势差和电势的区别。3、应用W AB qU AB 计算时的注意事项。
1-5电子束在示波管中的运动(导学案)
[问题背景]如图,真空中两极间电势差为U, 距离为d 。现有一质量为m ,电荷量为q 的正电荷,无初速度的放入电场后,试讨论该电荷怎样运动?加速度是多少?(不考虑重力的影响)
[探究一] 场强E U d
推导:
或 ②d 为两点间沿场强方向的距离
③将电荷从A 点移到BC 所在等势面上的任意一点,电势降低是相同的,但沿AC 电势降落的最快。可见,电场中,电势降落最快的方向为场强的方向。 场强的单位 N/C与V/m是等价的,试证明之
[变式问题] 若电子从小孔射出后, 垂直进入某一匀强电场中, 它会怎样运动?
[探究二]:电子束在示波管中的运动规律
1、 实验.
不加电压时:亮班的位置
偏转电极YY ’加电压U ’时:亮班的位置
(1). 给偏转电极YY ’加与不加电压U ’,电子打在荧光屏上的位置为什么不同?
(2).若给YY ’加不同的电压U ’ ,打在荧光屏上的亮斑位置一样吗?竖直偏移y ’的大小与偏转电压U ’是否会有必然的关系?怎样找出这个关系?
(3).若求竖直偏移y ’ ,你认为应首先将电子束的运动过程分为几个阶段?每个阶段的运动特征怎样?如何分别进行处理?
2、 分析论证:
师:通过观察你认为电子在在示波管中的运动可以分为几个阶段?
{
(1)电子在电子枪中的运动(加速) 怎样求出射速度V 0?
(2)电子在偏转电极中的运动 处理方法是什么?
水平方向:Vx=
竖直方向:a=
v
偏移量
偏转角tan Ψ=
(3)离开偏转电场后:匀速直线运动
偏移量y’=y+LtanΨ=
3、 讨论与实验
4、 (1)偏转量和偏转角跟带电粒子q 、m 无关,只取决于 和 。
(2)若U ’=Umax sinwt ,亮斑在荧光屏上将怎样运动?怎样使屏上出现完整的正弦曲线。
1-6带电粒子在电场中的运动(导学案)
预习内容
1、带电粒子在电场中加速,应用动能定理,即
所以
v =2、(1)带电粒子在匀强电场中偏转问题的分析处理方法,类似于平抛运动的分析处理,应用运动的合成和分解的知识。
①离开电场运动时间 。 ②离开电场时的偏转量 。 ③离开电场时速度的大小 。 ④以及离开电场时的偏转角 。 (2)若电荷先经电场加速然后进入偏转电场,则y=
tan θ=U 1为加速电压,U 2为偏转电压)
3、处理带电粒子在匀强电场中运动问题的方法
(1)等效法: 和沿电场力方向的 来分析、处理。 课内探究学案
1引导学生复习回顾相关知识
(1)牛顿第二定律的内容是 ? (2)动能定理的表达式是 ? (3)平抛运动的相关知识:1
2、带电粒子的加速
提出问题要使带电粒子在电场中只被加速而不改变运动方向该怎么办? 学生探究活动:结合相关知识提出设计方案并互相讨论其可行性。 2: 可求得当带电粒子从静止开始被加速时获得的速度为:
v t =2⨯
深入探究:
(1)结合牛顿第二定律及动能定理中做功条件(W=Fscos θ恒力 W=Uq 任何电场)讨论各方法的实用性。
(2)若初速度为v 0(不等于零),推导最终的速度表达式。
学生活动:思考讨论,列式推导 3、带电粒子的偏转
如图所示,电子以初速度v 0垂直于电场线射入匀强电场中. 问题讨论:
(2)分解法:带电微粒在匀强电场中偏转这种较复杂的曲线运动,可分解成沿初速方向的
qU
⨯d =md 2qU
m
(1)分析带电粒子的受力情况。
(2)你认为这种情况同哪种运动类似,这种运动的研究方法是什么?
(3)你能类比得到带电粒子在电场中运动的研究方法吗?
深入探究:如右图所示,设电荷带电荷量为q ,平行板长为L ,两板间距为d ,电势差为U ,初速为v 0.试求:
(1)带电粒子在电场中运动的时间t 。
(2)粒子运动的加速度。
(3)粒子受力情况分析。
(4)粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离。
(5)粒子在离开电场时竖直方向的分速度。
(6)粒子在离开电场时的速度大小。
(7)粒子在离开电场时的偏转角度θ。
拓展:若带电粒子的初速v 0是在电场的电势差U 1下加速而来的(从零开始),那么上面的结果又如何呢? (y ,θ)
学生活动:结合所学知识,自主分析推导。
θ=arctan
与q 、m 无关。
UL
2U 1d
1-7 电容器的电容(导学案)
一、知识与技能:
1、了解电容器的构造和常用电容器。
2、知道电容器充电和放电过程是能量转化的过程。 3、了解电容器的电容。 二、过程与方法:
经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程,知道决定平行板电容器电容大小的因素 三、情感态度与价值观:
培养学生热爱科学,积极探索的精神。 四、重点和难点
1、电容器的概念、定义式及影响平行板电容器电容因素。 2、电容的定义和引入。
3、对平行板电容器的动态分析。 一、预习
一、请学生自主学习教材 1、电容器(了解) 构造
电容器的充电、放电 2、电容(记忆) 定义 公式: 单位:
电容的物理意义
3、平行板电容器的电容(记忆) 平行板电容器的决定式: 4、常用电容器(了解)
二、探究
1、 对电容的理解
甲同学说:“电容器带电越多, 电容越大, 不带电时, 电容为零”. 此说法对吗? 为什么?
乙同学说:“电容器两端电压越大, 电容越大, 不加电压时, 电容为零”. 此说法对吗? 为什么? 丙同学说:“若A 电容器带电比B 电容器带电量多, 则A 的电容就比B 的电容大”. 此说法对吗? 为什么?
丁同学说“若:A 电容器两端电压比B 电容器两端电压大, 则A 的电容就比B 的电容大” 此说法对吗? 为什么?
2、决定平行板电容器电容大小的因素
(1)静电计是在验电器的基础上制成的, 用来测量电势差. 把它的金属球与一个导体相连, 把它的金属外壳与另一个导体相连, 从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.
(2)学生注意观察现象并思考下列问题 (a )保持Q 和d 不变, S 越小, 静电计的偏转角度如何变化?C =Q /U ,电容C 如何变化?
(b )保持Q 和S 不变,d 越大,静电计的偏转角度如何变化?C =Q /U ,电容C 如何变化?
(c )保持Q 、d 、S 都不变, 在两极板间插入电介质板, 静电计的偏转角度如何变化?C =Q /U ,电容C 如何变化?
(2)结论:
平行板电容器的决定式:
三、练习
1、对于一个电容器,下列说法中正确的是 ( ) . A、电容器所带的电量越多,电容越大
B、电容器两极板间的电势差越大,电容越大
C、电容器所带的电量增加一倍,两极板间的电势差也增加一倍
D、电容器两极板间的电势差减小到原来的1/2,它的电容也减小到原来的1/2
2、一个电容器,带了电量Q 后,两极板电势差为U ,若它带的电量减少Q/2,则 A .电容为原来的1/2,两极板电压不变 B .电容为原来2倍,两极板电压不变 C .电容不变,两极板电压是原来的1/2 D .电容不变,两极板电压是原来的2倍
3、将一个平行板电容器接上电源后再切断电源 .然后使两极板间的距离增大一些,则关于电容器两极的电压U 和两极间的场强E 的变化,下列说法正确的是 ( )
A.U 增大,E 增大, B.U 增大,E 不变C.U 不变,E 减小,D.U 减小,E 减小
第二章 直 流 电 路
2-1欧姆定律导学案
【学习目标】
(1)、知道电流的产生原因和条件. (2)、理解电流的概念和定义式,并能进行有关的计算
(3)、理解电阻的定义式,掌握欧姆定律并能熟练地用来解决有关的电路问题.知道导体的
伏安特性.
(4)、掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法,培养学生依据实验,分析、归纳物理
规律的能力.
【学习重点】理解定律的内容以及其表达式、变换式的意义 【学习难点】运用数学方法处理实验数据,建立和理解欧姆定律 【学习过程】
(-)自主学习 (1)什么是电流?
(2)电流形成的条件是什么?
(3)什么是电流强度?
①定义: 比值.这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱,这个比值称为电流强度.简称 ,用 表示.
②表达式:
③单位:安培(A )毫安(mA ),微安(μA ),1A = mA= μA
④电流方向的规定:
正电荷在电场力的作用下,从高电势向低电势运动,所以电流是有 电势向 电势流动,在电源外部,是由电源 极流向 极.
(二) 简单应用
(1)工厂中车床照明灯采用36伏的安全电压,某车床照明灯工作时灯丝电阻是32欧,求通过灯丝的电流.
(2)一段导体两端电压是2伏时,导体中的电流是0.5安,如果电压增大到3伏,导体中的电流多大?
(3)电压保持不变,当接电阻为242欧的灯泡时,电路中的电流为0.91安,如改接电阻为165欧的电烙铁,电路中的电流是多大?
2-2电阻定律导学案
一、自主学习
1. 导体的电阻是导体本身的一种,它是由导体决定的,导体的电阻跟它的 有关;跟它的 有关;跟它的 有关。
2. 电阻定律:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度L 成成 ;导体的电阻与 有关。表达式R= ,式中ρ是比例系数,它与导体的材料有关,是表征 的一个重要的物理量。
3. 各种材料的电阻率都随温度的变化而,金属的电阻率随温度的升高而 ,而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作 。
二、简单应用
1. 根据电阻定律,电阻率ρ=A. 跟导线的电阻成正比 C. 跟导线的长度成反比
RS
对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率( L
B. 跟导线的横截面积成正比 D. 由所用金属材料的本身特性决定
)
2. 电路中有一段金属丝长为L ,电阻为R ,要使电阻变为4R ,下列可行的方法是( ) A. 将金属丝拉长至2L
B. 将金属丝拉长至4L
D. 将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
C. 将金属丝对折后拧成一股
3. 一段粗细均匀的镍铬合金丝,横截面的直径为d ,电阻为R ,如果把它拉成直径为均匀细丝,电阻值将变为( )
A .
d 的4
R R B .16R C .256R D . 1664
)
4. 滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是(
A. 若将a 、c 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值增大 B. 若将a 、d 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值减小 C. 若将b 、c 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值增大 D. 若将a 、b 两端连在电路中,则当滑片OP 向右滑动时,变阻器的阻值不变
5. 有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是(
)
A. 灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R ,电灯变亮 B. 灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R ,电灯变暗
U 2
C. 灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据P =,电灯变亮
R
U 2
D. 灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P =,电灯变暗
R
6. 两根完全相同的金属裸导线A 和B ,如果把导线A 均匀拉长到原来的2倍,导线B 对折后拧成一股,然后分别加上相同的电压,则它们的电阻之比R A :RB 为______,相同时间内通过导体横截面的电荷量之比q A :qB 为______
2-3焦耳定律 导学案
自主学习
1. 电流做功的多少等于所谓电流做功,实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功,电荷的 减小,其他形式的能在增加;公式:W= ,P= 。
2. 电流通过用电器时把能全部转化为 简单应用
1. 用电器两端电压220V ,这意味着(
)
A.1A 电流通过用电器时,消耗的电能为220J B.1C 正电荷通过用电器时,产生220J 的热量 C.1A 电流通过用电器时,电流的发热功率为220W D.1C 正电荷从电势高端移到电势低端时,电场力做功220J
2. 一灯泡标有“220V,100W”字样将其接到110V 的电源上(不考虑灯泡电阻的变化) ,则有(
)
A. 灯泡的实际功率为50W B. 灯泡的实际功率为25W C. 通过灯泡的电流为额定电流的
11
D. 通过灯泡的电流为额定电流的
2 4
3. 下图电路中,电灯L 1、L 2都标有“220V,100W”;电灯L 3、L 4
都标有“220V,40W”.将A 、B 两端接入电源,最暗的灯是 ( )
A .L 1 B .L 2 C .L 3 D .L 4
4. 把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动
变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为P 甲和P 乙,可以断定( )
A. P 甲〉P 乙
C. P 甲=P 乙
B. P 甲〈P 乙 D. 无法确定
5. 输电线总电阻为r ,输送的电功率是P ,送电电压为U ,则用户得到的功率为( ) A.P
P 2
B. P -() r
U
U 2
C. P -
r
D. (
P 2) r U
6. 一个直流电动机所加电压为U ,电流为 I ,线圈内阻为 R ,当它工作时,下述说法中错
误的是 ( )
A .电动机的输出功率为U 2/R B .电动机的发热功率为I 2R
C .电动机的输出功率为IU-I 2R D .电动机的功率可写作IU=I2R=U2/R 7. 有一个直流电动机,把它接入0.2V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4A ,若把它接入2V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1A 。求:
(1)电动机正常工作时的输出功率 ;
(2)如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?(提示:电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器)电9.微型吸尘器的直流电动机内阻一定,当加上0.3 V的电压时,通过的电流为0.3 A,此
8.某一电动机,当电压U 1=10V时带不动负载,因此不转动,这时时电动机不转,当加在电动机两端的电压为2.0 V时,电流为0. 8 A ,这时电动机正常工作,
则吸尘器的效率为多少?
电流为I 1=2A。当电压为U 2=36V时能带动负载正常运转,这时电流为I 2=1A。求这时电动机的机械功率是多大?
2-4串联电路和并联电路导学案
自主学习
1. 把几个导体依次相连,接入电路,这样的连接方式叫做
2. 把几个导体的一端连在一起,另一端也连在一起,然后把这两端接入电路,这样的连接方式叫做 。
3. 电流特点:串联电路各处的电流;并联电路总电流等于各支路电流 。
4. 电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之;并联电路各部分电压与各支路电压 。
5. 电流表:已知电流表的内阻为R g ,满偏电流为I g ,则满偏电压U g = 。 简单应用
1. 两个完全相同的电流表G ,分别改装成0~0.6A 和0~3A 的电流表。则下列说法中正确的是( )
A .两个电流表串联接入电路后,它们的读数之比是1:1 B .两个电流表串联接入电路后,它们的指针偏转的角度是5:1 C .两个电流表并联接入电路后,它们的读数之比是1:5 D .两个电流表并联接入电路后,它们的指针偏转的角度是1:1 2. 两个定值电阻R 1、R 2串联后接在输出电压U 稳定于12V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1两端,如图.电压表的示数为8V ,如果他把此电压表改接在R 2两端,则电压表的示数将( )
A .小于4V B.等于4V C.大于4V 小于8V D.等于或大于8V 3. 在图中,A. B两图分别为测灯泡电阻 R 的电路图,下述说法正确的是 ( )
A .A 图的接法叫电流表外接法,B 图的接法叫电流表的内接法 B .A 中R 测 <R 真,B 中R 测>R 真
C .A 中误差由电压表分流引起,为了减小误差,就使R>RA ,故此法测较小大电阻好
4.在图所示的电路中。U=12V,若电压表的示数也是12V ,这说明可能 [ ]
A .灯泡L 开路 B .电阻R 1、R 2中有开路发生 C .电阻R 1、R 2中有短路发生 D .灯泡L 和电阻R 1都发生了开路
5.如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A 、B 为分压器的输出端,R 是负载电阻,电源电压为U 保持恒定,滑动片P 位于变阻器的中央,下列判断正确的是 [ ]
A .空载(不接R )时,输出电压为U/2
B .接上负载 R 时,输出电压< U/2
C .负载电阻R 的阻值越大,输出电压越低
D .接上负载R 后,要使输出电压为U/2,滑动片P 须向上移动至某一位置。
6. 图中R 1=4Ω,R 2=9Ω,R 3=18Ω。通电后经R 1、R 2和R 3的电流之比I 1:I 2:I 3,R 1、R 2和R 3两端的电压之比U 1:U :U 3
7、一电流表G ,允许通过的最大电流(满刻度电流)为I g =50μA,表头电阻R g =1kΩ,若改装成量程为I m =1mA的电流表,应并联的电阻阻值为 Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10V的电压表,应再串联一个阻值为 Ω的电阻。
8、 如图所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻R g =500Ω,满刻度电流为I g =1A的毫安表,现接成量程分别为10V 和100V 的两个量程,则所串联的电阻R 1=______Ω,R 2=______Ω。
9、 图中U=10V,R 1=4Ω,R 2=6Ω,C=30μF.
(1)闭合开关S, 求稳定后通过R 1的电流及此时电容器所带电荷量。 (2)然后将开关S 断开, 求这以后流过R 1的总电荷量.
2-5欧姆定律 导学案
自主学习
1. 电阻是反映导体对电流的的物理量。R =;电阻的单位为 ,简称 ,符号是 。
2. 欧姆定律内容:导体中的电流跟导体两端的的电压U 成,跟导体的电阻成 ;公式I = 。
3. 纵坐标表示I-U 图象叫做导体的伏安特性曲线。
4. 在《描绘小灯泡的伏安特性曲线》的实验中,按下图的电路图甲进行实验,开关闭合前,调节 的滑片,使变阻器的有效电阻为 ,闭合开关,逐步减小滑动变阻器的有效电阻,通过小灯泡的电流随之 ,分别记录电流表和 的多组数据,直到电流达到它的 为止,由于变阻器是串联在电路中的,即使R 调到最大,电路中还有一定的电流,因此在描出的伏安特性曲线中缺少 的数据,要克服这一点,可按照下图乙进行实验。
简单应用
1. 关于欧姆定律的适用条件,下列说法正确的是( )
A .欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的,对于其他导体不适用 B .欧姆定律也适用于电解液导电 C .欧姆定律对于气体导电也适用 D .欧姆定律适用于一切导体
2. 两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示,可知电阻大小之比R 1:R2等于( )
A.1:3
B.3:1 C. 1:3 D. 3:1
3. 加在某段导体两端的电压变为原来的
1
时,导体总的电流就减小0.6A ,如果所加电压变为原3
来的2倍,则导体中的电流将变为( )
A.0.6A
B.1.2A C.0.9A
D.1.8A
4. 一个标有“4V,0.7A”的小灯泡,所加的电压U 由零逐渐增大到4V ,在此过程中电压U 和电流I 的关系可以用图象表示,在图中符合实际的是(
)
5. 某电阻的两端电压为10V ,30s 内通过的电荷量为32C ,这个电阻的阻值为Ω,30s 内有个自由电子通过它的横截面(电子的电荷为1. 6⨯10
-19
C ).
2-6测定电池的电动势和内阻导学案
【实验目的】
1. 学习测量电源电动势和内阻的方法, 掌握科学测量的主要步骤。 2.
【自主学习】
一、实验目的
测定电源的________________。
图2.6-1 【简单应用】
1. 在测定电源电动势和内阻的实验中,为使实验效果明显且不会损坏仪器,应选择下列电源中的( )
A. 内阻较大的普通干电池 B. 内阻较小的普通蓄电池C. 小型交流发电机 D. 小型直流发电机 2. 下面给出了几种用伏安法测电池电动势和内阻的实验中的数据处理方法,其中既科学、直观,又能减小偶然误差的方法是 ( )
A. 测出两组I 、U 的数据,代入方程组E=U1+I1r 和E=U2+I2r 中,既可求出E 和r B. 多测几组I 、U 的数据,求出几组E 和r ,最后分别求出其平均值 C. 测出多组I 、U 的数据,画出U-I 图象,再根据图象求E 、r
D. 多测出几组I 、U 的数据,分别求出I 和U 的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E ,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
3. 为测定某一电池的电动势和内电阻,下面几组器材中,能完成实验的是 ( ) A. 一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线 B. 一只电流表、两只变阻器、开关和导线
C. 一只电流表、一只电阻箱、开关和导线 D. 一只电压表、一只电阻箱、开关和导线 4. (1)利用电压表和电流表测一节干电池的电动势E 和内电阻r ,电路如图所示,图中R 1为粗调滑动变阻器,R 2为微调滑动变阻器,实验得到的四组数据,如表中所示.
① 表中数据经处理后,可以确定电动势E = V ,内电阻r = Ω. ② 现有滑动变阻器:A (10Ω 1A ),B (50Ω 0.5A ),C (500Ω 0.5A ).那么在本次实验中,滑动变阻器R 1应选用 ,R 2应选用 ,(选填“A ”、“B ”或“C ”).
(3)根据图线可求得,被测电池的电动势E =___▲___V ,内阻为r =___▲___Ω. 5、为了测量一节电池的电动势E 和内阻r ,现有下列器材可供选择: A .待测电池E :电动势约为2V ,内阻约为1Ω B .电流表A :满偏电流50mA ,内阻R x =10Ω C .电压表V :量程0~3V ,内阻约为3K Ω D .滑动变阻器R :阻值0~10Ω E .定值电阻R 0,R 0=1Ω F .开关一个,导线若干
(1)在虚线框内画出实验电路原理图
(2)试验中,当电流表A 读数为I 1时,电压表读数为U 1;当电流表读数为I 2时,电压表读数为U 2,请用I 1、I 2、U 1、U 2表示电池的电动势E = 内电阻r =
(3)在该电路中,从产生系统误差的原因来分析,测出的电动势 真实的电动势,测出的内阻 真实的内阻(选填“大于”、“等于”或“小于”),产生该误差的原因是
2-7闭合电路的欧姆定律导学案
自主学习
1、闭合电路欧姆定律
(1)内电路、内阻、内电压
电源内部的电路叫____________。内电路的电阻叫__________。当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫___________。用U 内表示 (2)外电路、路端电压
电源外部的电路叫____________。外电路两端的电压习惯上叫 ____________。用U 外表示
2、电动势E 、外电压U 外与内电压U 内三者之间的关系________________。 1、电动势等于电源___________时两极间的电压 ○
2、用电压表接在电源两极间测得的电压U 外___E ○
3、闭合电路欧姆定律 1、内容___________ ○
2、表达式_____________________ ○
3常用变形式U 外=E-Ir ○简单应用
1、如图4所示的电路中,当变阻器R 3的滑动触头P 向b 端移动时( ) A. 电压表示数变大,电流表示数变小 B. 电压表示数变小,电流表示数变大 C. 电压表示数变大,电流表示数变大 D. 电压表示数变小,电流表示数变小
2. 如图5是某电源的路端电压U 随干路电流I 的变化图像,由图像可知,该电源的电动势
_____V,内阻为____。
图4
3. 以太阳能电池板,测得他的开路电压为800mV, 短路电流40mA. 如将该电池板与一阻值为20Ω 的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是( ) A 、0.10V B、0.20V C、0.30V D、0.40V
图6
4、某学生在研究串联电路的电压时,接成如图6所示电路,接通K 后,他将高内阻的电压表并联在A 、C 两点间时,电压表读数为U, 当并联在A 、B 两点间时,电压表读数也为U, 当并联在B 、C 两点间时,电压表读数为零,则出现此种情况的原因是(R 1,R 2阻值相差不大)
A 、AB 段断路 B、BC 段断路 C、AB 段短路 D、BC 段短路
2-8多用电表的使用导学案
【实验目的】
1、 了解欧姆表的原理,学会使用欧姆表;了解欧姆表的刻度等问题。 2、 了解多用电表的电压、电流、欧姆档是共用一个表头组合在一起的。 3、 学会用多用电表测电流,电压及测量二极管的正反向电阻。 【自主学习】 一、欧姆表
1、 欧姆表的原理
欧姆表是据_________定律制成的测量电阻的仪表,可直接读出电阻值,比用伏安法测电阻方便。 原理. 如右图示:
调零时.Ig=_________测量时. I= _________
只要将对应Rx 值的电流刻度Ⅰ改为阻值Rx, 即为欧姆表。 由于I 与R 的非线性关系,表盘上电流刻度是_____的, 其对应的电阻刻度却是______的电阻零刻度在电流满偏处。
2、 注意:_____笔接欧姆表内部电源负极,而_____笔接内部电源的正极。 二、多用电表
1、 原理:多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电
路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。(1)直流电流挡 直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头________改装而成的几个量程不同的电流表。 2)直流电压挡:
直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头_________改装而成的几个量程不同的电压表. (3)欧姆挡(欧姆表)
2、 多用电表的表面结构,多用电表可以用来测电流、
电压和电阻,又称万用电表,其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分,上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“∞”,右端标有“0”,是用于测_______的. 中间的刻度线是用于测________和________的, 其刻度是分布______的,最下面一条刻度线左侧标有“V ”是用于测交流电压的,其刻度是_________的。多用电表表面的下半部分为选择开关,周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡,多用电表就测量______;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量电压或电阻。
多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插____插孔,黑表笔插____插孔, 插孔上面的旋钮叫____________,用它可进行电阻调零,另外,在表
盘和选择开关之间还有一个____________,用它可以进行机械调零,即旋转该调零螺丝,可使指针(在不接入电路中时)指在______端“0”刻线。 3、 使用步骤及注意事项 (1)使用前
① __________:调节欧姆表调零螺丝,使指针指向_______端O 点;
② __________:将选择开关置于欧姆表某一挡后,红、黑表笔短接,使指针指向________的零(即右端“0”)。 (2)使用中
①使待测电阻和外电路_______。②不能用手接触表笔的金属部分。 ③使指针指在_______附近。④换挡时________。
(3)使用后:将选择开关置于________挡或_______挡,并将表笔从插孔拔出,如长期不用应将电池取出。 4、 回答问题
用多用电表测直流电流,直流电压、电阻时,红表笔和黑表笔分别是哪个电势高?
三、二极管的单向导电性
二极管全称叫_____________,是用半导体材料制成的电子元件,它有二个引线,一根叫正极,另一根叫负极,二极管的表示符号是__________。
当二极管的正极接_______,电势点,负极接_________电势点, 即加正向电压时,二极管电阻________电势点,即加正向电压时,二极管电阻,________,处于导通状态,相当于一个接通的开关;当给二极管加反向电压时,二极管的电阻_________,相当于一个断开的开关,这种特性叫二极管的____________,已被广泛应用。 【简单应用】
1、 下列说法中正确的是( )
A. 欧姆表的每一挡的测量范围是0~∞
B. 用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的 C. 用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中央时,误越大
D. 用欧姆表测电阻,选不同量程时,指针越靠近右边误差越小 2、 有一个多用电表,其欧姆挡的四个量程分别为“×1”“×10”“×100”“×1K ”,某学生把
选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏转角度很大,为了减少误差,他应该
A. 换用“×1K ”挡,不必重新调整调零旋钮 B. 换用“×10”挡,不必重新调整调零旋钮 C. 换用“×1K ”挡,必须重新调整调零旋钮
D. 换用“×10”挡,必须重新调整调零旋钮
3、 用多用表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管,其结果依次如图5甲、乙、丙所示,由图
可知,图_____的二极管是好的,该二极管的正极是_____端。
第三章 磁 场
3-1磁现象和磁场导学案
课程标准
(一) 知识与技能
1. 了解磁现象,知道磁性,磁极的概念。 2. 知道电流的磁效应、磁极间的相互作用。
3. 知道磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间都是通过磁场发生相互作用的。
知道地球具有磁性。
4. 提前学习磁感线,有利于更好的理解磁现象和磁场 (二) 过程与方法
利用类比法、实验法、比较法使学生通过对磁场的客观认识去理解磁场的客观实在性。 (三) 情感态度与价值观
通过类比的学习方法,培养学生的逻辑思维能力,体现磁现象的广泛性 课前预习
1. 本节学习有关磁场的基本知识,通过回顾磁学的发展历史和初中学过的磁学知识,应该掌
握磁场的基本概念。 2. 基本磁学概念:
(1) 磁性:___________________________的性质。 (2) 磁极:_________________________________. (3) 磁场:磁体周围空间存在_________,它的基本性质是对放在其中的磁体或电流有______
的作用,一切磁体相互作用都是一种非直接接触的相互作用,必须通过_______来实现。
(4) 磁感线:在磁场中画出的有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向都在该点的
磁场方向上
(5)地球磁场
地磁场的磁感线的分布与条形磁铁、通电螺 线管的磁场相似。如图所示,与地理南极对 应的是地磁北极,与地理北极对应的是地球 南极(不计磁偏角时)。
(6)关于磁偏角
指南针并不指向地球的正南和正北。公元11世纪,我国科学家通过长期的观察发现,指南针的指向并不是地球的正南和正北,而是略微偏离一点,
也就是说地的两级和地磁
的两级并不重合,这个偏差,在现代科学技术中可以用磁偏角来描述。
地理南北极与地磁南北极并不重合,地磁的北极(N 极)在南半球南纬70°10´和东经150°45´的地方,地磁的南极(S 极)在北半球北纬70°50´和西经96°的地方。 通过磁针静止位置所作的竖直平面叫做地磁子午面,地磁子午面和地理子午面做夹的角度叫做磁偏角,实际测量的结果指出,地球各处的磁偏角不同。 课前习题:
1.每个磁体有两个极,分别叫_____、____。同名磁极互相_______,异名磁极互相______。 2.以下一些物体:铁悄、钢锯片、铜线、回形针、银币、缝衣针、铝片,根据能否被磁化可以分为两类。可磁化类:___________________;不可磁化类:________________
3.地球是一个巨大的磁体,地磁场在南极在地理_________极附近。地磁的两极跟地理的两极并不重合,我国宋代学者_______________是世界上最早注意到这一现象的人。
3-2 磁感应强度导学案
课程标准
知识与技能
1、理解磁感应强度B 的定义,知道B 的单位是特斯拉。 2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。 3、会用公式F=BIL解答有关问题。 过程与方法
1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。 2、通过演示实验,分析总结,获取知识。 情感、态度与价值观
学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。
课前预习
1. 电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的 与检验电荷 的比值F
来定义的,其定义式为E =。规定 受的电场力方向为电场方向。
q
2.磁场的方向。
规定在磁场中的任意一点小磁针 受力的方向亦即小磁针 时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向.
3.磁场对电流的作用力通常称为 。如图1,三块相同
的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,则决定安培力大小的因素 ⑴与导线在磁场中的放置方向有关
⑵与电流的 有关 ⑶与通电导线在磁场中的 有关 4.磁场强弱——磁感应强度
在磁场中 于磁场方向的通电导线,所受的安培力F 跟
图1
电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值叫 。
F
公式B =
IL
在国际单位制中,磁感应强度的单位是 ,简称特,国际符号是T 。1T =1磁感应强度是 ,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向。 磁感应强度B 是表示磁场 和方向的物理量
N A ·m
3-3几种常见的磁场导学案
【学习目标】
1、会用磁感线描述磁场
2、知道通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 3、掌握匀强磁场
4、知道磁通量的物理意义和定义式
5、了解安培分子假说,从而解释一些磁现象 【课前预习】
1磁感线的物理意义
磁感线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向 疏密表示 。
。磁感线的
2 安培定则 :
。
环形电流的磁场: 通电线圈周围磁场:
3、分子电流假说的内容及现象解释:在原子分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流。分子电流是每个物质微粒都成为一个微小的 ,它的两侧相当于两个 。安培的假说能够解释一些磁现象,如 、 。 4、匀强磁场的定义
5、磁通量的物理意义和定义式
写成公式为 。
磁通量的单位是 简称为 符号 知识点1. 常见磁场
三种常用的电流磁场的特点及画法比较(请在图的右侧练习画电流磁场)
(1)直线电流的磁场:无磁极,非匀强,距导线越远处磁场越弱,画法如图所示。
(2)通电螺线管的磁场:两端分别是N 极和画法如图所示。
(3)环形电流的磁场:两侧是N 极和S 极,离圆环中心越远,磁场越弱,画法如图所示。
知识点2. 安培分子电流假说 知识点3. 磁通量、磁通密度
磁通量:磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。如果一个面积为S 的面垂直一个磁感应强度为B 的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。我们把B 与S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。 (1)定义: (2)公式:
磁通密度定义:
磁通密度大,即穿过单位面积的磁感线条数多,一定是磁感线很密,磁感应强度大
磁通量是标量,只有大小,没有方向,但磁感线穿过平面时有正反面之分。因此,在计算磁通量时必须注意磁感线是从哪边穿过这个平面的,磁通量的大小存在正、负值。
3-4磁场对通电导线的作用力导学案
【要点导学】
1、本节通过控制变量的方法探究安培力的方向,得出左手定则,通过磁感应强度的定义得出安培力的计算公式,进而拓展到磁场对通电线圈的作用效果,使大家认识磁电式电流表的工作原理。通过本节的学习,应会用公式F=BIL解答有关问题、知道左手定则的内容,并会用它解答有关问题,知道磁电式电流表的工作原理。
2、安培力的方向(左手定则):当磁场与电流垂直时,安培力、磁场、电流构成如图3-4-1的三维直角坐标系.当磁场方向与电流方向不垂直时,安培力、磁场的垂直分量、电流构成如图所示的三维直角坐标系.尽管磁场与电流方向可以不垂直,但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向,即垂直于_____方向和_______方向所构成的平面.
3、安培力的大小:在匀强磁场中,通电导线受到的安培力的计算公式为____________.非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合,通电导线在非匀强磁场中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.
4、磁电式电流表:在磁电式电流表中,极靴和铁质圆柱之间构成一个特殊的磁场分布,磁场方向沿着____________________,电流通过电流表的矩形线圈时,线圈的两条边线始终与磁感应强度方向垂直,受到大恒定的安培力,安培力将促使线圈绕轴转动,同时螺旋弹簧被收紧,将产生一个______的转动效果,当两种转动效果抵消时,指针会指在一个相应的位置,从而指示出电流值。
电流表的灵敏度很高,是指通过很小的电流时,指针就可以偏转较大的角度。在使用电流表时,允许通过的电流一般都很小,使用时应该特别注意。
【范例精析】
例1、 试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理,证明通有同向电流的导线相互吸引,通有异向电流的导线相互推斥力.
解析:如图3-4-2所示,研究a 对b 的磁场力:(1)根据安培定则画出电流a 在导线b 处产生的磁场分布图;(2)根据左手定则可知通电导线b 受到的磁场力是向左的;(3)根据牛顿第三定律,可知通电导线a 受到的磁场力是向左的,即通有同向电流的平行导线相互吸引.同理可得通有异向电流的平行导线是相互推斥的.
拓展:两根平行的通电导线之间有力的作用,这是实验所证明的结论,通电导线之间的作用力是通过磁场相互作用的.有些同学在研究两根导线之间的相互作用力时,同时画出两根导线在空间产生的磁场是没有必要的,也是思路不清的表现,两根导线之间的作用是通过各自的磁场对另一方作用的,不是两个磁场的相互作用。
例2、如图3-4-3所示,质量为m 的导体棒AB 静止在水平导轨上,导轨宽度为L ,已知电源的电动势为E ,内阻为r ,导体棒的电阻为R ,其余接触电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ,磁感应强度为B ,求轨道对导体棒的支持力和摩擦力.
解析:涉及安培力时的物体的平衡问题,通过对通电棒的受力分析,根据共点力平衡方程求解.棒的受力分析图如图3-4-4所示 由闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)„① 由安培力公式 F=BIL„„② 由共点力平衡条件 Fsinθ=f „„③
N+Fcosθ=mg„④
整理得 f=EBLsinθ/(R+r)„„⑤ N=mg-EBLcosθ/(E+r)„„„„⑥
拓展:本题是有关安培力的典型问题,必须作好受力分析图,原题给出的是立体图是
很难进行受力分析,应画出投影图,养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节.
3-5磁场对运动电荷的作用导学案
【要点导学】
1、本节学习磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力),通过本节的学习,应知道洛伦兹力是安培力的微观表现,会推导公式F=qvB,并会用此公式解答有关问题,会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题,知道电视机显象管的工作原理。
2、洛伦兹力的方向:和确定安培力的方向一样,确定洛伦兹力的方向也可以用左手定则. 由于电流方向规定为_______定向移动的方向,所以用左手定则判断洛伦兹力方向时,四指应该指向______运动的方向. 磁场可以和电荷的运动速度方向不垂直,但洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向,又垂直于磁感应强度方向,即垂直于速度方向和磁感应强度方向所构成的________。
3、计算洛伦兹力的公式:如果电流方向与磁场方向不垂直,设磁场与电流方向的夹角等于θ,洛伦兹力公式为__________,它表示电荷的运动方向与磁场方向在一条直线上,电荷将______磁场的作用力;当电荷的运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的磁场力最大等于_________。
4.洛伦兹力与电场力的对比
电荷在电场中就会受到电场力,其大小等于________,和电荷是否运动______.磁场对静止的电荷____作用力,对运动的电荷也______有作用力,只有对运动方向与磁感应强度方向_________的电荷才有作用力.电场力移动电荷时,必然伴随着_____做功,涉及到______与其它形式的能的转化.洛伦兹力移动电荷时,对电荷____做功.
5、电视机显象管的工作原理:电视机显象管中的电子偏转是利用了_______________ _________________________。产生偏转电场的线圈称为__________。
6、动量:是矢量,大小为质量与速率的乘积,方向为速度方向。
3-6带电粒子在匀强磁场中的运动导学案
学习目标
1、理解洛伦兹力对粒子不做功。
2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,知道它们与哪些因素有关。
4、了解回旋加速器的工作原理。 学习重点
带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 学习难点
带电粒子在匀强磁场中的受力分析及运动径迹 自主学习
1.带电粒子在匀强磁场中的运动
(1)带电粒子的运动方向与磁场方向平行:做 运动。
(2)带电粒子的运动方向与磁场方向垂直:粒子做向 。轨道半径公式: 周期公式: 。
(3)带电粒子的运动方向与磁场方向成θ角:粒子在垂直于磁场方向作行磁场方向作 运动。叠加后粒子作等距螺旋线运动。
2.质谱仪是一种十分精密的仪器,是测量带电粒子的和分析 3.回旋加速器:
(1)使带电粒子加速的方法有:经过多次 直线加速;利用电场 和磁场的 作用,回旋 速。
(2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用,在围内来获得 的装置。
(3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速,使之能量不断提高,要在狭缝处加一个 电压,产生交变电场的频率跟粒子运动的频率 。
⑷带电粒子获得的最大能量与D 形盒 有关。
复习
1、洛仑兹力的方向
用左手定则判定。应用左手定则要注意:
(1)判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向,应使四指指向电荷运动的反 方向。
(2)洛仑兹力的方向总是既垂直于 又垂直于 ,即总是垂直于 所决定的平面。
2、洛仑兹力的大小
θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。
(1)当θ=90°,即v 的方向与B 的方向垂直时,f= ,这种情况下洛仑兹力 。
(2)当θ=0°,即v 的方向与B 的方向平行时,f= 。
(3)当v=0,即电荷与磁场无相对运动时,f= ,表明了一个重要结论:磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力,而对相对磁场静止的电荷没有作用力。
3、洛仑兹力作用效果特点
由于洛仑兹力总是垂直于电荷运动方向,因此洛仑兹力总是 功。它只能改变运动电荷的速度 ,不能改变运动电荷的速度 (或动能)。
4、带电粒子在磁场中运动(不计其它作用)
(1)若v//B,带电粒子以速度v 做 运动(此情况下洛伦兹力F=0)
(2)若v ⊥B ,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v 做 运动。
v 2
①向心力由洛伦兹力提供: =m R
②轨道半径公式:R= 。
③周期:T= 频率:f=
角频率:ω=1。 T v =。 r
说明:T 、F 和ω的两个特点:
①T 、f 和ω的大小与轨道半径(R )和运动速率(v )无关,只与
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②比荷( q )相同的带电粒子,在同样的匀强磁场中,T 、f 和 相同。 m
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