1.考纲解读
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考纲要求 |
能力要求 |
考向定位 |
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弹性碰撞和非弹性碰撞 动量守恒定律(说明:只限于一维) |
知道弹性碰撞和非弹性碰撞 理解动量守恒定律的确切含义,知道其适用范围 掌握动量守恒定律解题的一般步骤 会应用动量守恒定律解决一维运动有关问题 |
要明确动量守恒定律的条件,按照应用动量守恒定律的解题思路列式,列式时要理解动量守恒定律的五性“系统性、条件性、同一性、同时性、矢量性、相对性”能应用动量守恒定律解决人船模型、“合二为一”和“一分为二”问题. |
2.涡流现象指的是磁感应强度变化时在导体块内引起漩涡状感应电流的现象.
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[例4]、如图7-1,在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob(在纸面内),磁场方向垂直于纸面朝里,另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程:①以速度v移动d,使它与ob的距离增大一倍;②再以速率v移动c,使它与oa的距离减小一半;③然后,再以速率2v移动c,使它回到原处;④最后以速率2v移动d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4,则( )
A、Q1=Q2=Q3=Q4
B、Q1=Q2=2Q3=2Q4
C、2Q1=2Q2=Q3=Q4 D、Q1≠Q2=Q3≠Q4
解析:设开始导轨d与Ob的距离为x1,导轨c与Oa的距离为x2,由法拉第电磁感应定律知移动c或d时产生的感应电动势:E=
=
,通过R的电量为:Q=I=
Δt=
。可见通过R的电量与导体d或c移动的速度无关,由于B与R为定值,其电量取决于所围成面积的变化。①若导轨d与Ob距离增大一倍,即由x1变2x1,则所围成的面积增大了ΔS1=x1·x2;②若导轨c再与Oa距离减小一半,即由x2变为x2/2,则所围成的面积又减小了ΔS2=2x1·x2/2=x1·x2;③若导轨c再回到原处,此过程面积的变化为ΔS3=ΔS2=2x1·x2/2=x1·x2;④最后导轨d又回到原处,此过程面积的变化为ΔS4=x1·x2;由于ΔS1=ΔS2=ΔS3=ΔS4,则通过电阻R的电量是相等的,即Q1=Q2=Q3=Q4。
[答案]A。
[规律总结]计算感应电量的两条思路:思路一、当闭合电路中的磁通量发生变化时,根据法拉第电磁感应定律,平均感应电动势E=NΔφ/Δt,平均感应电流I=E/R=NΔφ/RΔt,则通过导体横截面的电量q=I
=NΔφ/R。思路二、当导体棒在安培力(变力)作用下做变速运动,磁通量的变化难以确定时,常用动量定理通过求安培力的冲量求通过导体横截面积的电量。要快速求得通过导体横截面的电量Q,关键是正确求得穿过某一回路变化的磁通量ΔΦ。
2、自感
①、自感现象:自感现象是一种特殊的电磁感应现象,它是由于导体本身的电流发生 时而产生的电磁感应现象。自感现象遵循电磁感应的所有规律。
②、自感电动势的方向:由楞次定律可知,自感电动势总是 原来导体中电流的变化。当回路中的电流增加时,自感电动势和原来电流的方向 ;当回路中的电流减小时,自感电动势和原来电流的方向 。自感对电路中的电流变化有 作用,使电流不能 。
③、自感系数:它由线圈 的性质决定。线圈越长,单位长度上线圈的匝数越多,截面积越大,它的自感系数越 。线圈中插入铁芯,自感系数增大很多,自感系数在国际单位制中的单位是 。
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[例2] 如图12-2-4所示,在磁感强度为B的匀强磁场中有一半径为L的金属圆环.已知构成圆环的电线电阻为4r0,以O为轴可以在圆环上滑动的金属棒OA电阻为r0,电阻R1=R2=4r0.当OA棒以角速度
匀速转动时,电阻R1的电功率最小值为P0为多大?(其它电阻不计)
[解析] OA棒的感应电动势
,当OA棒A端处于圆环最上端时,即
时,圆环的等效电阻最大,等效电路如图12-2-5所示,其值
干路中的最小电流![]()
电阻R1的最小功率
.
[规律总结] 等效电源两端所能测量到的电压,并非等效电源的电动势,而是路端电压.因此,遇到求解某电路两端电压问题时,一定要注意分析此部分电路是等效的内电路部分还是外电路部分.在分析导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题时,使用公式E= BLvSinθ进行计算比较方便,但是要注意各种情况下θ角的分析。此题易错的地方是不会把立体图改画成平面图,这样会造成受力分析的困难,解不出答案。
[例3]两个相同的白炽灯L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是( )
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f
[解析]灯L1的亮度高于L2的亮度,说明L1的容抗小于L2支路的感抗,故选A。
[答案]A 。
[规律总结]感抗与容抗是新增内容,也是教学中比较薄弱的环节,它又与大学内容相联系,故要引起重视。
考点三 流过截面的电量问题、涡流现象