高三物理考前回归课本之选修32.docx

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高三物理考前回归课本之选修32

高三物理考前回归课本之选修3-2

第一章电磁感应

一、知识排查

知识点

不熟的作记号

1．磁通量：

公式和单位，产生感应电流的条件

2．法拉第电磁感应定律：

内容、公式

3．楞次定律及推论

4．用楞次定律判断感应电流方向的步骤，右手定则

5．自感现象,灯的渐亮和闪亮问题

6．日光灯电路及工作原理

7．高频焊接原理，动圈式话筒原理、磁带录音机原理

二、典型问题分析

1．法拉第发现电磁感应现象，归纳总结出电磁感应规律。

2．产生感应电流的条件：

穿过闭合回路的磁通量发生变化。

注意：

要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系。

实验一实验二实验三

【练习】现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如实验三图图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。

由此可以判断

A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转

B.线圈A中铁芯和上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转

C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央

D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向

3．摇绳发电

把一条大约10m长的电线的两端连在一个灵敏电流表上，形成闭合电路。

俩个同学迅速摇动电线，可以发电吗？

你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性最大。

答：

可以。

因为闭合回路的磁通量发生变化（导线切割地磁场的磁感线）。

两个同学东西方向站立时发电的可能性最大。

【练习】某研究小组的同学利用铜芯电缆线和灵敏电流计做摇绳发电的探究实验。

如图所示，他们将电缆线和灵敏电流计连成闭合回路，在操场上由两位同学手摇导线，其他同学观察灵敏电流计的指针变化。

在下列说法中，你认为正确的研究结果应符合（）

A．摇动绳子时，流过灵敏电流计的电流是大小变化的直流电

B．摇动绳子时，灵敏电流计中电流的大小与两同学的站立方位无关

C．仅增加绳子的长度，灵敏电流计中的电流的最大值增大

D．仅增加摇绳的频率，灵敏电流计中的电流的最大值不变

4．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在垂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。

T=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为L的正方形。

为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？

请推导这种情况下B与t的关系式。

答案：

5．如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？

把磁铁从A环移开，会产生什么现象？

磁极移近或远离B环，又会发生什么现象？

解释所发生的现象．

6．用简洁的语言叙述楞次定律：

感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

7．根据法拉第电磁感应定律证明：

导体切割磁感应线产生的感应电动势:

E=BLv

证明：

如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，回路在时间t内增大的面积为：

ΔS=LvΔt

穿过回路的磁通量的变化为：

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

产生的感应电动势为：

8．法拉第的圆盘发电机

（1）说明圆盘发电机的原理：

圆盘中任意一根半径都在切割磁感线，这半径可以看成一个电源，根据右手定则可以判断，圆盘边缘上的电势比圆心电势高。

（2）通过R的电流方向：

自上而下

公式：

金属圆盘或杆转动时的感应电动势的大小

。

【练习】法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连。

当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则（）

A．电刷A的电势高于电刷B的电势

B．若仅减小电刷A、B之间的距离，灵敏电流计的示数将变大

C．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大

D．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大

9．动圈式扬声器

线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够自由运动。

随声音变化的电流通进线圈，安培力使线圈运动。

纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。

这样的扬声器能不能当做话筒使用？

也就是说，如果我们对着纸盒说话，扬声器能不能把声音变成相应的电流？

为什么？

答：

可以。

声音使纸盒振动，线圈将随纸盒振动，线圈切割磁感线，产生感应电流。

10．在录音机里，录、放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒电路相连，放音时磁头与扬声器电路相连。

录音过程利用了电流的磁效应，放音过程利用了电磁感应。

11．电子感应加速器

【练习】电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备．电子在两极间的环形真空室中，受到其他约束始终沿逆时针方向做圆周运动．如图9-2所示，上图为感应加速器的侧视图，下图是真空室的俯视图．上、下为电磁铁的两个磁极，电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，所产生的感应电场使电子加速．若此时电磁铁中通有图示电流．则下述说法正确的是（　）

A．若电磁铁中电流减小，则电子被加速

B．若电磁铁中电流增大，则电子被加速

C．若电磁铁中电流反向，则电子一定被减速

D．若电磁铁中电流反向，且电流减小，则电子仍被加速

12．图是电磁流量计的示意图。

圆管是由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。

当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点间电动势E，就可知道管中液体流量q--单位时间内流过管道横截面的液体的体积。

已知管的直径是d，磁感应强度B，试推导q与E的关系式。

假定管中各处液体流量相同。

答案：

Q=πdE/4B

13．通电自感和断电自感。

说明观察到的现象并进行解释。

【练习】在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。

闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。

然后，断开S。

若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是

14．变压器、电动机等设备中有匝数很多的线圈，当电路中的开关断开时会产生很大的自感电动势，使得开关中的金属片之间产生电火花，烧蚀接触点，甚至引起人身伤害。

因此电动机等大功率用电器的开关尹装在金属壳中。

最好使用油浸开关，即吧开关的接触点浸在绝缘油中，避免出现电火花。

15．在制造精密电阻式，为了消除电流变化而引起的自感现象，往往采用双线绕法，由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。

【练习】在制造精密电阻时，为消除电阻使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图所示，其道理是（　　）

A．当电路中电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消

B．当电路中电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消

C．当电路中电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消

D．以上说法均不正确

16．电磁阻尼：

导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍相对运动。

应用：

（1）磁电式电表的线圈用铝框做线圈骨架。

当被测电流通过线圈时，由于磁场对通电线圈有安培力的作用，所以线圈带动指针和铝框一起转动。

铝框在磁场中转动时产生感应电流，磁场对感应电流的作用力阻碍铝框转动，于是指针随着铝框很快就稳定地指在读数位置上，达到能够迅速读出数据的功能。

（2）微安表的表头在运输时应该把两个接线柱连在一起。

答：

两个接线柱连在一起构成闭合回路，运输过程中指针晃动，表头线圈中有电流通过，线圈受到的安培力阻碍线圈转动，使指针很快停止运动。

（3）线圈能使磁铁的振动很快停下来，如图。

17．电磁驱动：

磁场运动，导体跟着运动的现象

应用：

（1）转动磁铁，铝框会跟着磁铁同方向转动，但是转速比磁铁的转速小。

（阻碍并不阻止）

（2）交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。

（3）条形磁铁水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向运动的驱动力。

【练习】如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．A与B两点位于同一水平线

B．A点高于B点

C．A点低于B点

D．铜环将做等幅摆动

18．延时继电器：

【练习】下图是一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作，延时继电器就是这样得名的．

（1）请解释：

当开关S断开后，为什么电磁铁还会继续吸住衔铁一段时间？

（2）如果线圈B不闭合，是否会对延时效果产生影响？

为什么？

19．日光灯工作原理

启动器的作用：

镇流器的作用：

（1）

（2）

【练习】用日光灯电路如图所示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理下列说法正确的是　　）

A．镇流器的作用是将交流电变为直流电

B．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯

管开始工作

C．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是分离的

D．日光灯正常发光时，灯管两端的电压为220V

20．理解涡流的概念。

知道高频感应炉和电磁灶应用了涡流现象。

【练习】高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，图1所示为高频感应炉的示意图．冶炼锅内被装入冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是（　　）

A．利用线圈中电流产生的焦耳热

B．利用红外线

C．利用交变电流的磁场在冶炼锅内金属中产生的涡流

D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场

21．高频焊接原理

【练习】如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（　　）

A．交流电的频率越高，焊接处的温度升高得越块

B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越块

C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小

D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大

22．在科技馆中常看到这样的表演：

一根长1m左右的空心铝管竖直放置（图甲），把一枚磁性很强的小圆片从铝管上端放入管口，圆片直径略小于铝管的内径．从一般经验来看，小圆片自由落下1m左右的时间不会超过0.5s．但把小圆片从上端管口放入管中后，过了许久才从铝管下端落出．小圆片在管内运动时，没有感觉到它跟铝管内壁发生摩擦，把小圆片靠着铝管，也不见它们相互吸引．是什么原因使小圆片在铝管中缓慢下落呢？

如果换用一条有裂缝的铝管（图乙），圆片在铝管中下落的速度就快多了．这又是为什么？

第二章交变电流

一、知识排查

知识点

不熟的作记号

1．正弦交变电流的产生过程及函数表达式

2．交流电有效值的定义，正弦交流电有效值的计算公式

3．容抗、感抗的决定因素以及应用

4．理想变压器的三个关系式，电流、电压互感器原理和在电路中的接法

5．远距离输电电路，功率损失和电压损失的计算公式

二、典型问题分析

1．演示实验：

交流电的产生

问题：

（1）交流电的瞬时表达式、最大值、有效值、平均值大小及应用；

（2）何位置磁通量最大？

何位置感应电动势最大？

（3）根据交流电产生的示意图如何判断电流的方向？

2．交流电的有效值：

跟交流电具有相同热效应的直流电的数值。

求图12-2交流电的有效值。

3．电感：

通直流、阻交流、通低频、阻高频

电容：

通交流、隔直流、通高频、阻低频

高频扼流圈只阻碍高频交流电的通过（阻高频），低频扼流圈阻碍交流电的通过（阻交流）。

【练习1】5.3-7图这个电路怎样起到了“隔直流、通交流”的作用；说一说5.3-8图这个电路怎样起到高频旁路的作用。

【练习2】如图所示，线圈L的电阻不计，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则（　　）

A．P1＝P2　　B．P1＞P2C．P1＜P2D．不能比较

【练习3】如图所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略。

单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时（　　）

A．三个灯亮度相同B．甲灯最亮，丙灯不亮

C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮

D．只有丙灯不亮，乙灯最亮

【练习4】在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图所示装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（　　）

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈

C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈

D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈

4．变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。

街头的降压变压器的副线圈的导线粗。

5．自耦变压器：

铁芯上只有一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分。

6．互感器：

（1）电压互感器：

把高压电变成低压，原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压和变压器的变压比算出高压电路中的电压。

（2）电流互感器：

把大电流变成小电流间接测大电流。

7．钳式电流表用处：

测导线中交流电电流

原理：

原线圈只有一匝的变压器。

钳式电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的导线放入后，松开手柄，铁芯闭合，被测导线——铁芯——线圈也构成一个互感器。

8.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动。

输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时下列说法错误的是

A．相当于在增加用电器的数目

B．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大

C．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大

D．变压器的输入功率在增大

9.远距离输电的示意图

第三章传感器

1．干簧管：

当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，所以干簧管能起到开关的作用,磁场控制电路的通断

2．霍尔元件：

把磁学量转化为电压试证明：

MN之间的电压U=k

，期中k为霍尔系数，d为薄片厚度

3．光敏电阻：

光照变强，阻值变小

【练习】如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时

A．电压表的示数减小

B．R2中电流增大

C．小灯泡的功率增大

D．电路的路端电压增大

4．金属热电阻-----温度升高，电阻增加

热敏电阻-------温度升高，电阻减小

【练习】如图所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是

A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的

B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的

C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

【练习】如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω。

当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。

为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以不计。

图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。

⑴应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？

⑵如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R＇的值应调节为多少？

（答：

（1）AB

（2）100欧姆）

3．电容式传感器：

试说明以下传感器的的原理

【练习】如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的（A）

A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化

18．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。

若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列4图中可能正确的是（　　　　）

18．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。

若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列4图中可能正确的是（　　　　）

6．图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。

当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙，在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线。

已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60m，则这次实验沙摆的摆长大约为（取g=π2）

Ａ．0.56mＢ．0.65m

Ｃ．1.00mＤ．2.25m

考点：

107．实验十六传感器的简单使用

意图：

落实实验原理

9.研究电磁感应现象

首先要查明电流表指针偏转方向和电流方向的关系（方法与画电场中平面上等势线实验相同）。

电键闭合和断开时、电键闭合后滑动变阻器的滑动触头移动过程中、电键闭合后线圈A在B中插入、拔出时，都会发现电流表指针发生偏转，说明有电流产生。

而电键保持闭合、滑动触头不动、线圈A在B中不动时，电流表指针都不动，说明无电流产生。

结论：

闭合电路中有感应电流产生的充要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。

8．电磁驱动

（2011海淀二模）17．如图2所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动。

转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝框会随之转动。

对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是（A）

A．铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的

B．铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的

C．铝框转动到其平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大

D．铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力

9.电子感应加速器

现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用变化的磁场产生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图5所示。

在上、下两个电

磁铁形成的异名磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室

中做圆周运动。

上边为主视图，下边为真空室的俯视图。

如

果从上向下看，电子沿逆时针方向运动，则以下方法能够使电子加速的是

A．若电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向一致，使电流减小

B．电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向一致，保持电流不变

C．若电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向相反，使电流增大

D．若电磁铁线圈中的电流方向与图示中方向相反，使电流减小

11．显像管

（07海淀一模）显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水。

如果去离子水的质量不好，会导致阴极材料中含有较多的SO42－离子，用这样的阴极材料制作显像管，将造成电视机的画面质量变差。

显像管的简要工作原理如图13所示：

阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经电压为U的高压加速电场加速后，沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，圆形磁场区域的圆心O在PQ直线上，荧光屏M与PQ垂直，整个装置处于真空中。

若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化，都将使电子束产生不同的偏转，电子束便可打在荧光屏M的不同位置上，使荧光屏发光而形成图象，其中Q点为荧光屏的中心。

不计电子和SO42－离子所受的重力及它们之间的相互作用力。

（1）已知电子的电量为e，质量为me，求电子射出加速电场时的速度大小；

（2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时，电子离开磁场时的偏转角大小为θ（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且θ未知），请推导tan

的表达式；

（3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO42－离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO42－离子，SO42－离子打在荧光屏上，屏上将出现暗斑，称为离子斑。

请根据下面所给出的数据，通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位。

（电子的质量me=9.1×10-31kg，SO42－离子的质量mso=1.6×10-25kg）