【正文】 路端電壓與負(fù)載變化的關(guān)系 （ 1）路端電壓與外電阻 R 的關(guān)系： （外電路為純電阻電路） 其關(guān)系用 U—R 圖象可表示為： （ 2）路端電 壓與電流的關(guān)系 U=E－ Ir（普適式） 其關(guān)系用 U—I 圖象可表示為 第 2 頁(yè) 共 36 頁(yè) 當(dāng) R=∞時(shí)，即開(kāi)路， 當(dāng) R=0 時(shí)，即短路， 其中， r=|tgθ|. 閉合電路中的功率 （ 1）電源的總功率（電源消耗的功率） P 總 =IE 電源的輸出功率（外電路消耗的功率） P 輸 =IU 電源內(nèi)部損耗的功率： P 損 =I2r 由能量守恒有： IE=IU＋ I2r （ 2）外電路為純電阻電路時(shí)： 由上式可以看出： 即當(dāng) R=r 時(shí)， 此時(shí)電源效率為： （ 2）當(dāng) Rr 時(shí)，隨 R 的增大輸出功率減小。電動(dòng)勢(shì)是表征電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)大小的物理量；電動(dòng)勢(shì)的大小由電源本身的性質(zhì)決定，數(shù)值等于電路中通過(guò) 1C 電量時(shí)電源所提供的能量，也等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓；電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，方向規(guī)定為由電源的負(fù)極 經(jīng)電源內(nèi)部到正極的方向?yàn)殡娫措妱?dòng)勢(shì)的方向。 二、重、難點(diǎn)知識(shí)歸納和講解 （一）閉合電路歐姆定律 電源電動(dòng)勢(shì)：電源是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。該式反映了閉合電路中電流強(qiáng)度與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與整個(gè)電路的電阻成反比，即為閉合電路歐姆定律，適用條件是外電路為純電阻電路。 （三）含電容器的電路分析：有電容器連接的電路，當(dāng)電路電壓達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電容器當(dāng)斷路處理，它兩端的電壓等于它并聯(lián)部分的電阻的兩端電壓。 （ 1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S 后，將變阻器的電阻調(diào)到有效電阻 R2=2Ω 時(shí)，電源消耗的總功率為 16W，電源輸出功率為 12W，求燈泡電阻 RL 的阻值。當(dāng)滑動(dòng)頭向ｂ滑動(dòng)時(shí)， R3 的阻值減小，由 R 并 =R2R3/(R2+R3)知并聯(lián)電路總電阻 R 并 減小，故外電路總電阻 R=R1+R并 減小。 說(shuō)明：（１）判斷并聯(lián)電路的電壓時(shí)不能用 U 并 =IR 并 ，因?yàn)?R 并 在減小而Ｉ在增大，其乘積倒底如何變，由題設(shè)條計(jì)不能確定；同樣在判斷 I3 時(shí)也不能用 I3=U 并 /R3，因?yàn)?R3 和 U 并 都在減小，無(wú)法確定 I3 如何變。 若增大 R1，燈泡兩端電壓變小，燈泡變暗。 故 AD 正確。 高考 真題 答案： 8Ω； 23W 解題詳析： 小球進(jìn)入板間后，受重力和電場(chǎng)力作用，且到 A 板時(shí)速度為零．設(shè)兩板間電壓為 UAB，根據(jù)動(dòng)能定理，有 代入數(shù)據(jù)解得 所以，滑動(dòng)變阻器兩端電壓 U 滑 ＝ UAB＝ 8V 設(shè)通過(guò)滑動(dòng)變阻器電流為 I，由歐姆定律得 滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻 電源的輸出功率 題型特點(diǎn)與命題趨向： 本題綜合考查了含容直流電路和帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)，測(cè)試分析綜合能力。此外還要注意宏觀(guān)帶電體，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況， 要根據(jù)各個(gè)場(chǎng)對(duì)帶電粒子作用的特點(diǎn)綜合的分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。 由軌道半徑與周期的關(guān)系得： 。 如圖所示，粒子帶電量為 q，質(zhì)量為 m，經(jīng)加速電壓 U 加速后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定量得： ，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌道半徑 ： ，所以粒子質(zhì)量 。 （ 1） PET 所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬 D 形盒的半徑為 R，兩盒間距為 d，在左側(cè) D 形盒圓心處放有粒子源 S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向如圖所示。 （ 2）試推證當(dāng) R d 時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在 D 形盒中回旋的時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。計(jì)算出圓心角 θ 的大小，由公式 ，可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間。 例 如圖所示，一束電子平行于勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界入射，入射點(diǎn)到邊界的距離為 d，其中有的電子以速度 v1 垂直于磁場(chǎng)邊界從磁場(chǎng)中射出，有的 以速度 v2 與邊界成 30176。 （ 1）在圖上定性畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡； （ 2）求中間區(qū)域的寬度 d 和粒子運(yùn)動(dòng)的周期 T。 高考 真題 帶電粒子在磁場(chǎng)（或加有電場(chǎng)、重力場(chǎng)的 復(fù)合場(chǎng)）中的運(yùn)動(dòng)是高考命題的熱點(diǎn)。角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B’多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間 t 是多少？ 例 解析： 由加速過(guò)程得 v＝ 及半徑公式 r＝ 得 r＝ ；故 U、 m、 q，B 都有可能變化導(dǎo)致 x 增大，所以 ABC 不對(duì)． 答案： D 例 解析：（ 1）設(shè)質(zhì)子回速最大速度為 v，由和牛頓第二定律有 qvB=m 質(zhì)子的回旋周期 T= 高頻電源的頻率 f= 質(zhì)子加速后的最大動(dòng)能 Ek= vm2 設(shè)質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為 n，則 En=nqU 又 t=n 可解得 U= （ 2）在電場(chǎng)中 = ， 在 D 形盒中回旋的總時(shí)間為 t1=n 第 12 頁(yè) 共 36 頁(yè) 故 即當(dāng) R d 時(shí)， t1 可忽略不計(jì)。 。 根據(jù)粒子經(jīng)過(guò) O、 A 兩點(diǎn)的速度方向確定圓弧軌跡圓心 O1，則有： 而 。 第 13 頁(yè) 共 36 頁(yè) 要使粒子不從右邊邊界射出，其運(yùn)動(dòng)軌道半徑應(yīng)小于 R2，因此對(duì)速度要求： 。 ∴ 。帶電粒子在電場(chǎng)中做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在中間磁場(chǎng)做圓弧運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的圓角為 60176。由這四個(gè)力的特點(diǎn)可知，小球在下落過(guò)程中，只有重力和電場(chǎng)力做功。 高考 真題 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 例 解析： （ 1）依題意知，小球 1 所受的重力與電場(chǎng)力始終平衡，則 m1g＝ q1E， 解得 E＝ （ 2）相碰后小球 1 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其速率為 v1，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得： ，則 半徑 ，周期 所以，到兩球再次相碰所經(jīng)歷的時(shí)間 ，小球 1 只能逆時(shí)針經(jīng) 3/4 個(gè)圓周時(shí)與小球 2 再次相碰． 第一次相碰后小球 2 做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其水平速度為 v2，則 在豎直方向上，有 水平方向上，有 L＝ R1＝ v2t 解得 v2＝ ， 兩小球第一次碰撞前后動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，則 m1v0＝－ m1v1＋ m2v2 兩小球質(zhì)量之比 答案： （ 1） ；（ 2） 11 例 解析： （ 1）根據(jù)粒子的偏轉(zhuǎn)情況，利用左手定則可知，該粒子帶負(fù)電荷．如圖所示，粒子由 A 點(diǎn)射入，由 C 點(diǎn)飛出，其速度方向改變了 900，則粒子的軌跡半徑 R=r。 二、重、難點(diǎn)知識(shí)歸納與講解 洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，它是安培力的微觀(guān)本質(zhì)。 洛倫茲力的方向 安培力的方向可以用左手定則來(lái)判斷，洛倫茲力的方向也可用左手定則來(lái)判斷：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)，讓磁感線(xiàn)穿過(guò)手心，對(duì)于正電荷，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)于負(fù) 電荷，四指的指向與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，大拇指所指的方向就是洛倫茲力的方向。 三、重、難點(diǎn)知識(shí)剖析 第 16 頁(yè) 共 36 頁(yè) 洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較 （ 1）與帶電粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 帶電粒子在電場(chǎng)中所受到的電場(chǎng)力的大小和方向，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 （ 3）方向的區(qū)別 電荷所受電場(chǎng)力的方向，一定與電場(chǎng)方向在同一條直線(xiàn)上（正電荷同向，負(fù)電荷反向），但洛倫茲力的方向則與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直。 （ 2）受力變化演變，出現(xiàn)了什么新運(yùn)動(dòng)情況，電荷從什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)過(guò)渡到什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 例 如圖所示，一帶正電的質(zhì)子從 O 點(diǎn)垂直射入，兩個(gè)板間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知兩板之間距離為 d，板長(zhǎng)為 d， O 點(diǎn)是板的正中間，為使粒子能從兩板間射出，試求磁感應(yīng)強(qiáng)度 B應(yīng)滿(mǎn)足的條件（已知質(zhì)子的帶電量為 e，質(zhì)量為 m）． 例 如圖所示，在 xOy 平面上， a 點(diǎn)坐標(biāo)為（ 0， l），平面內(nèi)一邊 界通過(guò)a 點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn) O 的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，有一電子（質(zhì)量為 m，電量為 e）從 a 點(diǎn)以初速度 v0 平行 x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，恰好在 x軸上的 b 點(diǎn)（未標(biāo)出）射出磁場(chǎng)區(qū)域，此時(shí)速度方向與 x軸正方向夾角為 60176。所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為 B、 C。首先應(yīng)對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析，環(huán)在下滑過(guò)程中受到豎直向下的重力、水平向左的電場(chǎng)力、水平向右的洛倫茲力、水平方向的彈力和豎直向上的摩擦力。 開(kāi)始下滑時(shí)，環(huán)的受力如圖（ 1）所示，當(dāng)彈力為零時(shí)，物體在豎直方向只受重力作用，此時(shí)環(huán)的加速度最大，由牛頓第二定律可得： mg=mamax， ∴ amax=g=10m/s2. 當(dāng)環(huán)的加速度達(dá)到最大后，環(huán)受力情況如圖（ 2）所示，當(dāng)環(huán)的速度達(dá)到最大時(shí)，環(huán)所受的滑動(dòng)摩擦力等于的重力，即 f=mg。） 2 ① 而 R＝ ② 由 ①② 得 R＝ 2l 所以 B＝ 而粒子在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間 t＝ 由于 ∠ aOb＝ 90176。 粒子在 B1 和 B2 磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示。磁偏轉(zhuǎn)是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。 帶電小球不動(dòng)，而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，也可以看作帶電小球相對(duì)于磁場(chǎng)沿相反方向運(yùn)動(dòng)，故磁場(chǎng)相對(duì)于小球運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球同樣會(huì)受到洛倫茲力的作用。 解析： 由 a 靜止得 Eq=mag油滴帶負(fù)電，對(duì) b 有 mbg＋ fb=Eq， 對(duì) c 有 Eq＋ fc=mcg， ∴ mc 最大， mb最小。 答案： 2200，正 1 解析： （ 1）因洛倫茲力一定垂直速度方向和磁場(chǎng)方向，所以 F1 垂直 B，F(xiàn)2 也垂直 B，即 B垂直 F1 和 F2 決定的平面，所以在 y軸方向上，又因?yàn)槲⒘Ｒ詖2=2105m/s 的速度沿＋ z 軸運(yùn)動(dòng)受 F2=410－ 5N，沿＋ x軸方向，所以 B 沿 y負(fù)方向。此時(shí)小球受力如圖： 所以有 F1=Bv1q （ 1） N2=F1－ mgcos37176。（ 8） 聯(lián)立得（ 5）（ 6）（ 7）（ 8）得： v2= （人教版） 20xx屆高三物理復(fù)習(xí)講義： 電功和電功率 一、知識(shí)概述 第 24 頁(yè) 共 36 頁(yè) 電功和電功率是本章兩個(gè)重要的概念，在運(yùn)用公式解決問(wèn)題時(shí)要注意公式的適用范圍；理解電功和電熱、電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。其計(jì)算公式： W=qU， W=UIt， W=Pt 是普適公式而 W=I2Rt 和 ，只適用于純電阻電路的運(yùn)算。 電功和電熱的關(guān)系： W≥Q 電流通過(guò)做功，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的電路叫純電阻電路；電能只有一部分轉(zhuǎn)化 為內(nèi)能，而大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等的電路叫 非純電阻電路 . （二）電功率和熱功率 電功率： 電功率是描述電流做功快慢的物理量。 電功率和電熱功率的關(guān)系： P≥PQ. 額定功率和實(shí)際功率 . （ 1）額定功率：指用電器正常工作時(shí)的功率，當(dāng)用電器兩端電壓達(dá)到額定電壓時(shí)， 電流也達(dá)到額定電流，功率達(dá)到額定功率。 R=R1＋ R2＋ R3. 分壓原理：串聯(lián)電路中的電阻起分壓作用，電壓的分配與電阻成正比。 U1=U2=U3=U 電阻：并聯(lián)電路中，總電阻的倒數(shù)，等于各支路電阻的倒數(shù)之和 . . 分流原理：并聯(lián)電路中的電阻起分流作用，電流的分配與電阻成反比。 三、例題精析 例 如圖所示的電路中，三個(gè)電阻的阻值相等，電流表 A A2 和 A3 的內(nèi)電阻均可忽略，電流表的讀數(shù)分別為 I I2 和 I3，則 I1︰ I2︰ I3=_______︰ _______︰ _______。（提示：用等效替代法） 例 現(xiàn)代商場(chǎng)中一般都安裝自動(dòng)扶梯。 第 27 頁(yè) 共 36 頁(yè) 無(wú)阻導(dǎo)線(xiàn)所連的 A、 A′可視為一點(diǎn)， B、 B′也可視為一點(diǎn)，則其等效電路圖又可改畫(huà)成圖乙所示。分析等效電路如圖丙可知： I1=3I， I2=2I， I3=2I。 答案： 3Ω 說(shuō)明： “等效替代法 ”是求解直流電路的常用方法。 第 28 頁(yè) 共 36 頁(yè) 有 （人） 解法（二）： 由動(dòng)能定理 （人教版） 20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)講義： 電容器、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、知識(shí)綜述 本次我們主要學(xué)習(xí)平行板電容器還有帶電粒子在電場(chǎng)中