备战2007高考物理总复习《四》[下学期]

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名称 备战2007高考物理总复习《四》[下学期]
格式 rar
文件大小 1.6MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2006-12-23 15:23:00

文档简介

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《交流电和电磁波》
一、高考趋势 
近年来高考有关交流电的试题,平均每年都有,通常是选择题形式出现,考查方式上既有对本章知识内容的单独考查,如命题频率较高的交流电的产生及变化规律(包括图像)、最大值与有效值、变压器的变压比和变流比等频繁出现;又有对本章知识和电学的其他部分、力学等内容相联系的综合性考查,特别是带电粒子在加有交变电压的平行板电容器板间的运动问题,在加强能力考查的现代高考中,更是一个热点.预计在今后的高考中,对这部分内容的考查仍是立足于基础,保持以往的水平.
电磁振荡和电磁波在近年来高考中,重点考查LC振荡电路的振荡过程和规律的判断,几乎每年都有一道有关电磁振荡的基础题,且多为选择题.电磁波基础知识试题出现的较少.本章有关论证和计算较少而概念叙述较强,高考只限于掌握课本范围内的知识,且都是“A”级.预计今后高考仍将保持这个水平.
二、知识结构 
交变电流: 电磁场和电磁波:
三、考纲要求 
交变电流: 电磁场和电磁波:
四、夯实基础知识
一、正弦交变电流
1. 正弦交变电流的产生
当闭合线圈由中性面位置(图中O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数:e=Emsinωt,其中Em=NBSω。这就是正弦交变电流。
(1)中性面:指与磁感线垂直的平面。如上图1、3、5
特点
(2)当线圈垂直中性面时,,但磁通量变化最快,感应电动势最大。
2. 交变电流的变化规律的理解
(1)从线圈转至中性面开始计时,若从转至平行磁感线开始计时,则
(2)最大值:
(3)与转轴的所在位置及线圈形状无关
2.交变电流的有效值
交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
⑴只有正余弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2倍。
⑵通常所说的交变电流的电流、电压;交流电表的读数;交流电器的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流等都是指有效值。(电容器的耐压值是交流的最大值。)
3.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值
正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬时值用e表示,平均值用表示。它们的关系为:E=Em/,e=Emsinωt。平均值不常用,必要时要用法拉第电磁感应定律直接求:。特别要注意,有效值和平均值是不同的两个物理量,千万不可混淆。
生活中用的市电电压为220V,其最大值为220V=311V(有时写为310V),频率为50HZ,所以其电压即时值的表达式为u=311sin314t(V)。
4.交流电的有效值:
(1)依据:电流的热效应
(2)定义:三同时,直流电电压(电流)叫做交流电电压(电流)的有效值。
(3)说明:
①各种交流电器上所标的额定电压、电流均指有效值
②交流电表的示数全为有效值
③电器元件(如电容)的击穿电压(耐压值)指的是最大值,但保险丝熔断电流为有效值
④一般所说交流电的值,均为有效值
⑤求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值,不能用平均值。
⑥中各量均为有效值。
⑦若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。
5.理想变压器
理想变压器的两个基本公式是: ⑴,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。⑵P入=P出,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
需要特别引起注意的是:
⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有:
⑵有多个副线圈时满足n1I1=n2I2+n3I3+……
⑶变压器的输入功率由输出功率决定,往往用到:,即在输入电压确定以后,输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比,与原线圈匝数的平方成反比,与副线圈电路的电阻值成反比。式中的R表示负载电阻的阻值,而不是“负载”。“负载”表示副线圈所接的用电器的实际功率。实际上,R越大,负载越小;R越小,负载越大。这一点在审题时要特别注意。
6.●变压器锦囊妙计
一、高考命题走势
综观高考命题,对于变压器问题,多集中于对变压器的工作原理及I、U、P、n各量间基本关系的考查.由于变压器与电能的输送密切相关,贴近生活实际,触及能源利用的社会热点,符合贴近现实突出能力的命题趋势,仍不失为备考的重点.
二、解题思路
思路1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……
思路2 功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出,即P1=P2;当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……
思路3 电流思路.由I=P/U知,对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……
思路4 (变压器动态问题)制约思路.
(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压U2由输入电压决定,即U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”.
(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压U1确定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定,即I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”.
(3)负载制约:①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,P2=P负1+P负2+…;②变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定,I2=P2/U2;③总功率P总=P线+P2.
动态分析问题的思路程序可表示为:
U1P1
思路5 原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中ΔΦ/Δt相等;当遇到“”型变压器时有
ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt,
此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电,但不适用于稳压或恒定电流的情况.
交流电应用——变压器及远距离输电
7.变压器的工作原理——利用了互感现象
8.能量转换方式:原线圈电能→磁场能→副线圈电能
9.电压比=,电流比
从减少电的损失与节约材料考虑。
10.负载对原线圈的影响:
副线圈负载增加(接入用电器增多)→流过副线圈电流增加→副线圈的输出功率增加→原线圈输入功率增加→原线圈输入电流增大
11.远距离输电
(1). 主要问题:(电流的热效应导致电能转化为热能损失掉)
(2). 解决方法:
增大,采用高压输电是有效方法。
记熟两个基本关系式:
一定要画出远距离输电的示意图来,包括发电机、两台变压器、输电线路等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/ 、n2、n2/,相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。从图中应该看出功率之间的关系是:P1=P1/,P2=P2/,P1/=Pr+P2。电压之间的关系是:。电流之间的关系是:。可见其中电流之间的关系最简单,中只要知道一个,另两个总和它相等。因此求输电线上的电流往往是这类问题的突破。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用,而不能用。
特别重要的是要会分析输电线上的功率损失,由此得出的结论: ⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增大输电导线的横截面积。两者相比,当然选择前者。⑵若输电线功率损失已经确定,那么升高输电电压能减小输电线截面积,从而节约大量金属材料和架设电线所需的钢材和水泥,还能少占用土地。
二、电磁场和电磁波
1.电磁场
⑴要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。恒定的磁场不会产生电场,恒定的电场不会产生磁场。均匀变化的磁场产生恒定的电场,均匀变化的电场产生恒定的磁场。
可以证明:振荡电场产生同频率的振荡磁场;振荡磁场产生同频率的振荡电场。
⑵按照麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统一的场,这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。
2.电磁波
变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播出去,就形成了电磁波。
有效地发射电磁波的条件是:⑴频率足够高(单位时间内辐射出的能量P∝f 4);⑵形成开放电路(把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去)。
电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直,而且都跟波的传播方向垂直,因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质,在真空中也能传播。在真空中任何频率的电磁波的波速均为c=3.0×108m/s。
3.电磁波的应用
要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
3.LC振荡电路的分析以及振荡图象的分析(自己分析)
高考过关试题
1、如图,闭合导线框abcd中产生感应电流的下列说法中正确的是( )
A、只要它在磁场中作切割磁感线的运动,线框中就产生感应电流
B、只要它处于变化的磁场中,线框中就产生感应电流
C、它以任何一条边为轴,在磁场中旋转,线框中就产生感应电流
D、它以OO为轴在磁场中旋转,当穿过线框的磁通量为0时,线框中有感应电流。
2、(95全国)图6表示一交流电的电流随时间而变化的图
像.此交流电流的有效值是( )
 A.5安  B.5安  C.3.5安  D.3.5安
3、(03全国)如图,正弦交流电经过整流器后,电流波形正
好去掉了半周.这种单向电流的有效值为( )
A、2 A B、 A C、 A D、1 A
4、(04 江苏)内阻不计的交流发电机产生电动势e = 10sin50tV,接有负载电阻R =10 ,现在把发电机的转速增加一倍,则( )
A、负载两端电压的有效值将变为28.2V。 B、交流电的频率将变为100Hz。
C、负载消耗的功率将变为20W。 D、负载消耗的功率将变为40W。
5、(04年潍坊)矩形线圈的面积为S,匝数为n,在磁感应强度为B的
匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。当转到线
圈平面与磁场垂直的图示位置时( )
A.线圈中的电动势为0 B.线圈中的电动势为
C.穿过线圈的磁通量为0 D.线圈不受安培力作用
6、(04黄冈)图中呈柱面的磁极N、S位于两极间的圆柱形铁心O的两测,
使隙缝中的磁感应线沿圆柱的半径分布,磁感应强度的方向如图中
的箭头所示,大小处处都是B。一边长为L的正方形平面线框abcd,
其中ab、cd两边与铁心的轴线oo’平行,bc、da两边与铁心的轴
线oo’垂直,如图所示,线框以恒定的角速度ω绕oo’逆时针旋
转,当t=0时,线框平面位于水平位置,则不同时刻线框中的感应
电动势E的大小为( )
A、当 B、当
C、当 D、当
7、(04扬州)如图甲所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈轴线OOˊ与磁场边界重合.线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外,cd向纸内).若从图示位置开始计时,并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图乙中的哪一个( )
8、一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法正确的是(  )
 A、t1和t3穿过的线圈的磁通量为零
 B、t1和t3时刻线圈的磁通量变化率为零
 C、图示交流电是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的
D、每当感应电动势e变换方向时,穿过线圈的磁
通量的绝对值最大
9、如图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO/轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,在线圈由图示位置转过90O的过程中,下列说法正确的是( )
 A、磁通量的变化量△Φ=NBS
 B、平均感应电动势E=2NBSω/π
 C、电阻R产生的焦耳热Q=(NBSω)2/2R
 D、电阻R产生的焦耳热Q=(NBS)2ωRπ/4(R+r)2
10、关于交流电的有效值和最大值,下列说法正确的是(  )
 A.任何形式的交流电电压的有效值都是U=Um/的关系
 B.只有正余弦交流电才具有U=Um/的关系
 C.照明电压220V,动力电压380V指的都是有效值
 D.交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值
11、一只电饭煲和一台洗衣机同时并入u=311sin314tV的交流电源上,均正常工作,用电流表分别测得电饭煲的电流是5A;洗衣机的电流是0.5A,下列说法正确的是(  )
 A、电饭煲的电阻是44Ω,洗衣机电动机线圈电阻是440Ω
 B、电饭煲消耗的功率为1555W,洗衣机电动机消耗的功率为155.5W
 C、1分钟内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J
 D、电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
12、超导是当今高科技研究的热点,利用超导材料可实现无损耗输电。现有一直流电路,输电总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kW,电压为800V,若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( )
 A、1kW B、1.6×103kW   C、1.6kW   D、10kW
13、关于交流电的下列几种说法正确的是(  )
 A.在一个周期内正弦(余弦)交流方向改变1次,非正弦(余弦)交流电的方向改变次数不确定
 B.如果某交流有效值为5A,那么该交流电最大值为10A
 C.用交流电流表或交流电压表测定交流电电流或交流电电压时指针在来回摆动
 D.交流电用电器设备上标出的电流值或电压值都是有效值
14、如图是某种型号的电热毯的电路图,电热
毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热
丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电
热丝两端的交流电压表的读数为( )
A.110V B.156V C.220V D.311V
15、一个电热器接在10V的直流电压上,消耗的电功率为P,当把它接到一交流电压上时,消耗的电功率为。则该交流电压的最大值为( )
A. 5V B. 7.1V C. 10V D. 12V
16、标有“10V、5W”的白炽灯,接到正弦交流电路中,能正常发光,则错误的是( )
A. 灯泡两端交流电压的最大值为14.1V
B. 灯泡两端交流电压的有效值为10V
C. 通过灯泡的交流电流的有效值为0.5A
D. 通过灯泡的交流电流的最大值为0.5A
17、一交流电压瞬时值的表达式为u=141sin31.4tV。则( )
A. 该交流电压的有效值为141V B. 该交流电的有效值为100V
C. 该交流电的周期为0.2s D. 该交流电压的频率为10Hz
18、在电能的输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定时,对于在输电线上损失的电功率,有如下四种判断,其中正确的是( )
①和输送电线上电压降的平方成反比 ②和输送电压的平方成正比
③和输送电线上电压降的平方成正比 ④和输送电压的平方成反比
A. ①和② B. ③和④ C. ①和④ D. ②和③
19、如图所示电路中,A和L分别为日光灯管和镇流器,关于日光灯发光情况下列叙述中,正确的是( )
A.只把S1接通,日光灯就能正常发光
B.把S1、S2接通后,S3不接通,日光灯就能正常发光
C.当日光灯正常发光后,再接通S2,日光灯仍能正常发光
D.S3不接通,接通S1、S2后,再断开S2,日光灯就能正确发光
20、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T。从中性面开始计时,当t=时,线圈中感应电动势的瞬时值为2V,则此交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
21、在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是( )
22、(2001年全国)—个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为nl和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1>n2则( )
A、U1>U2,Pl<P2 B、 Pl=P2,Il<I2 C、 Il<I2,U1>U2 D、Pl>P2,Il>I2
23、(97全国)(1)、(2)两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220伏的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为 110伏。若分别在c、d两端与g、h两端加上110伏的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为 (  )
A、220伏,220伏  B、220伏,110伏  
C、110伏,110  D、220伏,0
24、(04天津) 一台理想降压变压器从10kV的线
路中降压并提供200A的负载电流。已知两个线
圈的匝数比为,则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )
A、 5A,250V,50kW B、 5A、10,
C、200A,250V,50 D、,10,
25、(04厦门)如图为理想变压器,电表均可视为理想电表,接线柱接电压u=311sin314t(V)的交流电源。当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,以下说法正确的是( )
 A.A1示数不变,A2示数变小
 B.A2示数不变,V2示数变大
 C.A1示数变小,A2示数变小
 D.V1示数变大,V2示数变大
26、(04桂林)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器,经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的,那么在用电高峰期,随用电器电功率的增加将导致( )
A、升压变压器初级线圈中的电流变小 B、升压变压器次级线圈两端的电压变小
C、高压输电线路的电压损失变大 D、降压变压器次级线圈两端的电压变小
27、(04江苏)一只原副线圈匝数比为20∶1的理想变压器,正常工作时,下列说法中正确的是( )
 A、原副线圈中的电流强度之比为1∶1 B、原副线圈的输入、输出功率之比为20∶1
 C、穿过原副线圈中的磁通量之比为20∶1 D、原副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
28、如图,一个理想变压器上有三组线圈,三组线圈匝数之比为n1:n2:n3=3:2:1,现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中,并把n1的接线端接上交变电源,接通电源后,下列各项正确的是(  )
 A、若EL1正常发光,那么EL2、EL3都不能正常发光
 B、若EL2正常发光,那么EL1将烧毁
 C、若EL2正常发光,那么EL1、EL3都不能到正常亮度
 D、若EL3正常发光,那么EL2将烧毁
29、如图,某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压,在其他条件不变的情况下,为使变压器输入功率增大,可使(  )
 A、原线圈匝数n1增加
 B、副线圈匝数n2增加
 C、负载电阻R阻值增大
 D、负载电阻R阻值减小
30、用U1和U2=KU1两种电压输电,若输送功率相同,在输电线上损失的功率相同,导线长度和材料也相同,则在这两种情况下,输电线的横截面面积S1:S2为(  )
 A、K    B、1/K C、K2 D、1/K2
31、一个接在交流电路中的理想变压器,它的初级线圈中的交流电和次级线圈中的交流电一定具有相同数值的物理量是( )
A. 电流强度 B. 电压 C. 频率 D. 功率
32、一台理想变压器,电源电压保持不变,要增大输出功率,可采取的办法是( )
A. 增加原线圈的匝数 B. 增加副线圈的匝数
C. 增大负载电阻 D. 减小负载电阻
33、(95上海)如图18-1所示,理想变压器的输入端接正弦交流电,副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2;输电线的等效电阻为R,开始时,电键K断开.当K接通时,以下说法中正确的是( )
A.副线圈的两端M、N的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流增大
34、如图18-2所示,理想变压器输入电压U1一定,两个副线圈的匝
数分别为n2和n3,当把同一个电阻先后接在a、b间和c、d间时,
通过电阻的电流和电阻两端的电压分别为I2、U2和I3、U3,变压器
输入的电流分别为I1,I1′,则( )
A. B.
C. D.U1(I1+I1′)=U2I2+U3I3
35、(96上海)如图18-3所示,在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂,已知线圈1、2的匝数比为N1∶N2=2∶1,在不接负载的情况下( )
A.当线圈1输入电压220 V时,线圈2输出电压为110 V
B.当线圈1输入电压220 V时,线圈2输出电压为55 V
C.当线圈2输入电压110 V时,线圈1输出电压为220 V
D.当线圈2输入电压110 V时,线圈1输出电压为110 V
36、在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原、副线圈匝数分别为n1=600,n2=120,电源电压U1=220 V,原线圈中串联一个0.2 A的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则( )
A.负载功率不能超过44 W
B.副线圈电流最大值不能超过1 A
C.副线圈电流有效值不能超过1 A
D.副线圈电流有效值不能超过0.2 A
37、如图,有一理想变压器,原付线圈砸数比为n。原线圈接正弦交流电,电压为U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一重物匀速上升,下列判断正确的是( )
A.电动机两端电压为IR B.电动机消耗的功率为I2R
C.原线圈中的电流为nI D.变压器的输入功率为
38、图中有六个完全相同的灯炮,如果各灯都正常发光,
则变压器线圈的匝数比n1:n2:n3为( )
A.1:2:1 B.2:1:2
C.4:1:2 D.1:1;1
39、如图,半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为 e,质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt(k>0)。根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0,方向顺时针,从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1,则此时电子的速度大小为( )
A、 B、
C、 D、
40、如图所示,平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中,关于电容器两极板间的电场和磁场,下列说法中正确的是( )
A、两极板间的电压和场强都将逐渐减小
B、两极板间的电压不变,场强逐渐减小
C、两极板间将产生顺时针方向的磁场
D、两极板间将产生逆时针方向的磁场
41、用电阻率为横截面积为S的导线,绕成闭合的边长为a的正方形线圈n匝。将此线圈垂直于磁场方向放置,如图6所示,由于磁场的均匀变化使线圈中的感应电流I,方向如图中箭头所示,则此可知( )
A.磁场是增强的,磁感强度变化率为aS/4I
B.磁场是减弱的,磁感强度变化率为4I/aS
C.磁场是增强的,磁感强度变化率为aS/I
D.磁场是减弱的,磁感强度变化率为I/aS
42、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的亮度大于灯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
43、在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成份,又有低频成份,经放大后送到下一级,需要把低频成份和高频成份分开,只让低频成份输送到再下一级,我们可以采用如图所示电路,其中a、b应选择的元件是( )
A、a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈
B、a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈
C、a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈
D、a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈
44、如右图所示是某电路的一部分,电容器的电容为C,自感线圈的自感系数为L、其直流电阻为零,电键S闭合时,流过电阻R2的电流方向如图所示,将电键S断开瞬间记作t=0,则以下判定正确的是( )
①t=0时,电容器a上板带正电,下板带负电
②t=0时,流过自感线圈b的电流最大,方向自上而下
③t=时,电容器a上板带负电,且带电量最大
④t=时,流过自感线圈b的电流最大,方向自下而上
A.①② B.②③ C.③④ D.②③④
45、如图所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上,环内有一带负电小球,整个装置处于竖直向下的磁场中,当磁场突然增大时,小球将( )
A.沿顺时针方向运动 B.沿逆时针方向运动
 C.在原位置附近往复运动 D.仍然保持静止状态
46、过量接收电磁辐射有害人体健康。按照有关规定,
工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W。若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P,则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为( )
  A. B. C. D.
47、某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,
采用了如图所示的电路,其中L1、L2是二个完全相同的灯泡,
已知把开关置于3、4时,电路与交流电源相通,稳定后的
二个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是( )
A.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同
B.当开关置于1、2时,稳定后L1、L2两个灯泡均发光,但L1比L2亮
C.当开关置于3、4时,稳定后若只增加交流电的频率,二个灯泡的亮度将同时变暗
D.当开关置于3、4瞬间,L2立即发光,而L1亮度慢慢增大
48、电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关,还跟交流电的频率有关,下列说法正确的是( )
A.电感是通直流、阻交流,通高频、阻低频
B.电容是通直流、阻交流,通高频、阻低频
C.电感是通直流、阻交流,通低频、阻高频
D.电容是通交流、隔直流,通低频、阻高频
49、(05广东)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是( )
A.电磁波是横波 B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象 D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
50、交流发电机在工作时的电动势为e=ε0sinωt,若将其电枢的转速提高1倍,其他条件不变,则其电动势的表达式变为( )
A、ε0sin2ωt B、2ε0sin2ωt C、ε0sinωt/2 D、2ε0sinωt/2
51、把电阻R接到20V的直流电源上,电阻R消耗的电功率为P,若把电阻R接到理想变压器的次级电路两端,这变压器的初级接正弦交流电源。电阻R消耗电功率为P/4,则变压器次级输出的电压的( )
A.最大值是10V B.有效值是10V C.最大值是5V D.有效值是5V
52、若发现无线电发射机发射的电磁波的波长比标准值稍大,为了调准发射波长,则下面的办法中,可行的是将LC振荡电路的( )
A.电容器的电容C适当调小 B.电容器的电容C适当调大
C.电感线圈的电感L适当调小 D.电感线圈的电感适当调大
53、理想变压器原、付线圈的匝数比n1:n2=2:1,且分别接有相同的
电阻R,如图,若交流电源的电压为U,则付线圈的输出电压为( )
A、U/2 B、U/3 C、2U/5 D、3U/4
54、如图,理想变压器原、付线圈的匝数之比n1:n2=4:1,
原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连接组成闭合
回路。当直导线AB在垂直于导轨平面的匀强磁场中沿导轨
匀速向右作切割磁感线运动时,安培表A1的读数为12mA,
那么安培表A2的读数为( )
A.3mA B.48mA C.0 D.与R阻值大小有关
55、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况,由图可知,以下说法中正确的是( ).
  A.电容器正在充电.  B.电感线圈中的电流正在增大.
  C.电感线圈中的磁场能正在转化为电容器中的电场能.
  D.自感电动势正在阻碍电流增加.
56、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开始转动180°角的过程中,平均感应电动势和最大感应电动势之比为( )
A、2∶π B、π∶2 C、2π∶1 D、无法确定
57、用电器工作时,电压可能不等于额定电压。某同学借助电能表和秒表可粗略测出用电器的实际电压;在电路中接入一个电热水壶(壶和电能表的铭牌如下),测得电能表转盘转过125 r的时间为121 s。此时加在电热水壶上的实际电压约为(设电热水壶的电阻不变,1 kWhJ)( )
A. 195 V B. 200 V C. 205 V D. 210 V
二、填空题
1、交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动,与它并联的电压表的示数为14.1V,那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为__V。
2、(98全国)一理想变压器,原线圈匝数n1=1100,接在电压220V的交流电源上。当它对11只并联的“36V,60W”灯泡供电时,灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数n2=_ __,通过原线圈的电流I1=__ __A。
三、计算题
1、通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。
2、(04年江苏)如图,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断.
(1)熔丝的熔断电流是多大
(2)当副线圈电路中电流为10mA时.变压器的输入功率是多大
3、如图,边长为a的单匝正方形线圈在磁感强度为B的匀强磁场中,以OO′边为轴匀速转动,角速度为,转轴与磁场方向垂直,线圈电阻为R,求:
(1)线圈从图示位置转过的过程中产生的热量Q。
(2)线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电量q。
4、(04桂林)如图,线圈的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感强度为B=,当线圈以300r/min的转速匀速旋转时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式.
(2)线圈转了时电动势的瞬时值多大?
(3)电路中电压表、电流表的示数各是多少?
5、电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强的电场,使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室,能使其进一步加速。在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中,电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量从零增到1.8Wb,求电子共绕行了多少周?
6、金属棒ab在高h处从静止开始出发,沿粗糙的弧形轨道滑行到轨道底部进入光滑的水平金属导轨,水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中,磁感强度为B,水平轨道右边静止放着另一金属棒cd,ab和cd的质量都是m,水平轨道足够长,如图17所示。已知棒ab与cd始终没有相碰,且达到稳定状态后,两棒均以速度v向右匀速运动。分析说明并求:
(1)棒ab在弧形轨道上滑动过程中克服阻力做的功。
(2)整个过程中导轨及两金属棒组成的回路中消耗的电能。
7、N匝矩形线圈长L1、宽L2,电阻为r,通过滑环P、Q和电刷a、b连接电阻R,组成闭合电路。线圈处在图7所示的匀强磁场中,磁感应强度为B。轴OO′与磁场方向垂直,现线圈以角速度绕轴OO′转动,求:
(1)电流表的示数;
(2)使线圈转动一周,外力所做的功。
参考答案(仅供参考)
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B D C AD B A BCD BD BC
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
C A D B B D BC B D A
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
A BC B A C CD D ACD BD C
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
CD BD BCD ABCD BD AC D C AB BD
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
B A D B A D D C ACD B
51 52 53 54 55 56 57
B AC C C AC A B
二、填空题
1、17.3V 2、180匝 3
三、计算题
1、解:该交流周期为T=0.3s,前t1=0.2s为恒定电流I1=3A,后t2=0.1s为恒定电流I2= -6A,因此这一个周期内电流做的功可以求出来,根据有效值的定义,设有效值为I,根据定义有: I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得:I=3A
2、解:(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为.根据理想变压器的输入功率等于输出功率,有
当=12 mA时,即为熔断电流.代人数据,得=0.98 A
(2)设副线圈中电流为=lO mA时,变压器的输入功率为P1。,根据理想变压器的输入功
率等于输出功率,有
代人数据,得 =180 W
3、讲析:线圈中产生的热量需要从转动过程中交流电的有效值考虑;通过线圈截面的电量需从交流电的平均值考虑。
(1)线圈转动中感应电动势的峰值,感应电流的有效值为
线圈转过的时间,所以在转动过程中产生的热量为
(2)线圈转过过程中的感应电动势和感应电流的平均值分别为

所以,在转动过程中流过导体截面的电量为
4、解(1)角速度 感应电动势的瞬时值(V)
(2)当
(3)电流最大值
电流表示数
5、解:根据法拉第电磁感应定律,环形室内的感应电动势为E== 429V,设电子在加速器中绕行了N周,则电场力做功NeE应该等于电子的动能EK,所以有N= EK/Ee,带入数据可得N=2.8×105周。
6、
7、解;
(1)
(2)
b
a
L2
L1
图18—3
图18—2
图18—1
A1
A
A2
V2
V1
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《几何光学和物理光学》
一、高考趋势 
纵观近几年的高考试卷,可以看出整个光学即几何光学和物理光学在高考中的比例一直保持8%左右,而且以光的反射与折射为重点.主要考查折射定律、折射定律,全反射的临界角、平面镜成像作图、视场等.
近几年的考题中都贯穿着一个信息:物理光学考查的重点是光的干涉和衍射、光电效应现象及其规律、光子说、光的电磁说、电磁波谱、光电管及其应用、光的波粒二象性.
本章内容,大多是同学们在生活中不太热悉的.知识点多,内容抽象,且知识定量的少,定性多,需要记忆的信息量大,但高考考卷中占分比例小,难度不大,因此会造成考生麻痹轻敌,复习时投入精力过少,基本概念不清、理解记忆程度差,造成考试时不必要的失误.
在今后的高考中,本章内容在题量、难度和占分比例上不会有大幅度变动,占分比例基本不变,主要题型为选择题.
二、知识结构 
光学分几何光学和光的本性(物理光学)两部分。前者讨论光传播的规律及其应用,主要运用几何作图的方法。后者重在探究“光是什么?”。主要知识如下表:
三、夯实基础知识 
几何光学以光的直线传播为基础,主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用 。
从知识要点可分为四方面:一是概念;二是规律;三为光学器件及其光路控制作用和成像; 四是光学仪器及应用。
(一)光的反射
(1)反射定律
(2)平面镜:对光路控制作用;平面镜成像规律、光路图及观像视场。
(二)光的折射
(1)折射定律
(2)全反射、临界角。全反射棱镜(等腰直角棱镜)对光路控制作用。
(3)色散。棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理
应用注意:
1.解决平面镜成像问题时,要根据其成像的特点(物、像关于镜面对称),作出光路图再求解。平面镜转过α角,反射光线转过2α
2.解决折射问题的关键是画好光路图,应用折射定律和几何关系求解。
3.研究像的观察范围时,要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4.无论光的直线传播,光的反射还是光的折射现象,光在传播过程中都遵循一个重要规律: 即光路可逆。
(三)光导纤维
全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)。光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质。光在光纤中传播时,每次射到内、外两层材料的界面,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光,经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
光的本性知识网络:
(一)光的干涉
光的干涉的条件是有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。(相干波源的频率必须相同)。形成相干波源的方法有两种:⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光)。⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于同一个光源,因此频率必然相等)。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
(二)干涉区域内产生的亮、暗纹
⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……)
⑵暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即δ=(n=0,1,2,……)
相邻亮纹(暗纹)间的距离。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹,各级彩色条纹都是红靠外,紫靠内。
(三)衍射
注意关于衍射的表述一定要准确。(区分能否发生衍射和能否发生明显衍射)
⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。
(四)光的电磁说
⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。
⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。
各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产生的(伴随α、β衰变而产生)。
⑶各种电磁波的产生、特性及应用。
电磁波 产生机理 特 性 应 用
无线电波 LC电路中的周期性振荡 波动性强 无线技术
红外线 原子的最外层电子受激发后产生的 热作用显著,衍射性强 加热、高空摄影、红外遥感
可见光 引起视觉产生色彩效应 照明、摄影、光合作用
紫外线 化学、生理作用显著、能产生荧光效应 日光灯、医疗上杀菌消毒、治疗皮肤病、软骨病等
伦琴射线 原子的内层电子受激发后产生的 穿透本领很大 医疗透视、工业探伤
γ射线 原子核受激发后产生的 穿透本领最强 探伤;电离作用;对生物组织的物理、化学作用;医疗上杀菌消毒;
⑷实验证明:物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm和物体温度T之间满足关系λm T = b(b为常数)。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中,可以根据接收到的恒星发出的光的频率,分析其表面温度。
(五)光的偏振
⑴光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波。各种电磁波中电场E的方向、磁场B的方向和电磁波的传播方向之间,两两互相垂直。
⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E引起,因此将E的振动称为光振动。
⑶自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光,包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,这种光叫自然光。
⑷偏振光。自然光通过偏振片后,在垂直于传播方向的平面上,只沿一个特定的方向振动,叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上,如果光的入射方向合适,使反射和折射光之间的夹角恰好是90°,这时,反射光和折射光就都是偏振光,且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
(六)光电效应
⑴在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。(右图装置中,用弧光灯照射锌版,有电子从锌版表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。)光效应中发射出来的电子叫光电子。
⑵光电效应的规律。①各种金属都存在极限频率ν0,只有ν≥ν0才能发生光电效应;②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入光的频率增大而增大;③当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比;④瞬时性(光电子的产生不超过10-9s)。
⑶爱因斯坦的光子说。光是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量E跟光的频率成正比:E=hν⑷爱因斯坦光电效应方程:Ek= h - W(Ek是光电子的最大初动能;W是逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)
(七)康普顿效应
在研究电子对X射线的散射时发现:有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量,也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。
(八)光的波粒二象性
干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子;因此现代物理学认为:光具有波粒二象性。
(九)正确理解波粒二象性
波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子,是指其不连续性,是一份能量。
⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。
⑵ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容易表现出波动性。
⑶光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
⑷由光子的能量E=hν,光子的动量表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。
由以上两式和波速公式c=λν 还可以得出:E = p c,P=E/c。
(十)由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去,得出物质波(德布罗意波)的概念:任何一个运动着的物体都有一种波与它对应,该波的波长λ=。
高考过关试题
一、选择题
1、(01全国)如图所示,两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射,在图示的出射光线中( )
A、1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能
B、4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能
C、7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能
D、只能是4、6中的某一条
2、如图,在A点有一个小球,紧靠小球的左方有一个点光源S。现将
小球从A点正对着竖直墙平抛出去,打到竖直墙之前,小球在点光
源照射下的影子在墙上的运动是( )
A、匀速直线运动 B、自由落体运动
C、变加速直线运动 D、匀减速直线运动
3、如图,一束红光和一束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射
后交于光屏上的同一个点M,若用n1、n2分别表示三棱镜对红
光、蓝光的折射率,下列说法中正确的是( )
A、n1C、n1>n2,a为红光,b为蓝光 D、n1>n2,a为蓝光,b为红光
4、如图,自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示,下面说法中正确的是( )
A、汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射
B、汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射
C、汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射
D、汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射
5、如图,两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面,最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光a的折射率较小,那么下列说法中正确的有( )
A、进入玻璃砖后两束光仍然是平行的
B、从玻璃砖下表面射出后,两束光不再平行
C、从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离一定减小了
D、从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离可能和射入前相同
6、如图,AB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图,设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小。现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部,则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个( )
7、如右上图,用透明材料做成一长方体形的光学器材,要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出,那么所选的材料的折射率应满足( )
A、折射率必须大于 B、折射率必须小于
C、折射率可取大于1的任意值 D、无论折射率是多大都不可能
8、(03全国)一束单色光从空气射入玻璃中,则其(  )
A、频率不变,波长变长 B、频率变大,波长不变
C、频率不变,波长变短 D、频率变小,波长不变
9、在我国古代学者沉括的著作《梦溪笔谈》中有如下记载:“若鸢飞空中,其影随鸢而移;或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违,鸢东则影西,鸢西则影东。”,其意是说,若鹞鹰在空中飞翔,它的影子随鹞鹰而移动;如鹞鹰的影子中间被窗户孔隙所约束,影子与鹞鹰就作相反方向移动,鹞鹰向东则影子向西移,鹞鹰向西则影子向东移。这描述的是光的什么现象 ( )
A、直线传播现象 B、折射现象 C、干涉现象 D、衍射现象
10、已知月球周围没有大气层,因此在月球上看到的天空的颜色应是( )
A、蓝色的 B、红色的 C、苍白色的 D、黑暗的
11、设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层时相比( )
A、不变 B、将提前 C、将延后 D、在某些地区将提前,在另一些地区将延后
12、如图所示,S为静止点光源,平面镜M与水平面成θ角,当镜M沿水平方向作振幅为A的简谐运动时,S在镜中所成虚像S′的运动情况是( )
  A、在水平方向作振幅为2Asinθ的简谐运动
  B、在水平方向作振幅为4Asinθ的简谐运动
  C、沿SS/连线作振幅为2Asinθ的简谐运动
  D、沿SS/连线作振幅为4Asinθ的简谐运动
13、人看到沉在水杯底的硬币,其实看到的是( )
A、硬币的实像,其位置比硬币实际所在位置浅 
B、硬币的实像,其位置即硬币的实际位置
C、硬币的虚像,但位置比硬币的实际位置浅 
D、硬币的虚像,其位置比硬币的实际位置深
14、已知光线穿过介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时的光路图如图所示,下面说法中正确的是( )
  A、介质Ⅱ是光密介质   B、介质Ⅰ的折射率最大
  C、介质Ⅲ的折射率比Ⅰ大  D、光在介质Ⅲ中光速最小
15、甲在岸上,乙潜入清澈的水中,二人互相对看,甲、乙看到对方的头部位置是( )
  A、都比实际位置高  B、都比实际位置低
C、甲看乙低,乙看甲高(与实际位置比较) 
D、甲看乙高,乙看甲低(与实际位置比较)
16、红黄绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,若黄光恰能发生全反射,则( )
  A、绿光也一定能发生全反射  B、红光也一定能发生全反射
  C、红、绿光都能发生全反射  D、红、绿光都不能发生全反射
17、如图所示,点光源S发出白光,经三棱镜分光,人在AC一侧沿折
射后出射光线的反方向观察S,可看到( )
  A、一个白光点  B、光点上部是红色,下部是紫色
  C、光点上部是紫色,下部是红色  D、看不到S的像
18、如图所示,a,b,c是三块折射率不同的透明平板玻璃,
彼此平行放置,且有na以入射角i射到介质a中,当光线由介质c下表面射到
空气中时,折射角为r,则有( )
A、i>r B、i19、某同学为了研究光的色散,设计了如下实验:在墙角放置一个盛水
的容器,其中有一块与水平面成45°角放置的平面镜M,如图所示,
一细束白光斜射向水面,经水折射向平面镜,被平面镜反射经水面折
射后照在墙上,该同学可在墙上看到 ( )
A、上紫下红的彩色光带 B、上红下紫的彩色光带
C、外红内紫的环状光带 D、一片白光
20、玻璃制成边长为d的正方体A和半径为d的半球体B,分别放在报纸上,半球的凸面朝上,从正上方竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的文字,则下面的观察记录中,正确的是( )
A、通过A看到的字比B高 B、通过B看到的字比A高
C、通过A、B看到的字一样高 D、通过B看到的字比没有放玻璃半球时小
21、一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光,
其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb,
a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb,则( )
A.na>nb B.naC.va>vb D.va22、发出白光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图。现考 虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所 成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示紫光成的像的长度,则( )
A.l1l2>l0 C.l2>l1>l0 D.l223、图示为一直角棱镜的横截面,∠bac=900,∠abc=600。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考试原入射光在bc面上的反射光,则有光线( )
A.从ab面射出 B.从ac面射出
C.从bc面射出,且与bc面斜交
D.从bc面射出,且与bc面垂直
24、一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖,其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出,如图所示,则 ( )
A.AO是红光,它穿过玻璃砖所需的时间短
B.AO是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间长
C.BO是红光,它穿过玻璃砖所需的时间长
D.BO是紫光,它穿过玻璃砖所需的时间短
25、两只深度和形状相同的圆筒形井,以口是枯井,一口是水井(水面在井口之下)如图所示,两井底正中间都各有一只青蛙,则下列说法中正确的是( )
A.枯井中青蛙觉得井口比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较小。
B.枯井中青蛙觉得井口比较大,水井中青蛙看到井外的范围比较大
C.枯井中青蛙觉得井口比较小,水井中青蛙看到井外的范围比较大
D.两只青蛙觉得井口一样大,水井中青蛙看到井外的范围比较大
26、如图所示,为一玻璃等腰直角三角形棱镜,对红光和蓝光的临界角均小于45°,由红光和蓝光组成的一光束沿平行于BC边的方向射到AB面,经一次折射后射到BC面,经再次反射或折射后( )
A.从BC面出射的是蓝色光束
B.从AC面出射的是红光和蓝光的不平行光束
C.从AC面出射的是平行光束,且红光在蓝光的下方
D.从AC面出射的是平行光束,且红光在蓝光的上方
27、光纤通讯是一种现代化通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务,为了研究问题方便,可将光导纤维简化成一根长直的玻璃棒,如图所示,设此玻璃棒长为L,折射率为n,且光在玻璃内界面上恰好发生全反射,若光在真空中的传播速度为c,则光通过此玻璃棒所需时间为( )
A. B. C. D.
28、如图,在矩形厚玻璃板的下表面镀有反射膜,一束平行白光入射角α射到玻璃的上表面,经折射、反射、再折射后射向足够长的光屏MN,则( )
A、在光屏MN上的亮斑尺寸,与光屏到玻璃板上表面的距离无关
B、在光屏MN上的亮斑尺寸,与矩形玻璃板的厚度无关
C、在光屏MN上将形成彩色光带,靠近M端为紫色
D、在光屏MN上将形成彩色光带,靠近N端为紫色
29、光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图所示。下列论述:①光在介质1中的传播速度较大;②光在介质2中的传播速度较大;③光从介质1射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象;④光从介质2射向两种介质的交界面时,可能发生全反射现象。其中正确的是( )
A. 只有①③正确
B. 只有①④正确
C. 只有②③正确
D. 只有②④正确
30、如图所示,MN是竖直放置的长L=1m的平面镜,在A处有观察者,一小球从某处自由下落。小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.4m,观察者能在镜中看到小球像的时间t=0.2s。已知观察者的眼睛到镜面的距离s=1m。则小球从静止开始下落经多长时间,观察者开始在镜中看到小球的像。g=10m/s2( )
A.0.3s B.0.6s C.0.25s D.0.5s
31、在完全透明的水下某处,放一点光源,在水面上可见到一个圆形透光平面,如果圆形透光平面的面积匀速增大,则该点光源正在( )
A. 加速上升 B. 匀速下沉
C. 匀速上升 D. 减速下沉
32、(05辽宁)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的?( )
  
33、一人正对一竖立的平面镜站立,人身体宽为a,两眼相距为b.欲使自己无论闭上左眼或是右眼都能用另一只眼睛从镜子中看到自己的整个身宽,镜子的宽度至少应为( ).
  A.a/2     B.b/2     C.(a+b)/2    D.(a一b)/2
34、人在水面上观察正下方水中的红橙黄绿兰靛紫七种颜色的小彩灯,看到它们是在水面下同一深度处排成一行,则可以判断( )
A.紫色灯的实际位置最深,且比看到的位置深些
B.紫色灯的实际位置最深,且比看到的位置浅些
C.红色灯的实际位置最深,且比看到的位置深些
D.红色灯的实际位置最深,且比看到的位置浅些
35、如图为一盛水容器,容器底部M处安装一盏射灯,当容器中不盛水时,从容器上方看到在容器右壁S处有一个光斑。若往容器中加水使水面升到图中a处时,从容器上方看到的光斑位于容器右壁P处;若继续往容器中加水使水面升到图中b处时,从容器上方看到的光斑位于容器右壁Q处,则( )
A.P和Q都在S的下方 B.P和Q都在S的上方
C.P在S的下方,Q在S的上方 D.P在S的上方,Q在S的下方
36、隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片,可随着眼球的运动而运动,目前使用的软质隐形限镜是由甲醛丙烯酸羟乙酯(HEMA)制成的,中心厚度只有0.05 mm。近视眼患者戴的HEMA超薄镜片的边缘厚度可以(  )
A.小于0.05mm    B.等于0.05 mm  C.大于0.05 mm    D.任意值
37、如图所示,一种光导纤维内芯折射率,外层折射率为,一束光信号与界面成α角由内芯射向外层,要在界面上发生全反射,必须满足什么条件( )
  A.,α大于某一值 B.,α大于某一值
  C.,α小于某一值 D.,α小于某一值
38、如图所示,一束光从空气中射向折射率的某种玻璃的表面,i表示入射角,则下列说法中正确的是( )
  A.当i>45°时会发生全反射现象
  B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°
  C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射
  D.当入射角时,反射光线跟折射光线恰好垂直
39、(03上海)爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说,从科学研究的方法来说,这属于( )
A、等效替代 B、控制变量 C、科学假说 D、数学归纳
40、(03上海)在右图的光电管的实验中,发现用一定频率的A单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应,那么( )
A、A光的频率大于B光的频率。
B、B光的频率大于A光的频率。
C、用A光照射光电管时流过电流表 G的电流方向是a流向b。
D、用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a。
41、(03全国)如图,当电键K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑线变阻器,发现当电压表读数小于0.60V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为( )
A、1.9eV B、0.6eV C、2.5eV D、3.1eV
42、(01上海)光电效应实验的装置如图,下面说法正确的是( )
A、用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转
B、用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转
C、锌板带的是负电荷
D、使验电器指针发生偏转的是正电荷
43、用绿光做双缝干涉实验,在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹,相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有( )
A、如果增大单缝到双缝间的距离,Δx 将增大
B、如果增大双缝之间的距离,Δx 将增大
C、如果增大双缝到光屏之间的距离,Δx将增大
D、如果减小双缝的每条缝的宽度,而不改变双缝间的距离,Δx将增大
44、平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较,下列说法中正确的有( )
A、在衍射图样的中心都是亮斑
B、泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C、小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑,泊松亮斑图样的中心是亮斑
D、小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的,泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
45、右图是伦琴射线管的结构示意图。电源E给灯丝K加热,
从而发射出热电子,热电子在K、A间的强电场作用下高
速向对阴极A飞去。电子流打到A极表面,激发出高频电磁波,这就是X射线。下列说法中正确的有( )
A、P、Q间应接高压直流电,且Q接正极
B、P、Q间应接高压交流电
C、K、A间是高速电子流即阴极射线,从A发出的是X射线即一种高频电磁波
D、从A发出的X射线的频率和P、Q间的交流电的频率相同
46、有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有( )
A、只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振
B、只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振
C、自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D、除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
47、为了观察到纳米级的微小结构,需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是( )
A、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此不容易发生明显衍射
B、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此不容易发生明显衍射
C、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此更容易发生明显衍射
D、电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此更容易发生明显衍射
48、比紫外线更容易发生衍射现象的电磁波是( )
A、红外线 B、x射线 C、微波 D、γ射线
49、某单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出。如果入射光的频率不变而强度减弱,则( )
A. 单位时间内逸出的光电子数将减少 B. 有可能不发生光电效应
C. 光电子的最大初动能将变小
D. 从入射光照射到金属表面到光电子开始逸出所经历的时间将延长
50、863计划中的一个重点项目所研究的X光激光(频率范围很窄的高强度X射线)有着广泛的应用前景。用X光激光给细胞“照像”,主要利用X光激光的哪个特点?( )
A、杀菌作用 B、化学作用 C、波长短 D粒子性
51、下面是四种与光有关的事实( )
①用光导纤维传播信号
②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
③一束白光通过三棱镜形成彩色光带
④水面上的油膜呈现彩色
其中,与光的干涉有关的是
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
52、激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻两条亮纹间距。若所用激光波长为,则该实验确定物体运动速度的表达式是( )
A. B. C. D.
53、人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10-34J.s,光速为3.0×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
A. W B. W C. W D. W
54、夜晚汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼,严重影响行车安全.若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光,同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透偏方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置.如下措施中可行的是( )
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的
B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
55、如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象。这个实验表明( )
A.光是电磁波 B.光是一种横波
C.光是一种纵波 D.光是概率波
56、右图是研究光的双缝干涉用的示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹,已知入射激光的波长为,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹,由P向上数,与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹,与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,则P1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S1P1的长度为γ1,S2P1的长度为γ2,则γ2-γ1等于( )
A. B.10 C.20 D.40
57、用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样,其中甲图是a光照射时形成的,乙图是b光照射时形成的。则关于a、b两束单色光,下述正确的是( )
A.a光光子的能量较大
B.在水中a光传播的速度较大     
C.若用a光照射某金属时不能打出光电子,则用b 光照射该金属时一定打不出光电子
D.若a光是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的
58、下列几种技术中,应用光的干涉原理的是( )
A.杨氏双缝实验测光波波长 B.用分光镜进行光谱分析
C.在磨制平面时,检查加工表面平整度 D.在医疗中用伦琴射线进行透视
59、1905年,爱因斯坦先后发表了五篇关于光量子,布朗运动和狭义相对论等具有划时代意义的论文,为纪念这位二十世纪最伟大的物理学家,联合国教科文组织大会于2005年1月13——15日在巴黎总部正式宣布“2005——国际物理年”开始。以下关于光子说和光电效应现象的说法中正确的是( )
①在不同介质中,同种色光的光子能量是不同的
②任何介质中蓝光光子的频率要比红光光子频率大。
③入射光子的频率小于某种金属的极限频率时,若延长该光的光照时间,可使金属板上有电子逸出。
④入射光的波长小于某种金属的极限波长时,电子逸出金属板后有剩余动能。
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
60、爱因斯坦为了解释光电效应,提出了光子说。光电管是根据光电效应现象而制作的光学元件,如图所示为光电管的使用原理图,已知当波长为λ0的入射光照射到阴极K上时,电路中有光电流,图中O为滑动变阻器的固定连接点,则( )
①若用波长为λ1(λ1<λ0=的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流
②滑动触片P从O点移向B端过程中电流表示数将先增大后不变
③滑动触片P从O点移向A端过程中电流表示数将逐渐减小至零
④将电池组极性反接,滑片P停在O点,电流表仍有示数
A.①②③ B.②③ C.②③④ D.③④
61、假设一个沿一定方向运动的光子和一个静止的自由电子发生碰撞后,电子向某一方向运动,光子将偏离原运动方向,这种现象称为光子的散射,散射后的光子跟原来相比将( )
A.光子将从电子处获得能量,因而频率增大
B.散射后的光子的运动方向将与电子的运动方向在一条直线上,但方向相反
C.由于电子受到碰撞,散射光子的频率将低于入射光子的频率
D.散射光子虽改变原来的运动方向,但频率不变
62、已知单色光1的光子能量大于单色光2的光子能量。下列关于这两种单色光的叙述中:
①如果用单色光1照射某种金属表面,能够发出光电子;那么用单色光2照射这种金属表面,也一定能够发出光电子
②如果用单色光2照射某种金属表面,能够发出光电子;那么用单色光1照射这种金属表面,也一定能够发出光电子
③如果用单色光1和2照射同一双缝干涉实验装置得到干涉条纹,色光1的相邻条纹的距离小于色光2的相邻条纹的距离
④如果用单色光1和2照射同一双缝干涉实验装置得到干涉条纹,色光1的相邻条纹的距离大于色光2的相邻条纹的距离
A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
63、联合国确定2005年为“国际物理年”,以纪念爱因斯坦在物理学的许多领域所作出的杰出贡献,例如阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子理论并完满地解释光电效应等。关于光电效应的下列说法,正确的是( )
A.用一定频率的单色光照射几种不同金属表面,若均能发生光电效应,则从不同金属表面逸出的光电子的最大初动能不同
B.用不同频率的单色光照射同一种金属表面,若均能发生光电效应,则从金属表面逸出的光电子的最大初动能不同
C.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光照射时间,则可能发生光电效应
D.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光的亮度,则可能发生光电效应
64、下列说法正确的是
A.日光灯点燃后正常发光时镇流器可以降低灯管的工作电压
B.光的偏振现象说明光是一种电磁波
C.没有摩擦,也没有漏气等能量损失的理想热机效率可达到百分之百
D.恒星在离我们远去,那么接收到恒星光的谱线与它发出光的谱线相比将向紫光方向移动。
65、1905年是科学史上非常特殊的一年,一代大师爱因斯坦发表了五篇论文(所覆盖的领域分别是:分子物理学、量子物理学和狭义相对论),彻底改变了传统物理学,是人类在认识自然历程中的伟大革命,百年之后,联合国通过大会决议将2005年定为“世界物理年”,以纪念这个“奇迹之年”,今年也恰逢爱因斯坦逝世50周年,据你所学的知识判断,下面的叙述正确的是( )
A、布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B、传递手机信号的电磁波,它的能量是一份一份,不连续地传播的
C、对某种金属,若黄光能使其发生光电效应,则蓝光也一定能
D、将原子核分解成质子和中子,由于质量增加,将放出能量
66、已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能
EK跟入射光的频率的关系图象如图中的直线1所示。某种单
色光照射到金属锌的表面时,产生的光电子的最大初动能为
E1。若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大
初动能E2,E2频率的关系图象应如图中的( )
A. a B. b
C. c D. 上述三条图线都不正确
67、用某种单色光照射某种金属表面,发生光电效应,现将该单色光的光强减弱,则下列说法正确的是( )
①光电子的最大初动能不变 ②光电子的最大初动能减小
③单位时间内产生的光电子数减小 ④可能不发生光电效应
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
68、在防治“非典”期间,机场、车站等交通出入口使用了红外线热像仪,通过红外线遥感可检测经过它时的发热病人,从而有效控制“非典”的扩散。这是利用了红外线的下列哪些特性?( )
A.红外线波长比可见光长,由于衍射容易透过人体而检查到内脏
B.红外线频率低,有很强的杀菌作用
C.一切物体都能发出红外线,而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同
D.红外线光子能量低,不易对人体产生伤害
69、下列说法中正确的是( )
A.用单色光做双缝干涉实验。在实验条件相同的情况下,红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距。
B.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级和从n=2能级跃迁到n=l能级,后一次跃迁辐射出的光的波长比前一次的短。
C.用紫外线照射某金属表面,有电子飞出,改用蓝光照射,也一定有电子飞出。
D、电子轰击金属表面时,可能有光子发出。
70、关于光电效应,下列说法正确的是( )
  A.能否产生光电效应,取决于入射光的强度
  B.若能产生光电效应,饱和光电流的大小取决于入射光的强度
  C.由爱因斯坦光电效应方程mVm2/2=hv-W可知用单色光照射金属板后,若能产生光电效应,则所有逸出的光电子初动能都相同
  D.光电子在逸出金属表面时,可能吸收了多个光子的能量
71、下列有关交现象的应用技术,说法不正确的是( )
A、无影灯是应用光的衍对现象 B、增透膜是应用光的干涉现象
C、分光镜是应用光的色散现象 D、光导体维是应用光的全反射现象
72、光子有能量,也有动量,光子的动量ρ=h/λ,它也遵循有关动量的规律,照射到物体上的光将对物体产生压力,我们称之为“光压”。当用强度相同的平行白光垂直照射到四个大小相同颜色分别为白、红、紫、黑圆形纸片时,下列说法中正确的是( )
A、白色圆形纸片所受光压最大 B、红色圆形纸片所受光压最大
C、紫色圆形纸片所受光压最大 D、黑色圆形纸片所受光压最大
73、2004年“阜阳假奶粉”事件闹得沸沸扬扬。奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度,这一角度称为“旋光度”,的值只与糖溶液的浓度有关,将的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量。如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间,则下列说法中不正确的是( )
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转过一个角度,使得O处强度最大,偏振片B转过的角度等于
D.将偏振片A转过一个角度,使得O处强度最大,偏振片A转过的角度等于
74、红宝石激光器发射的激光是一道道不连续的光脉冲,其发射成功率与时间的关系如图,设激光器的平均发射功率W,激光波长m,普朗克常数J s,则一个光脉冲中含有光子数约为( )
A.个 B.个
C.个 D.个
75、一束复合光从空气射入玻璃中,得到a、b两条折射光线,如图所示,则( )
①折射光a的能量大于折射光b的能量
②两束光在相遇区域会发生干涉现象
③如果让两束光分别在同一点通过同一个双缝发生
干涉,则所得干涉条纹间的距离
④a光较b光后射出玻璃
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
76、爱因斯坦由光电效应的实验规律,猜测光具有粒子性,从而提出光子说。从科学研究的方法来说,这属于( )
A. 等效替代 B. 控制变量 C. 科学假说 D. 数学归纳
77、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示。将一
块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸
片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光
垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉
条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置
下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对
应的薄膜厚度差恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片,
则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( )
A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失
78、科学研究表明光子的静止质量为零,但光子却是有质量的,而且光子的运动速度是恒定的,同时,万有引力亦对光子有作用。1961年,有人从高楼向地面发射一频率为ν1的光子,在地面上接收并测得该光子的频率为ν2,比较ν1和ν2的大小,你认为可能的结果是( )
A.ν1>ν2   B.ν1=ν2 C.ν1<ν2  D.以上都有可能
79、联合国确定2005年为“国际物理年”,以纪念爱因斯坦在物理学的许多领域所作出的杰出贡献,例如阐明布朗运动、建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子理论并完满地解释光电效应等。关于光电效应的下列说法,正确的是( )
 A.用一定频率的单色光照射几种不同金属表面,若均能发生光电效应,则从不同金属表面逸出的光电子的最大初动能不同
 B.用不同频率的单色光照射同一种金属表面,若均能发生光电效应,则从金属表面逸出的光电子的最大初动能不同
 C.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光照射时间,则可能发生光电效应
D.用一定频率的单色光照射某种金属表面不能发生光电效应,若增加光的亮度,则可能发生光电效应
80、如图所示,一束复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光,分别照射到相同的三块金属板上,已知金属板b恰好有光电子逸出,则可知( )
A.照射到板c上的光是蓝色光
B.照射到板c上的光在棱镜中传播速度最小
C.照射到板a上的光波长最长
D.金属板a上一定能发生光电效应
81、a、b二束平行细光束垂直射入直角三棱镜的AB面,对应的折射光线a′、b′,a′、
b′有发散的趋势。比较a、b二束光,下列说法正确的是( )
A.光束a在棱镜中的传播速度快
B.若b光束能使某一金属产生光电效应,则a光束同样
能使该金属产生光电效应
C.在完全相同的条件下做双缝干涉实验a光对应的干涉
条纹较宽
D.在其它条件不变的情况下,当顶角A增大时,一定是折射光束b′先消失
82、频率为的光子,具有的能量为。动量为,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射.散射后的光子(  )
  A.虽改变原来的运动方向,但频率保持不变
  B.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大
C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反
D.由于电子受到碰撞,散射后的光子频率低于入射光子的频率
83、下列四种射线中,最接近固体物质分子的固有频率且能量更容易转变成物质内能的是
A. 红外线 B. 紫外线 C. 伦琴射线 D. 射线
84、有一种电磁波入射到带有直径为半米圆孔的金属板上,还能够发生明显的衍射现象,由此判断,它属于电磁波谱中的( )
A. 射线 B. 可见光 C. 无线电波 D. 紫外线
85、对于光的偏振现象和激光以下说法中正确的是( )
A.光的偏振现象进一步证明了光的波动性,且光波是横波;
B.偏振现象是光特有的现象;
C.激光是原子受激辐射时产生的;
D.激光具有亮度高、平行度好的特点,是一种相干光。
86、a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉实验装置,发现a光形成的条纹间距比b光形成的条纹间距宽。则a光与b光相比( )
A.在真空中的波长较短 B.在玻璃中传播的速度较大
C.在玻璃中的折射率较大 D.光子能量较大
87、根据德布罗意理论,电子也具有波粒二象性,其德布罗意波长λ=h/p,其中h为普朗克常量,p为电子的动量。在某次实验时用50kv电压加速电子束,然后垂直射到间距为毫米级的双缝上,在与双缝距离约为35cm的衍射屏上得到了干涉条纹,但条纹间距很小。下面哪些方法一定能使条纹间距变大?( )
A.降低加速电子的电压,同时减小双缝间的距离
B.降低加速电子的电压,同时加大双缝间的距离
C.减小双缝间的距离,同时使衍射屏远离双缝
D.加大双缝间的距离,同时使衍射屏靠近双缝
88、已知电子质量为9.1×10-31kg,普朗克常量为6.63×10-34J.s。某放射性元素放出β粒子,则该粒子物质波的波长最接近于下列哪个值( )
A、10-12m B、10-10m C、10-9m D、10-8m
89、把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让单色光从上方射入(图甲),这时可以看到亮暗相间的同心圆(图乙).这个现象是牛顿首先发现的,这些同心圆叫做牛顿环,为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环),则应( )
①将凸透镜的曲率半径变大②将凸透镜的曲率半径变小
③改用波长更长的单色光照射④改用波长更短的单色光照射
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
90、2002年诺贝尔物理学奖中的一项,是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴晶俊发现了宇宙X射线源。x射线是一种高频电磁波,若X射线在真空中的波长为λ,以h表示普朗克常量,c表示真空的光速,以E和m分别表示X射线每个光子的能量和质量,则( )
91、(05广东)硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常数 )( )
 A.hν       B.hν      C.Nhν     D.2 Nhν
92、(05江苏)在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67x10—27kg,普朗克常量h=6.63x10—34J·s,可以估算德布罗意波长λ=1.82x10-10m的热中子动能的数量级为( )
(A)10—17J (B)10—19J (C)10—21J (D)10—24 J
93、(05北京)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( )
A.光的折射现象、色散现象 B.光的反射现象、干涉现象
C.光的衍射现象、偏振现象 D.光的直线传播现象、光电效应现象
94、(05天津)光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21eV,用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0×108m/s,元电荷为1.6×10-19C,普朗克常量为6.63×10-34Js,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是( )
A.5.3×1014HZ,2.2J B.5.3×1014HZ,4.4×10-19J
C.3.3×1033HZ,2.2J D.3.3×1033HZ,4.4×10-19J
95、(05天津)现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d/n,其中n>1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为( )
A. B.   C.   D.
96、霓虹灯玻璃管中装有惰性气体,接通电源时玻璃管中的气体会发光。这是由于原子的
A、自由电子周期性运动而产生的 B、外层电子受激发而产生的
C、内层电子受激发而产生的 D、原子核受激发而产生的
97、我们经常可以看到,凡路边施工处总挂着红色的电灯,这除了红色光容易引起人的视觉注意以外,还有一个重要的原因,这一原因是红色光( )
A.比其它色光更容易发生衍射 B.比其它可见光的光子能量大
C.比其它可见光更容易发生干涉 D.比其它可见光更容易发生光电效应
98、光纤通信具有容量大、衰减小、抗干扰性强等优点,目前已实现在一条光纤内同时传送数十万路的电话信号。今测得,垂直照射到同一条直光纤入口端面的甲、乙两单色光,甲光比乙光更迟到达光纤的另一端。若用这两种光照射同一金属,都能发生光电效应,则下列说法正确的是( )
A.光纤材料对乙光的折射率较大 B.甲光所打出的光电子的最大初动能较大
C.甲光在单位时间内打出的光电子数一定更多 D.乙光的波动性一定比甲光更显著
99、下列关于光现象和声现象的叙述中正确的是( )
A. 当光和声音从空气传播到水中时,频率均保持不变,但速度都变大
B. 静止观察者听到某声音的频率突然变低,可能是声源正对观察者突然靠近
C. 杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度减小
D. 潮湿地区的路灯选偏红色的灯光,原因是红光波长比其它可见光长,更易发生衍射
100、如下图是观看立体电影时放影机镜头上的偏振片和观看者所带的偏光眼镜的配置情况,其中正确的是(图中偏振片及偏光眼镜中线条方向代表该器件的检偏方向)(  )
101、验钞机上发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光,家用电器上的遥控器发出的“光”可用来控制电视机、空调器等,对于它们发出的“光”;有下列几种说法,下述正确的是( )
A、验钞机发出的“光”是红外线 B、遥控器发出的“光”是红外线
C、红外线是原子的内层电子受到激发后产生的
D、红外线是原子的外层电子受到激发后产生的
102、关于波动,下列说法正确的是( )
A.观察者远离声源,则声源发出的频率变小 B.光的偏振现象说明光是一种纵波
C.声波和电磁波从空气传到水中,频率都不变,波长都变短.
D.质量为m以速度运动的物体的德布罗意波长是 (是普朗克恒量) .
103、历史上,为了说明光的性质,牛顿提出了光的微粒说,惠更斯提出了光的波动说,如今人们对光的性质有了更进一步的认识.下面四幅示意图中所表示的实验中能说明光具有波动性的是( )
104、一个频率为v0的光子在重力场中上升,它的波长将变长,频率减少为v0一△v,这种现象称为“引力红移”.设光速为c,则当光子在地球表面附近竖直上升H高时,其频率的红移量△v与原有频率v0之比为( )
A. B. C. D.
105、关于近代物理学的结论中,哪些是正确的? ( )
A.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性
B.光电效应现象中,光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C.光的干涉现象中,干涉亮条纹部分是光子到达几率多的地方
D.氢原子的能级是不连续的,但辐射光子的能量却是连续的
二、填空题
1、(01上海)A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象,其中图A是光的 (填干涉或衍射)图象。由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 (填大于或小于)图B所对应的圆孔的孔径。
图A 图B
2、如上图所示,画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。(已经画好了)
3、如上图,用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。(已经画好了)
4、直角三棱镜的顶角α=15°, 棱镜材料的折射率n=1.5,一细束单色光如下图所示垂直于左侧面射入,试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。(已经画好了)
5、如图所示,一束平行单色光a垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面,棱镜材料的折射率是。试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线。(已经画好了)
6、为了转播火箭发射现场的实况,在发射场建立了发射台,用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为550m,电视台用的电磁波波长为0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号,需要在小山顶上建了一个转发站,用来转发_____信号,这是因为该信号的波长太______,不易发生明显衍射。
7、如下图是发生日食的示意图,地球表面处在区域Ⅰ,可看到 食;处在区域Ⅱ,可看到 食;处在区域Ⅲ则 。
7图 8图 10图
8、如上图,有一个长方形容器,高为30cm,宽为40cm,在容器的底部平放着一把长40cm 的刻度尺。眼睛在OA的延长线上的E点观察,视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度。现保持眼睛的位置不变,向容器的内倒入某种液体且满至容器口,这时眼睛仍沿EA方向观察,恰能看到尺上的20cm刻度。则此种液体的折射率为 。
9、街道旁有一高为H的路灯,有身高为h的某人从路灯正下方经过,看到自己头部的影子正好在自己脚下,如果此人以不变速度v直线朝前走,则他自己的影子相对于地的速度为
10、如上图所示,一平面镜置于折射率为的某种液体中,镜面与水平面成30°的角,液体上方是真空,要使光线经平面镜反射后沿原光路返回直空中,光线射入液体时的入射角应为 。
11、由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO,两腰长都为16cm,
如图所示,为了测定这种物质的折射率,将棱镜放在直角坐标
中,使两腰与xy、oy轴重合,从OB边的C点注视A棱,发现
A棱的视位置在OA边的D点,在CD两点插上大头针,看出C
点坐标位置为(0,12),D点坐标位置为(9,0),则该物质的折
射率为 .
12、学校开展研究性学习。某研究小组的同学根据所学的光学
知识,设计了一个测液体析射率的仪器.如图所示.在一个
圆盘上。过其圆心0作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径
OA上垂直盘面插下两枚大头针P1、P2并保持P1、P1位置不变,
每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得
液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上
方区域观察Pl、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住Pl、P2,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值.这样只要根据Pn所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则:
(1)若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为 .
(2)图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大 答:
(3)做AO的延长线交圆周于K,K处所对应的折射率值应为 .
13、根据“测定玻璃砖的折射率”实验的要求,请回答下列问题:
某同学完成了实验的准备阶段,在图中的线段AO上竖直地插上
大头针Pl和P2,此后.该同学准备在bb/一侧插上大头针P3和
P4,则插P3和P4的要求是 .
14、一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P点,以入射角θ
= 60°射入棱镜,经折射后射到另一面的Q点,恰好在Q点沿
镜面行进,如图所示,则棱镜的折射率为 .
15、鱼在岸边水面下0.50m处,水的折射率为1.33,则站在岸边的人在鱼的正上方观察到鱼的深度为________m.
16、折射率为的玻璃球,被一束光照射,若入射角i为60°,则在
入射点O处反射光和折射光的夹角为________.
三、计算题
1、如图所示,一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射角射入光导纤维内,经过一系列全反射后从右端射出。求:①该激光在光导纤维中的速度v是多大?②该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少?
2、登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz,那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少?
3、试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。
4、激光液面控制仪的原理是:一束激光以入射角i照射液面,反射光斑被光电管接收后转变为电讯号,电讯号输入控制系统以控制液面高度。若反射光斑B移动了距离ΔS到B′,如下图所示,那么液面应怎样变化 其变化量ΔH为多少
5、一个大游泳池,池底是水平面。池中水深1.2m,有一直杆竖直立于池底,浸入水中部分BC恰为杆长AC的一半。太阳光以与水平方向成37°角射在水面上,如下图所示,测得杆在池底影长是2.5m,求水的折射率 (sin37°=0.6 cos37°=0.8)
6、如右图,光从A点射入圆形玻璃,而从B点射出,若射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30 °,AB弧所对应的圆心角120°,则此玻璃的折射率是多少
7、空中有一只小鸟,距水面3m,其正下方距离水面4m深处的水中有一条鱼,已知水的折射率为4/3,则鸟看水中鱼离它的距离是多少 鱼看空中的鸟离它的距离是多少
参考答案(仅供参考)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B A B C D D B C A D
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
C C C CD A A C C B A
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
AD D BD A B C A AC B B
31 32 33 34 35 36 37 38
D B C A C C C BCD
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
C AC A AD C AB AC BD A AC
49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
A C B B A D B B B AC
59 60 61 62 63 64 65 66 67 68
C C C C AB A BC A C C
69 70 71 72 73 74 75 76 77 78
ABD B A A B A B C A C
79 80 81 82 83 84 85 86 87 88
AB D ACD D A C ACD B AC A
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98
A D C C C B D B A BD
99 100 101 102 103 104 105
D B BD D B B C
二、填空题
1、衍射,小于 6、电视信号的,短 7、日全食 日偏食 日环食 8、1.44 9、
10、600 11、4/3 12、 p4 1 13、略 14、 /2 15、0.375 16、90°
三、计算题
1、解:由n=c/v可得v=2.1×108m/s
由n=sinα/sinr可得光线从左端面射入后的折射角为30°,射到侧面时的入射角为60°,大于临界角45°,因此发生全反射,同理光线每次在侧面都将发生全反射,直到光线达到右端面。由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为s=2L/,因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间是t=s/v=2.7×10-8s。
2、解:为了减少进入眼睛的紫外线,应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强,因此光程差应该是波长的整数倍,因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7m,在膜中的波长是λ/=λ/n=2.47×10-7m,因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。
3、解:估计一个中学生的质量m≈50kg ,百米跑时速度v≈7m/s ,则
m
由计算结果看出,宏观物体的物质波波长非常小,所以很难表现出其波动性。
4、液面下降ΔH=
5、4/3
6、
7、6m 8m
光的波粒二象性
光的本性学说发展史
物理光学
光学
在两种介质的界面
光的折射
折射定律
光的色散
全反射
折射定律的应用
棱镜
两面平行的玻璃砖
光的反射
反射定律的应用
平面镜
反射定律
几何光学
光的本性
反射、折射
直进、反射、折射
微粒说
波动说
干涉、衍射
光电效应
波动说
电磁波速为c
能在真空中传播
光子说
电磁说
光谱
光的波粒二象性
同一均匀介质中
现象
小孔成像
本影和半影
日食和月食
规律:沿直线传播
粒子性――光电效应
微粒说(牛顿)
波动说(惠更斯)
电磁说(麦克斯韦)
光子说(爱因斯坦)
光的波粒二象说
光的干涉
波动性
光的衍射
S
S /
b
d
a
c
S
S1
S2
光振动垂直纸面面
直于纸面
光振动
在纸面
a
b

V
A
P
K
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《电磁感应》
一、高考趋势 
本章重点;(1)产生电磁感应的条件;(2)导体切割磁感线产生的感应电动势的分析及计算;(3)楞次定律的正确运用:(4)电磁感应过程中的能量转化的理解和运用.
电磁感应这部分内容是物理重点内容之一.它在高考试题中比例约占5%—8%,其中感应电流、楞次定律、右手定则的试题约占本部分25%左右,运用法拉第电磁感应定律的试题约为25%左右,而通断电过程中的自感现象问题约占15%左右,综合性试题则占到本部分的30%左右,有关实验等约占8%左右.近年来高考对本章内容考查命题频率极高的是感应电流的产生条件、方向判定和导体切割磁感线产生的感应电动势的计算,且要求较高.几乎是年年有考;其他像电磁感应现象与磁场、电路和力学、热学、能量及动量等知识相联系的综合题及图像问题在近几年高考中也时有出现;另外,该部分知识与其他学科的综合应用也在高考试题中出现,1999年高考试题的第6题就是这方面的试题.2000年12题为学科内综合题.试题题型全面,选择题、填空题、解答论述题都可涉及,尤其是解答题因难度大、涉及知识点多、综合能力强,多以中档以上题目出现来增加试题的区分度,而选择和填空题多以中档左右的试题出现.
二、知识结构 
三、考纲要求 
四、夯实基础知识
一、磁通量 楞次定律
知识要点:
磁通量:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量,Φ=B·S,若面积S与B不垂直,应以B乘以S在垂直磁场方向上的投影面积S′,即Φ=B·S′=B·Scosθ,磁通量的物理意义就是穿过某一面积的磁感线条数.
磁通量改变的方式:1.线圈跟磁体之间发生相对运动,这种改变方式是S不变而相当于B发生变化;2.线圈不动,线圈所围面积也不变,但穿过线圈面积的磁感应强度是时间的函数;3.线圈所围面积发生变化,线圈中的一部分导体做切割磁感线运动,其实质也是B不变而S增大或减小;4.线圈所围面积不变,磁感应强度也不变,但二者之间夹角发生变化,如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型例子.
磁通量改变的结果:磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流,因此产生感应电流的条件就是:穿过闭合回路的磁通量发生变化.
感应电流、感应电动势方向的判定:1.是用右手定则,主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定,应用时要特别注意四指指向是电源内部电流的方向.因而也是电势升高的方向,2.是楞次定律,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(来拒去留)
能力延伸:
楞次定律
楞次定律用来判断感应电流方向:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
(1)利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤是:
①明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向;
②确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增大还是减小);
③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向.注意“阻碍”不是阻止,阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用)(实际上磁通量还是增加);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用)(实际上磁通量还是减小)。简称“增反减同”.
④利用安培定则(右手螺旋定则)确定感应电流方向.
(2)对楞次定律中“阻碍”的含义还可以推广为,感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因:
①阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化;
②阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”;
③使线圈面积有扩大或缩小的趋势;
④阻碍原电流的变化.
有时应用以上推论解题比用楞次定律本身更方便.
导体切割磁感线运动时产生感应电流,其方向用右手定则判定,内容是:伸开右手让姆指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动方向,其余四指的方向就是感应电流的方向。
(3)应用右手定则时应注意:
①右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直.
②当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向.
③若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势.
④“因电而动”用左手定则.“因动而电”用右手定则.(左通右感)
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便.
二、法拉第电磁感应定律 自感
知识要点:
法拉第电磁感应定律,这是最普遍的表达式,表明了感应电动势的大小取决于磁通量变化的快慢和线圈匝数n.(注意区分Φ、△Φ、)
计算的是Δt时间内的平均电动势,只有当恒定不变时,平均电动势跟瞬时电动势才相等.
E = BLv适用于部分导体做切割磁感线运动产生的电动势,且导体运动方向跟磁场方向垂直.
E = BLvsinθ中导体运动方向跟磁感线有夹角θ,实际上vsinθ是v垂直磁感线的分量.
E = NBsω是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动时产生的最大电动势,N是线圈匝数.
自感现象中的自感电动势正比于自身电流的变化率,符合电磁感应现象的规律..体现出了感应电流的效果阻碍产生感应电流的原因,日光灯是它的典型应用.
自感系数,反映电流变化快慢相同时,不同线圈产生的自感电动势大小不同的性质,线圈越长,横截面越大,单位长度上匝数越多,自感系数就越大.
能力延伸:
1.法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律的两种表达形式:
(1)电磁感应现象中感应电动势的大小跟穿过这一回路的磁通量的变化率咸正比,.
①表示磁通量变化的快慢.
②是磁通量的平均变化率,E是Δt时间内的平均感应电动势.
③具体表达式还有、,使用时注意有效面积.
④可推出电量计算式q=
(2)导体切割磁感线运动时,E = BLvsinθ.
①式中θ为导体运动速度v与磁感应强度B的夹角.此式只适用于匀强磁场,若是非匀强磁场则要求L很短.
②v恒定时,产生的E恒定;v发生变化时,求出的E是与v对应的瞬时值;v为某段时间的平均速度时,求出的E为该段时间内的感应电动势的平均值.
③导体平动切割时L用垂直于v的有效长度;转动切割时,速度v用切割部分的平均速度.
④产生感应电动势的那部分导体相当电源,在解决具体问题时导体可以看成电动势等于感应电动势,内阻等于该导体内阻的等效电源.
感应电动势是反映电磁感应本质的物理量,跟电路是否闭合及组成的电路的外电阻的大小无关;感应电流的形成则要求电路闭合,并且电路中感应电动势的总和要不为零,感应电流的大小还与组成电路的外电阻有关,.
2.电磁感应规律的综合应用
(1)电磁感应规律与电路
在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电,将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系起来,解决这类问题,一方面要考虑电磁学中的有关规律,另一方面又要考虑电路中的有关规律,一般解此类问题的基本思路是:
①明确哪一部分电路产生电磁感应,则这部分电路就是等效电源.
②正确分析电路的结构,画出等效电路图.
③结合有关的电路规律建立方程求解.
(2)电磁感应和力学
电磁感应与力学综合中,又分为两种情况:
①与动力学、运动学结合的动态分析,思考方法是:电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达到稳定状态.
②与功、能、动量守恒的综合应用.从能量转化的观点求解此类问题可使解题简化.例:闭合电路的部分导体做切割磁感线运动引起的电磁感应现象中,都有安培力做功.正是导体通过克服安培力做功将机械能转化为电能,这个功值总是与做功过程中转化为电能的数值相等.在无摩擦的情况下,又与机械能的减少数值相等,在只有电阻的电路中,电能又在电流流动的过程中克服电阻转化为电热Q热,这样可得到关系式ΔE机=ΔE电=Q热,按照这个关系式解题,常常带来很大方便.
高考过关试题
一选择题
1、如图竖直向下的匀强磁场中,一水平放置的金属棒ab以水平初速v0抛出,设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势情况( )
A.越来越大  B.越来越小 C.保持不变 D.Ua>Ub
2、如图,两根平行的光滑导轨竖直放置,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,金属杆ab接在两导轨之间,在开关S断开时让ab自由下落,ab下落过程中始终保持与导轨接触良好,设导轨足够长,电阻不计。ab下落一段时间后开关闭合,从开关闭合开始计时,ab下滑速度v随时间变化的图象不可能是( )
3、日光灯点燃时需要一高出电源电压很多的瞬时高压,而日光灯点燃后正常发光时加在灯管上的电压又需大大低于电源电压,这两点的实现( )
A、靠与灯管并联的镇流器来完成 B、靠与灯管串联的镇流器来完成
C、靠与灯管并联的起动器来完成 D、靠与灯管串联的启动器来完成
4、如图所示,当金属棒a在金属轨道上运动时,线圈b向左摆动,则金属棒a( )
A、向左匀速运动 B、向左减速运动
C、向右加速运动 D、向右减速运动
5、如图线圈P通入强电流,线圈Q水平放置,从靠近线圈P的附近竖直向下落,经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下落过程中感应电流的方向自上向下看( )
A、始终是顺时针方向 B、始终是逆时针方向
C、先顺时针后逆时针方向 D、先逆时针后顺时针方向
6、如图所示,一条形磁铁从静止开始,穿过采用双线绕成的闭合线圈,条形磁铁在穿过线圈过程中做( )
A、减速运动 B、匀速运动
C、自由落体运动 D、非匀变速运动
7、如图,矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直,若ab边受
竖直向上的磁场力的作用,则可知线框的运动情况是( )
A.向左平动进入磁场 B.向右平动退出磁场
C.沿竖直方向向上平动 D.沿竖直方向向下平动
8、如图,通电直导线旁放有一闭合线圈abcd,当直电线中的电流I增大或减小时( )
 A. I增大,线圈向左平动  B. I增大,线圈向右平动
 C. I减小,线圈向左平动  D. I减小,线圈向右平动
9、(能量)如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A,B为该磁场的竖直边界,若不计空气阻力,则( )
A.圆环向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度。
B.在进入和离开磁场时,圆环中均有感应电流
C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大,感应电流也越大
D.圆环最终将静止在平衡位置。
10、如图电路中要使电流计G中的电流方向如图所示,则导轨上的金属棒AB 的运动必须是( )
A .向左减速移动; B. 向右匀速移动;
C .向右减速移动; D .向右加速移动.
11、如图所示,光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a和b,
当一条形永磁铁的N极竖直向下迅速靠近两环时,则( )
A、a,b两环均静止不动; B、a,b两环互相靠近;
C、a,b两环互相远离; D、a,b两环对桌面压力增大.
12、如图金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑,导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是( )
A、使MN的质量增大到原来的2倍;
B、使磁感强度B增大到原来的2倍;
C、使MN和导轨间距同时增大到原来的2倍;
D、使电阻R的阻值减到原来的一半.
13、如图有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,上端接有电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B,一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度Vm,则( )
A. 如果B增大,υm将变大 B. 如果 α 增大,υm将变小
C. 如果R增大,υm将变大 D. 如果m增大,υm将变小
14、如右图示,螺线管B置于闭合金属环A的轴线上,当B中通过的电流减小时, 则( )
A.环A有缩小的趋势, B.环A有扩张的趋势,
C.螺线管B有缩短的趋势, D.螺线管B有伸长的趋势。
15、(能量)如下图示,闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速滚下, 又沿曲面的另一侧上升,则( )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h,
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h,
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h,
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h。
16、(能量)光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图中的虚线所示).一个小金属块从抛物线上y=b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑.假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )
A.mgb B.mv2
C.mg(b-a) D.mg(b-a)+ mv2
17、(能量)如图所示,相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界,磁场的磁感应强度为B,正方形线框abcd边长为L(L  A.线框一直都有感应电流
  B.线框有一阶段的加速度为g
  C.线框产生的热量为mg(d+h+L)
  D.线框做过减速运动
18、(能量)如图所示,质量为m,高度为h的矩形导体线框在竖直面内由静止开始自由下落.它的上下两边始终保持水平,途中恰好匀速通过一个有理想边界的宽度也为h的匀强磁场区域,则线框在此过程中产生的热量为( )
A.mgh B.2mgh
C.大于mgh,小于2mgh D.大于2mgh
19、(能量)如图,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计,则( )
A.磁铁的振幅不变 B.磁铁做阻尼振动
C.线圈中有逐渐变弱的直流电 D.线圈中逐渐变弱的交流电
20、(能量)图中回路竖直放在匀强磁场中,磁场的方向垂直于回路平面向内。导线AC可以贴着光滑竖直长导轨下滑。设回路的总电阻恒定为R,当导线AC从静止开始下落后,下面有关回路能量转化的叙述中正确的是( )
A.导线下落过程中机械能守恒;
B.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为回路产生的热量;
C.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能全部转化为导线增加的动能;
D.导线加速下落过程中,导线减少的重力势能转化为导线增加的动能和回路增加的内能
21、(能量)如图所示,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,磁场方向垂直于纸面;实线框a'b'c'd'是一正方形导线框,a'b'边与ab边平行。若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样的速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,则( )
A.W1= W2 B.W2=2W1
C.W1=2W2 D.W2=4W1
22、(能量)如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜角上,导轨的下端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽路不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示。在这过程中( )
A.作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于零
B.作用于金属捧上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C.恒力F与安培力的合力所作的功等于零
D.恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热
23、如图,cd杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动时,cd杆将向右移动?( )
A.向右匀速运动 B.向右加速运动
C.向左加速运动 D.向左减速运动
24、如图,水平面上有两根平行导轨,上面放两根金属棒a、b。当条形磁铁如图向下移动时(不到达导轨平面),a、b将如何移动?( )
A、相互靠近 B、相互远离 C、无法确定
25、如图,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( )
A、线圈恰好在完全离开磁场时停下
B、线圈在未完全离开磁场时即已停下
C、线圈能通过场区不会停下
D、线圈在磁场中某个位置停下
26、如图,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从B端迅速滑向A端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1 ;P从A端迅速滑向B端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0。则( )
A、I1=I2=I0 B、I1>I0>I2 C、I1=I2>I0 D、I127、如图,一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下降,空气阻力不计,则在铜环的运动过程中,下列说法正确的是( )
A、铜环在磁铁的上方时,环的加速度小于g,在下方时大于g
B、铜环在磁铁的上方时,环的加速度小于g,在下方时也小于g
C、铜环在磁铁的上方时,环的加速度小于g,在下方时等于g
D、铜环在磁铁的上方时,环的加速度大于g,在下方时小于g
28、如图,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,闭合铜环沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.铜环先后经过轴线1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离.则( )
A.a1<a2=g     B.a3<a1<g C.a1=a3<a2    D.a3<a1<a2
29、如图所示,AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒,如图立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中:( )
A.感应电流方向始终是ba
B.感应电流方向先是ba,后变为ab
C.受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示
D.受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示,后来变为
与箭头所示方向相反。
30、竖直平面内有一金属圆环,半径为a,总电阻为R,有感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面,环的最高点A有铰链连接长度为2a,电阻为R的导体棒AB,它由水平位置紧贴环面摆下,如图,当摆到竖直位置时,B端的线速度为v,则此时AB两端的电压大小为( )
A. B. C. D.
31、矩形导线框abcd放在匀强磁场中,在外力控制下静止不动,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图甲所示,t=0时刻,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,在0-4s时间内,线框ab边受力随时间变化的图象(力的方向规定以向左为正方向),可能如图乙中( )
32、如图所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如下面右图所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)。在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是( )
A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
33、为了保证汽车刹车时车轮不被抱死,使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动,这样既可以提高刹车效果,又不使车轮失去控制,为此需要一种
测定车轮是否还在转动的的装置,这种检测称为电磁
脉冲传感器,如果该装置检测出车轮不再转动,它就
会自动放松刹车机构,让轮子仍保持缓慢转动状态,
这就是ABS系统,右图是电磁冲传感器示意图,B
是一根永久磁体,外面绕有线圈,它们的左端靠近一个铁质齿轮A,齿轮与转动的车轮是同步的,则以下说法正确的是( )。
A、车轮转动时,由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线,产生输出电流
B、车轮转动时,由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化,产生输出电流
C、车轮转速减慢时,输出电流的周期变小,电流强度也变小
D、车轮转速减慢时,输出电流的周期变大,电流强度也变大
34、物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路
的电量.如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的
磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为s,线圈与冲击电流计组成
的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁
场垂直,现把探测圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为(  )
  A.qR/S    B.qR/ns C.qR/2nS   D.qR/2S
35、如下图所示,A和B是电阻为R的电灯,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法中,正确的是( )
A.B灯立即熄灭
B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d
D.有电流通过A灯,方向为b→a
36、(05北京)一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图,则线框中感应电流的有效值为( )
A.×10—5A B.×10—5A C.×10—5A D.×10—5A
37、(05福建省检)将一个半径为10cm的100匝圆形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框总电阻为3.14Ω,磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。则线框中感应电流的有效值为( )
A.×10-2A B.2×10-2A
C.2×10-2A D.×10-2A
38、(05北京)现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接,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,电流计指针向右
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中铁芯向上拔出或断开开关,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
39、(05天津)将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路连有额定功率为P的小灯泡且正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为( )
A.(2πl2nB)2/P
B.2(πl2nB)2/P
C.(l2nB)2/2P
D.(l2nB)2/P
40、如图所示,正方形线圈ABCD位于匀强磁场中,AB边与磁场左边界重合。在相同的时间内使线圈分别向左匀速拉出磁场和绕AB边匀速转出磁场。则前后两种情况下回路中通过的电量q1 、q2与外力所做的功W1 、W2 之比为:( )
A、 q1 ∶ q2 = 1 ∶ 2 B、q1 ∶q2 = 1 ∶ 1
C、 W1∶W2 = 1 ∶ √2 D、W1 ∶W2 = 8∶ π2
41、两个完全相同的灵敏电流计,如图连接,若将A表指针向左拨动,则B表指针将( )
A.向左偏转 B.向右偏转
C.保持不动 D.无法确定
二解答题
1、如图所示,在与水平面成θ角的矩形框范围内有垂直于框架的匀强磁场,磁感应强度为B,框架的ad边和bc边电阻不计,而ab边和cd边电阻均为R,长度均为L,有一质量为m、电阻为2R的金棒MN,无摩擦地冲上框架,上升最大高度为h,在此过程中ab边产生的热量为Q,求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率Pmax。
2、如图所示,电动机牵引一根原来静止的长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN,其电阻R为1 Ω.导体棒架在处于磁感应强度B为1 T、竖直放置的框架上,当导体棒上升h为3.8 m时获得稳定的速度,导体产生的热量为2 J.电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A.电动机内阻r为1 Ω,不计框架电阻及一切摩擦,g取10 m/s2,求:
(1)棒的稳定速度
(2)棒上升h的时间
3、正方形金属线框abcd,每边长=0.1m,总质量m=0.1kg,回路总电阻Ω,用细线吊住,线的另一端跨过两个定滑轮,挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区,如图,线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动,当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动(g=10m/s2)。问:
(1)线框匀速上升的速度多大?此时磁场对线框的作用力多大?
( 2)线框匀速上升过程中,重物M做功多少?其中有多少转变为电能?
4、如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽L=0.5 m,框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1 T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100 g,电阻为1 Ω.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2)
5、两根金属导轨平行放置在倾角为θ=300的斜面上,导轨下端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg ,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑。如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒高度下降h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻产生的热量?
6、在如图所示的水平导轨上(摩擦、电阻忽略不计),有竖直向下的匀强磁场,磁感强度为B,导轨左端的间距为L1=4l0,右端间距为l2=l0。今在导轨上放置AC、DE两根导体棒,质量分别为m1=2m0,m2=m0,电阻R1=4R0,R2=R0。若AC棒以初速度V0向右运动,求AC棒运动的过程中产生的总焦耳热Qac,以及通过它的总电量q。
7、(2004上海)水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计。均匀磁场竖直向下,用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图2所示(取重力加速度g=10m/s2)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.5Kg,L=0.5m,R=0.5Ω;则磁感应强度B为多大?
(3)由V—F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
8、(04北京)如下左图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如上右图所示,请在此图中画出ab杆在下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑的过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
9、(04广东)如图所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为L。匀强磁场垂直于导轨所在平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为B。两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2,两杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为μ。已知:杆1被外力拖动,以恒定的速度V0沿导轨运动,达到稳定状态时,杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略。求此时杆2克服摩擦力做功的功率。
10、(04福建)如图所示中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面(纸面)向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的,距离为L1;c1d1段与c2d2段也是竖直的,距离为L2。x1y1和x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为m1和m2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路上的热功率。
11、如图,两根相距为L的足够长的平行金属导轨,位于水平的xy平面内,一端接有阻值为R的电阻。在x>0的一侧存在沿竖直方向的均匀磁场,磁感应强度B随x的增大而增大,B=kx,式中的k是一常量。一金属杆与金属导轨垂直,可在导轨上滑动。当t=0时金属杆位于x=0处,速度为v0 ,方向沿x轴的正方向。在运动过程中,有一大小可调节的外力F作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定,大小为a,方向沿x轴正方向。除电阻R以外其余电阻都可以忽略不计。求:
(1)当金属杆的速度大小为时,回路中的感应电动势有多大?
(2)若金属杆的质量为m,施加于金属杆上的外力与时间的关系如何?
12、(05上海)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g=10m/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)
13、(05江苏)如图,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少
(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处 从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少
14、(05天津)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l=0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m=6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。
参考答案(仅供参考)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CD D B C A C A BC B AD
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
CD A C AD BD D BD B BD D
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
B AD BD A C B B ABD B A
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
D A B C AD B B B BD
41
A
二解答题
1、棒MN沿框架向上运动产生感应电动势,相当于电源;ab和cd相当于两个外电阻并联。根据题意可知,ab和cd中的电流相同,MN中的电流是ab中电流的2倍。由焦耳定律知,当ab边产生的热量为Q时,cd边产生的热量也为Q,MN产生的热量则为8Q。金属棒MN沿框架向上运动过程中,能量转化情况是:MN的动能转化为MN的势能和电流通过MN、ab、cd时产生的热量。
设MN的初速度为,由能量守恒得,即
而MN在以速度v上滑时,产生的瞬时感应电动势
所以,整个电路的瞬时热功率为
可见,当MN的运动速度v为最大速度时,整个电路的瞬时热功率P为最大值,即
2、(1)(mg+)vm=IU-I2r,vm=2m/s(vm=-3 m/s舍去)
(2)(IU-I2r)t=mgh+mvm2+Q,t=1 s
3、(1)当线框上边ab进入磁场,线圈中产生感应电流I,由楞次定律可知产生阻碍运动的安培力为F=BIl 由于线框匀速运动,线框受力平衡,F+mg=Mg
联立求解,得I=8A 由欧姆定律可得,E=IR=0.16V
由公式E=Blv,可求出v=3.2m/s F=BIl=0.4N
(2)重物M下降做的功为W=Mgl=0.14J
由能量守恒可得产生的电能为J
4、金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动,加速度减小到零时速度达到最大,根据平衡条件得
mg= ①
在下落过程中,金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E,由能量守恒定律得
mgh=mvm2+E ②
通过导体某一横截面的电量为
q= ③
由①②③解得
E=mgh-mvm2==J-J=3.2 J
5、解:当金属棒速度恰好达到最大速度时,受力分析,
则mgsinθ=F安+f 3分 据法拉第电磁感应定律:E=BLv
据闭合电路欧姆定律:I= 2分 ∴F安=ILB==0.2N
∴f=mgsinθ-F安=0.3N 2分
下滑过程据动能定理得:mgh-f -W = mv2
解得W=1J ,∴此过程中电阻中产生的热量Q=W=1J
6、由于棒l1向右运动,回路中产生电流,ll受安培力的作用后减速,l2受安培力加速使回路中的电流逐渐减小。只需v1,v2满足一定关系,
两棒做匀速运动。
两棒匀速运动时,I=0,即回路的总电动势为零。所以有
Bllv1=Bl2v2
再对DE棒应用动量定理B l2·△t=m2v2
7、(1)金属杆在运动过程中受到拉力、安培力和阻力作用,拉力和阻力恒定,安培力随着速度的增大而逐渐增大,因此,金属杆的加速度越来越小,即金属杆做加速度越来越小的变加速运动。
(2)金属杆的感应电动势
感应电流
所以,金属杆受到的安培力
金属杆受到拉力、安培力和阻力作用,匀速运动时合力为零,即
解得
由图线可以得到直线的斜率k=2,故
(3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力
f=2N
若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,由f可以求得动摩擦因数。
8、(1)ab杆在下滑过程中受到三个力作用:重力mg,竖直向下;支持力N,垂直斜面向上;安培力F,沿斜面向上。受力分析如图3所示。
图3
(2)当ab杆速度为v时,感应电动势。此时电路中的电流
ab杆受到的安培力
设杆的加速度为a,由牛顿第二运动定律有
(3)当杆达到最大速度
9、设杆2的运动速度为v,由于两杆运动时,两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化,产生感应电动势
感应电流
杆2作匀速运动,它受到的安培力等于它受到的摩擦力,即
导体杆2克服摩擦力做功的功率
10、设金属杆向上运动的速度为v,因杆的运动,两杆与导轨构成的回路的面积减少,从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势的大小
回路中的电流
电流沿着顺时针方向,两金属杆都要受到安培力的作用,作用于杆的安培力为,方向向上;作用于杆的安培力为,方向向下。当金属杆作匀速运动时,根据牛顿第二定律有
解以上各式,得
作用于两杆的重力的功率
电阻上的热功率
11、(1)根据速度和位移的关系式
由题意可知,磁感应强度为
感应电动势为
(2)金属杆在运动过程中,安培力方向向左,因此,外力方向向右。由牛顿第二定律得
F-BIL=ma
因为
所以
12、(1)金属棒开始下滑的初速为零,根据牛顿第二定律:mgsinθ-μmgcosθ=ma ①
由①式解得a=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2        ②
(2夕设金属棒运动达到稳定时,速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡
mgsinθ一μmgcos0一F=0       ③
此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率:Fv=P    ④
由③、④两式解得       ⑤
(3)设电路中电流为I,两导轨间金属棒的长为l,磁场的磁感应强度为B   ⑥
P=I2R       ⑦
由⑥、⑦两式解得       ⑧
磁场方向垂直导轨平面向上
13、(1)初始时刻棒中感应电动势:
棒中感应电流:
作用于棒上的安培力
联立得安培力方向:水平向左
(2)由功和能的关系,得,安培力做功
电阻R上产生的焦耳热
(3)由能量转化及平衡条件等,可判断:棒最终静止于初始位置
14、由能量守恒定律得:mgv=P         ①
代入数据得:v=4.5m/s         ②
又     E=BLv           ③
设电阻R与R的并联电阻为R,ab棒的电阻为r,有
       ④
                           ⑤
P=IE ⑥
代入数据得:=6.0Ω  
a b
L2 L1
d b
c a
B
C
A
R
R
B
α
c
d
a
b
I
图16-14
B
a
b
d
c
图16-12
b
a
B
l
A表
B表
x
υ0
× B
o
y
R
R1
R2
l
a
b
M
N
P
Q
B
v
d
F
B
e
b
a
c
B
O
O`
f
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