成都市2008级高三物理电学复习

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名称 成都市2008级高三物理电学复习
格式 rar
文件大小 873.5KB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2008-05-09 20:30:00

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文档简介

成都市2008级高三物理电学复习
金堂中学 陶守佳
彭州中学 李 强
一、考点分析
(一)、本部分高考考查的知识点和能力要求如下:
内容 要求 说明
71.电流的磁场 Ⅰ 1. 安培力的计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况2. 洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况
72.磁感应强度。磁感线。地磁场 Ⅱ
73.磁性材料。分子电流假说 Ⅰ
74.磁场对通电直导线的作用,安培力。左手定则 Ⅱ
75.磁电式电流表原理 Ⅰ
76.磁场对运动电荷的作用。洛伦兹力。带电粒子在 匀强磁场中的运动 Ⅱ
77.质谱仪。回旋加速器 Ⅰ
78.电磁感应现象。磁通量。法拉第电磁感应定律。 楞次定律 Ⅱ 1. 导体切割磁感线时感应电动势的计算只限于l垂直于B、v的情况2. 在电磁感应现象里,不要求判断内电路中各点电势的高低
79.导体切割磁感线时的感应电动势。右手定则 Ⅱ
80.自感现象 Ⅰ
81.日光灯 Ⅰ
82.交流发电机及其产生正弦式电流的原理。正弦式电流的图像和三角函数表达。最大值与有效值。周期和频率 Ⅱ 1.只要求讨论单相理想变压器
83.电阻、电感和电容对交变电流的作用 Ⅰ
84.变压器的原理。电压比和电流比 Ⅱ
85.电能的输送 Ⅰ
86.电磁场。电磁波。电磁波的周期、频波长和波速 Ⅰ
87.无线电波的发射和接收 Ⅰ
88.电视。雷达 Ⅰ
(二)、2007年对各考点的考查分析
71. (2007上海物理、7) 考察了电流周围的磁场
72. (2007广东理基、16),(2007上海物理、1A)两道题分别考察了磁感线, 磁感应强度, 安培力.
74. (2007广东理基、17),(2007上海物理、1B),(2007海南物理15)三道题分别考察了安培力的大小, 安培力的方向.
76. (2007广东理基、18),(2007海南物理4),(2007天津理综、19),(2007四川物理 21)(2007全国II、19),(2007北京理综、21) ,(2007上海物理、1B),(2007江苏物理17) ,
(2007广东物理20),(2007全国II、25),(2007全国I、25),(2007宁夏、24),(2007山东物理25)十二套试题全面细致地考察了洛仑兹力的方向, 洛伦兹力作用下的圆周运动, 左手定则,带电粒子在复合场中的运动,有界磁场中的两类问题.有几套试题是作为压轴题考查.
77. (2007江苏物理17)
78. (2007四川物理15),(2007全国II、21),(2007全国I、21),(2007宁夏、20), (2007 江苏物理18) ,(2007四川物理23),(2007北京理综、24) 六套试题全面考查法拉第电磁感应定律、楞次定、电磁感应、右手定则
79. (2007上海物理、23)、(2007广东物理18),(2007理综重庆、23),(2007天津理综、24)考查平动切割磁感线时的感应电动势公式
82. (2007天津理综、16),(2007宁夏、17),(2007北京理综、17) 考查交变电流、图像,交流电的有效值、
84. (2007广东物理7),(2007上海物理、3B),(2007山东物理18) 考查 理想变压器的电压与匝数关系、电流与匝数关系、电压的最大值、有效值概念、。
85. (2007海南物理12)考查变压器、远距离输电、
总共考查了这四章中18个考点中的11个考点,另外还有73. 75. 80. 81. 83. 86. 87. 88等7个考点基本没有考查.从考查的权重来看,这四章中的核心考点是74,76,78,79,也是我们在高考复习中的重点和难点,学生必须掌握突破.
(三)、命题趋势
纵观近几年各种形式的高考试题,磁场和电磁感应这部分知识是历年高考的一个重点、热点,每年必考.带电粒子在磁场中的运动,特别是在包括磁场在内的复合场中运动的问题,因其涉及的知识点比较多,易于考查学生综合利用中学物理知识分析处理实际问题的能力,所以该专题知识几乎是高考每年必考的内容,且多以难度中等或中等偏上的计算题出现在高考试卷中。其中带电粒子在磁场中的圆周运动问题是本专题的复习重点,特别是要在理解和掌握分析处理此类问题的方法上多下功夫。带电粒子在复合场中的运动问题,因其涉及的知识点多,且题目限定的物理情景较难分析清楚,是本专题知识中的难点。
对磁场和电磁感应的考查命题,常常把电磁感应、磁场、电路以及力学中力的平衡、恒力做功等知识有机地结合,编组成电磁学,电路和力学的综合型题较多,以学科内综合题目呈现,涉及电磁感应定律、直流电路、功、动能定理、能量转化与守恒定律等多个知识点,突出考查考生理解能力、分析综合能力,尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。题型有选择题、计算题等,难度在中档左右,也有以这部分知识命题的压轴题,复习过程中应予以高度重视,强化训练。
二、学情分析
1、这部分知识解决和处理问题的思路和方法要求较高(如动力学的观点、能量的观点、动量的观点以及它们的综合运用等),特别是带电粒子在复合场中运动、电磁感应综合试题两类,学生对此感到十分的头痛,大部分学生的综合分析能力和计算能力达不到要求。
2、本专题内学生通常感到抽象难懂,如磁场、磁感应强度、愣次定律、交流电的产生过程、电磁场理论等。需要在理解层面多下功夫。相似的概念和规律较多,如左手定则和右手定则、磁场与电场、有效值和平均值等学生特别容易混淆。
3、专题中的与实际联系的实例较多,如回旋加速器、质谱仪、磁流体发电机、电磁等。由于大多数学生没有相关的感性认识,认识上会比较困难。
4、交变电流、电磁场与电磁波属于非重点内容,与其他知识关联程度弱,学生普遍遗忘率高,复习需要更加细致。
三、复习目标
(一)、知识目标
1、理解几个概念: 磁场、磁感应强度、磁现象的电本质、磁感线、磁通量;掌握几种常见的磁场的磁感线:条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电导线环、通电螺线管。
2、掌握安培力公式F=BIL,能用左手定则判断安培力的方向,并熟练运用。
3、理解公式F=qvB的适用条件和左手定则,并能熟练应用该公式和左手定则进行有关洛伦兹力的定量计算。
4、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时,粒子作匀速圆周运动,能推导出带电粒子在磁场中作匀速率圆周运动的半径和周期公式,并能熟练应用它们解决有关问题。
5、能用学习的知识分析复合场问题。
6、理解磁通量的概念,即磁通量变化的含义。
7、理解感应电流的产生条件。
9、理解楞次定律的内容,理解右手定则的内容,能区分左、右手定则和安培定则,能熟练应用右手定则判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向。
10、理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达方式,能力用法拉第电磁感应定律解答有关问题。
11、明确什么是自感现象,什么是自感电动势,了解自感现象的利和弊,知道如何利用或防止自感现象。
12、理解交变电流的产生原理,掌握交变电流的变化规律及其最大值和有效期、周期和频率的关系。
13、掌握变压器的构造和原理,理解理想变压器的功率、电压、电流的关系,掌握在高压输电中的各类计算问题。
14、知道麦克斯韦电磁场理论,知道电磁波在真空中的波速及V=λf的使用方法。
15、了解无线电波的发射和接受。
(2) 、能力目标
1、理解磁场、磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力等基本概念;理解安培定则,包括含义、前因后果、适用条件和范围,以及相关知识之间的区别和联系,理解左手定则在安培力和洛伦兹力方向判断的应用;会用文字和数学公式表达安培力和洛伦兹力,并能熟练地运用它解决有关现象和问题。
2、对电流在磁场中、带电粒子在磁场中的受力和运动在分析的基础上,能够结合牛顿运动定律和运动学知识进行推理判断和分析综合。
3、本章由于综合了磁场、电场和重力场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、圆周运动知识、功和能量的关系等内容,因此对学生的空间想象能力、分析综合能力、以及运用数学知识解决物理问题的能力有较高要求。
4、理解电磁感应的基本概念、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律及其应用,掌握感应电动势的计算方法,包括他的涵义、因果关系、适用条件和范围。
5、能够结合右手定则、楞次定律判断出的感应电动势的方向,根据左手定则判断安培力的方向。理解电磁感应中电能的产生是“阻碍变化”的结果,掌握电磁感应中电能的计算方法。
6、能够结合电磁感应与电路规律、力学规律、磁场规律、电场规律的综合应用,能够结合数学知识对物理规律进行分析、推导和综合。
7、理解交变电流以及描述交变电流的几个基本概念、变压器的原理。包括他们的涵义、前因后果、适用条件和范围,以及相关知识之间的区别和联系,会用文字和数学公式表达交变电流瞬时值、最大值、平均值、有效值、变压器的电压比和电流比,并能熟练地运用它解决有关现象和问题。
8、能够根据已知的电磁学知识和题目给定的条件,提取、归纳相关信息,运用数学公式或图像进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断。比如运用变压器原理和电路知识处理远距离输电的能量损耗,不仅培养学生的推理能力,还能够培养学生运用数学知识处理物理问题的能力。
9、能够结合电磁感应与电路规律对交变电流和变压器知识进行综合应用。
10、理解电磁场理论及电磁波的周期、频率、波长和波速的关系。了解无线电波的发射 与接收和电视、雷达的一般性知识
四、复习策略
(一)进度安排
1、《磁场》
第一单元 磁场和磁场对电流的作用 2课时
熟记通电直导线、通电导线环、通电螺线管、条形磁铁、蹄形磁铁磁场的各种平面图及立体图的磁感线分布(包括磁感线疏密分布情况以及磁铁内、外磁感线的分布情况),掌握安培定则(右手螺旋定则)的应用。能够使用电流元法、特殊值法、等效法、平行电流相互作用分析法定性分析通电导体所受的安培力
第二单元 磁场对运动电荷的作用 2课时
熟记洛伦兹力的大小和方向的判定,熟记两个推论r=mv/qB,T=2πm/qB;掌握圆心、半径、运动时间的确定方法。
例如:(2007广东物理20)如图所示是某装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为450。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S1、S2,相距L=0.2m.。在薄板上P处开一个小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有带正电微粒刚通过小孔,快门立即关闭。此后每隔T=开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为的带电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与挡板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍。
(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度应为多少?
(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动。)
本题属于中档的题目。难点在微粒出磁场的地点及出磁场时的速度方向。对本题的过程分析是关键。处理磁场问题一般是要确定圆心,从半径及周期等方面考虑。
第三单元 带电粒子在复合场中运动规律分析 2课时
能够分析带电物体在重力场、电场、磁场中运动的物理情景,能够用力和运动、能量或动量的观点分析带电粒子在复合场中的运动。
比如:四川06年高考试题以压轴题的形式考查了该知识点。
(2006年四川卷.25)(20分)如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T。小球1带正电,其电量与质量之比=4C/kg,所受重力与电场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定和水平悬空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度与小球2正碰,碰后经0.75s再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内。(取g=9.8m/s2)问:
(1)电场强度E的大小是多少?
(2)两小球的质量之比是多少?
本题涉及力的平衡、圆周运动、平抛运动和动量守恒定律等知识点,考查了考生分析、推理和综合能力,试题涉及的知识点较多,但只要认真分析物理过程,找准物理过程对应的物理规律,还是容易求解。
本章重点:安培力和安培力的应用以及带电粒子在磁场中的运动。
本章难点:在洛伦兹力的考查中带电粒子在复合场中的运动。
考试讲评:4课时 机动:2课时 共12课时
2、《电磁感应》
第一单元 电磁感应现象和感应电流方向 1课时
理解磁通量及其变化,掌握感应电流的产生条件,能熟练使用右手定则和楞次定律判定感应电流的方向.
第二单元 法拉第电磁感应定律 自感 2课时
能熟练使用法拉第电磁感应定律求平均感应电动势和瞬时感应电动势,掌握日光灯的工作原理。
比如:(2007四川物理15)如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时
A、线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B、线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C、线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D、线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
电感感应现象是高中物理的一个难点,两种计算感应电动势大小的方法必须要求学生理解掌握,并能熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。
第三单元 电磁感应规律的综合应用 3课时
以电磁感应现象为核心,综合力学各种不同的规律形成的学科内综合问题,电学部分思路:将产生感应电动势的那部分电路等效为电源,分析内外电路结构,应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺电学量之间的关系;力学部分思路:分析通电导体的受力情况及力的效果,应用牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律等规律理顺力学量之间的关系。
例如: (2006上海物理卷.22) (14分)如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求:
(1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2;
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1;
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
题目考查了电磁感应现象、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、动能定理和能量转化和守恒定律,而线框在磁场中的运动是典型的非匀变速直线运动,功能关系和能量守恒定律是解决该类问题的首选,备考复习中一定要突出能量在磁场问题中的应用。另外, 滑杆类问题历来是高考命题的重点和热点,这类问题设问灵活,综合性强,在复习过程中应引起足够的重视。
本章重点:楞次定律和法拉第电磁感应定律。
本章难点:电磁感应图像问题、滑轨类问题、矩形线框穿越有界匀强磁场问题、电磁感应中有关电能的计算等等。
考试讲评:4课时 机动:2课时 共12课时
3、《交变电流》《电磁场和电磁波》
第一单元 交变电流的产生和描述 2课时
第二单元 变压器和远距离输电 2课时
第三单元 电磁场和电磁波 1课时
本章重点:交变电流的产生和变压器知识的运用
本章难点:交变电流的有效值、最大值、瞬时值、平均值的区别;交变电流中的变压器部分有关电流的关系。
考试讲评:2课时 机动:1课时 共8课时
(二)复习建议
1、全面梳理、重点突出。第一轮复习对知识点要做到全面梳理,不得遗漏。同时由于复习时间紧张不可能平均用力,必须要做到重点突出。本专题知识点多,有的甚至好几年都没有考,但不能放掉。比如电阻、电感和电容对交变电流的作用、无线电波的发射和接收电视、雷达等。通常我们可以通过引导学生阅读教材,勾出关键信息,几分钟就可以解决。又如带电粒子在磁场中运动,这就需要花大力气,舍得花时间反复,最终形成正确的解题策略。
2、透彻理解概念和规律,形成知识结构。由于遗忘规律,高三的同学对学过的概念规律不同程度上认识不够。另外还有相当多的中差生高一高二没有学好,鉴于此高三复习需要重新将基本概念、基本规律进行深入理解。建议复习时针对每个概念和规律对应准备一两个小练习供课堂上反馈使用,小练习要突出反映该知识点常见的错误理解、容易混淆的相关知识点等。为了加快进度,建议使用多媒体辅助、小黑板辅助。形成正确理解后,在单元末或章节末引导学生抓住知识点的逻辑结构最终形成知识网络。知识网络可以由老师总结(如平行班)也可有学生总结讨论得出(如重点班)。
3、熟练掌握常见的题型和思路。所谓题型指一些典型的情景或一组知识点固定使用问题。往往某个题型都有对应的一组解题思路。它和我们常说的物理模型有重叠的地方。例如本专题中磁场一章常见的题型有定性判断带电导体运动(对应的思路有特殊位置法、微元法、等效法)、带电导体在磁场中平衡问题、带电粒子在磁场中做圆周运动问题等。题型是知识点和具体应用的一个桥梁,通过在典型环境中的应用让学生学会如何应用知识点解题。而更为复杂的综合试题和应用试题,可以看作是基本题型的组合和包装。因此以题型为中心可以有效的帮助学生形成解题能力。题型教学中宜采取讲练结合的方式,对于简单的题型先练后归纳思路,对于中等难度的题型边讲边引导学生讨论总结练习,对于复杂的题型先讲后练。
4、加强综合试题和应用试题的训练。综合试题对提高学生的思维能力、基本模型的应用能力有显著作用。如本专题中带电粒子在复合场中的运动。应用试题体现学以致用,培养学生识别信息、挖掘关键信息的能力,是高考突出发展方向。例本专题中速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电机、霍尔效应、电磁流量计、日光灯原理、磁悬浮列车、电磁阻尼等。建议在章末专门专题讲解,试题不在多,关键教会学生如何分析、如何识别。
5、协调过手和进度的关系。这是一个长期困扰高三总复习的问题,根据学习和实践尝试着提出一些办法。(1)采用学案复习。将一些重点难点以及配套练习直接印在学案上,减少老师和学生板书和抄写,以花更多的精力解决理解上的问题和思维训练。(2)尽可能使用多媒体辅助教学。多媒体辅助教学能够有效提高课堂的密度和效度,这点现在已达成共识。例如评讲试卷时采用视频投影仪,将试卷直接放在投影仪上指导学生如何审题,或者将学生做的试卷典型的错误放在投影仪上进行展示。(3)课堂上积极调动学生参与复习。只有学生感受了,体验了,知识才能过手。高三课堂可以任何一个环节让学生参与进来,关键老师一定要适当放手。同时注意针对性的选择学生,避免在课堂上出现长时间的停顿。(4)有计划设计重复。学习需要积累,积累需要重复。指望学生一次性过手,特别是中差生是不现实的。例如本专题中带电粒子在磁场中运动,在讲述典型例题、归纳思路后我们要求学生将例题重新独立做在作业本上(现在有的老师高三总复习不用作业本只收总复习的教辅书这是很不好的现象),通过认真批改作业,甚至有针对性选择学生面批进一步了解掌握情况。利用周练将上周复习内容再进行定时练习;利用月考对前面复习内容进行滚动考察等。(5)复习教学中处处精心设计反馈。每届学生都有不同的特点,这样让自己的教学有针对性,实际就要通过不断的反馈了解学生。课堂上反馈提问,课堂练习,课后作业批改,定时练习做到有发必收、有收必改,月考精心分析等等。
五、教学思考
1、怎样提高采线生在物理学科复习中的效率。
2、用什么方法解决学生在复习中遗忘率高的问题。
六、资源共享:
(一)《磁场》
1、(2007上海物理、7)取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )
(A)0。 (B)0.5B。 (C)B。 (D)2 B。
【答案】A
2、(2007广东理基、16)磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。对磁场认识正确的是
A.磁感线有可能出现相交的情况
B.磁感线总是由N极出发指向S极
C.某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
D.若在某区域内通电导线不受磁场力的作用,则该区域的磁感应强度一定为零
【答案】C
3、(2007广东理基、17)如图5,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方向从M到N,绳子的拉力均为F。为使F=0,可能达到要求的方法是
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直纸面向里的磁场
D.加垂直纸面向外的磁场
【答案】C
4、(2007广东理基、18)如图6,在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线,且导线中电流方向水平向右,则阴极射线将会
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向纸内偏转
D.向纸外偏转
【答案】A
5、(2007海南物理4)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是
【答案】A
6、(2007天津理综、19)如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进人磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120° 角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a ,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是
A. ,正电荷 B. ,正电荷
C. ,负电荷 D. ,负电荷
【答案】C
7、(2007四川物理21)如图所示,长方形abcd 长ad=0.6m,宽ab=0.3m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量、电荷量的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域
A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边
B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边
C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边
D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边
【答案】D
8、(2007全国II、19)如图所示,一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为T0,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示.现加一垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则
A、若磁场方向指向纸里,质点运动的周期大于T0
B、若磁场方向指向纸里,质点运动的周期小于T0
C、若磁场方向指向纸外,质点运动的周期小于T0
D、若磁场方向指向纸外,质点运动的周期小于T0
【答案】AD
9、(2007北京理综、21)、(18分)
(1)图1是电子射线管示意图。接电源后,电子射线由阴极沿轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(Z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是
_______________________(填选项代号)
A.加一磁场,磁场方向沿Z轴负方向
B、加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C、加一电场,电场方向沿Z轴负方向
D、加一电场,电场方向沿y轴正方向
【答案】B
10、(2007上海物理、1A)磁场对放入其中的长为l、电流强度为I、方向与磁场垂直的通电导线有力F的作用,可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质,磁感应强度的大小B=___________,在物理学中,用类似方法描述物质基本性质的物理量还有___________等。
【答案】,电场强度
11、(2007上海物理、1B)在磁感应强度B的匀强磁场中,垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷,每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f=___________,该段导线所受的安培力为F=___________。
【答案】qvB,NqvB
12、(2007江苏物理17)(15分)磁谱仪是测量能谱的重要仪器.磁谱仪的工作原理如图所示,放射源S发出质量为m、电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,被限束光栏Q限制在2的小角度内,粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片P上.(重力影响不计)
(1)若能量在E∽E+ΔE(ΔE>0,且ΔE<<E)范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场.试求这些粒子打在胶片上的范围Δx1.
(2)实际上,限束光栏有一定的宽度,粒子将在2角内进入磁场.试求能量均为E的粒子打到感光胶片上的范围Δx2
解析:
设粒子以速度进入磁场,打在胶片上的位置距的距离为
圆周运动
粒子的动能
由以上三式可得
所以
化简可得
(2)动能为E的粒子沿角入射,轨道半径相同,设为R,粒子做圆周运动
粒子的动能
由几何关系得
13、(2007海南物理15)据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离m,导轨长L=5.0m,炮弹质量.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹出口速度为,求通过导轨的电流I.忽略摩擦力与重力的影响.
解析: 在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为
F=IwB①
设炮弹的加速度的大小为a,则有因而
F=ma②
炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而

联立①②③式得

代入题给数据得:

14、(2007广东物理20)如图所示是某装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B=0.4T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为450。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S1、S2,相距L=0.2m.。在薄板上P处开一个小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有带正电微粒刚通过小孔,快门立即关闭。此后每隔T=开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为的带电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与挡板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍。
(1)经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度应为多少?
(2)求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。(忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比。只考虑纸面上带电微粒的运动。)
解析:(1)如图所示,设带下电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场,微粒受到洛仑兹力为f,在磁场中做圆周运动的半径为r,有f=qv0B
解得:
欲使微粒能进入小孔,半径r的取值范围为:
L代入数据得:
80m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔,还必须满足条件:
,其中n=1,2,3,……
联立解得,v0=100m/s
(2)设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0,从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t,设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间,第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2,碰撞后再返回到磁场的时间为t3,运动轨迹如图所示。则有:
,,,,,
15、(2007理综重庆、23)(16分)t=0时,磁场在xOy平面内的分布如题23图所示.其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反.每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.
(1)若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由a匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=lB、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止.求
①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
②线框所受安培力的大小和方向.
(2)该运动的磁场可视为沿x轴传播的波,设垂直于纸面向外的磁场方向为正,画出L=0时磁感应强度的波形图,并求波长和频率f.
解析:(1) ①切割磁感线的速度为v,任意时刻线框中电动势大小
g=2nBvLv (1)
导线中的电流大小
I= (2)
②线框所受安培力的大小和方向
由左手定则判断,线框所受安培力的方向始终沿x轴正方向.
(2)磁感应强度的波长和频率分别为 (4)
(3) (5)
t=0时磁感应强度的波形图如答23图
16、(2007全国II、25)(20分)
如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中在在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.在其它象限中在在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h;C是x轴上的一点,到O点的距离为l,一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域,并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角.不计重力作用.试求:
(1)粒子经过C点时速度的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小B、
解析:(1)以a表示粒子在电场作用下的加速度,有
qE=ma①
加速度沿y轴负方向.沿粒子从A点进入电场时的初速度为v0,由A点运动到C点经历的时间为t,则有
h=at2②
l=v0t③
由②③式得
v0=④
设粒子从C点进入磁场时的速度为v,v垂直于x轴的分量
v1=⑤
由①④⑤式得
v==⑥
设粒子经过C点时的速度方向与x轴的夹角为α,则有
tanα=⑦
由④⑤⑦式得
α=arctan⑧
(2)粒子从C点进入磁场后在磁场中作速度为v的圆周运动.若圆周的半径为R,则有
qvB=m⑨
设圆心为P,则PC必与过C的速度垂直,且有==R.用β表示与y轴的夹角,由几何关系得
Rcosβ=Rcosα+h⑩
Rsinβ=l-Rsinα
由⑧⑩式解得
R=
由⑥⑨式得
B=
17、(2007全国I、25)两屏幕荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别去垂直于两屏交线的直线为x和y轴,交点O为原点,如图所示.在y>0,0<x<a的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场,在y>0,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度大小均为B、在O点出有一小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的粒子沿x周经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏发亮.入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2∶5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期.试求两个荧光屏上亮线的范围(不计重力的影响).
解析:粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.根据洛伦兹力及向心力公式有:
解得粒子运动的轨道半径为:
速度小的粒子将在x<a的区域中走完半周,射到竖直屏上,半圆的直径在y轴上.在y轴上的荧光屏上亮线范围的临界条件如图右所示,带电粒子的轨迹和x=a的分界线相切,此时r=a,在y轴上的最高点为y=2r=2a.所以在y轴荧光屏上亮线的范围为0-2a.
轨道半径大于a的粒子开始进入右侧磁场,考虑到r=a的极限情况,这种粒子在右侧的圆轨迹(右图虚线)与x轴在D点相切,OD=2a,这是x轴荧光屏的亮线的左侧边界.
速度最大的粒子的轨迹如右图实线所示,它由两段圆弧组成,圆心分别在C和C',C在y轴上,由对称性可知C'在x=2a的直线上.
设t1为粒子在0<x<a的区域中运动的时间,t2为粒子在x>a的区域中运动的时间,由题意可知:
解得:,.
由t1、t2的数值关系用对称性可知:∠OCM=∠MC′N=60 ,∠MC′P==150 .所以∠NC′P=90 ,即为四分之一圆周,因此圆心C'在x轴上.
18、(2007宁夏、24)在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B、一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响).
⑴如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度.
⑵如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图).求入射粒子的速度.
解析:⑴由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径.
设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得:
解得:
⑵设O/是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心,连接O/Q,设O/Q=R/.
由几何关系得:
由余弦定理得:
解得:
设入射粒子的速度为v,由
解出:
19、(2007山东物理25)飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同价位的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器.已知元电荷电量为e,a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及进入a板时的初速度.
(1)当a、b间的电压为U1时,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器.请导出离子的全部飞行时间与比荷K(K=ne/m)的关系式.
(2)去掉偏转电压U2,在M、N间区域加上垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度B,若进入a、b间所有离子质量均为m,要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出,a、b间的加速电压U1至少为多少?
解析: (1)由动能定理:
n价正离子在a、b间的加速度
在a、b间运动的时间
在MN间运动的时间:
离子到达探测器的时间:
(2)假定n价正离子在磁场中向N板偏转,洛仑兹力充当向心力,设轨迹半径为R,由牛顿第二定律
离子刚好从N板右侧边缘穿出时,由几何关系:
由以上各式得:
当n=1时取最小值
(二)《电磁感应》
1、(2007四川物理15)如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时
A、线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B、线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C、线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d
D、线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
【答案】A
2、(2007全国II、21)如图所示,在PQ、QR区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f为线框中有电动势的正方向.以下四个ε-t关系示意图中正确的是
【答案】C
3、(2007全国I、21)如图所示,LOO’L’为一折线,它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L’均为45 .折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO’的方向以速度v做匀速直线运动,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I—t)关系的是(时间以l/v为单位)
【答案】D
4、(2007宁夏、20)电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
A、从a到b,上极板带正电
B、从a到b,下极板带正电
C、从b到a,上极板带正电
D、从b到a,下极板带正电
【答案】:D
5、(2007山东物理21)用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示.在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是
A、 B、
C、 D、
【答案】B
6、(2007上海物理、23)(13分)如图(a)所示,光滑的平行长直金属导轨置于水平面内,间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻,质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计,且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时,导体棒静止于磁场区域的右端,当磁场以速度v1匀速向右移动时,导体棒随之开始运动,同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力,并很快达到恒定速度,此时导体棒仍处于磁场区域内。
(1)求导体棒所达到的恒定速度v2;
(2)为使导体棒能随磁场运动,阻力最大不能超过多少?
(3)导体棒以恒定速度运动时,单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大?
(4)若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动,经过较短时间后,导体棒也做匀加速直线运动,其v-t关系如图(b)所示,已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt,求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。
解析: 导体棒运动时,切割磁感线,产生感应电动势, E=BL(v1-v2),
根据闭合电路欧姆定律有I=E/R,
导体棒受到的安培力F=BIL=,
速度恒定时有:
=f,可得:
(2)假设导体棒不随磁场运动,产生的感应电动势为
,此时阻力与安培力平衡,所以有,
(3)P导体棒=Fv2=f EQ \B(v1-) ,P电路=E2/R==,
(4)因为-f=ma,导体棒要做匀加速运动,必有v1-v2为常数,设为v,a=,则-f=ma,可解得:a=。
7、(2007江苏物理18)(16分)如图所示,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长,磁感应强度B=1T,每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求
(1)线框MN边刚进入磁场时受到安培力的大小F.
(2)线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q.
(3)线框能穿过的完整条形磁场区域的个数n.
解析: (1)线框MN边刚开始进入磁场区域时,感应电动势
感应电流
安培力
联立解得
(2)设线框竖直下落量,线框下落了H,速度为
根据能量守恒定律有:
根据自由落体规律有:
解得
(3)解法一
只有在线框进入和穿出条形磁场区域时,才产生感应电动势.线框部分进入磁场区域时,
感应电动势
感应电流
安培力
解得
在时间内
由动量定理得
求和
解得
穿过条形磁场区域人个数为
解得
可穿过4个完整条形磁场区域
解法二
线框穿过第1个条形磁场左边界过程中,平均感应电动势
平均感应电流
平均安培力
根据动量定理,
解得
同理线框穿过第1个条形磁场右边界过程中有
所以线框穿过第1个条形磁场过程中有
设线框能穿过n个条形磁场,则有
可以穿过4个完整条形磁场区域
8、(2007广东物理18)如图a所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在匀强磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图b所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路。从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到t0时间内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
解析:(1)不变,方向仍然为从a到b。因为在时间t0内闭合电路中的磁通量变化率不变。
(2)根据法拉第电磁感应定律,有,焦耳热量
(3)根据机械能守恒,金属棒ab进入匀强磁场B0的一瞬间初速度。
根据,有。根据右手定则判断由此产生的感应电流方向为从b到a,与前面的感应电流方向相反,因此需要比较它们的大小:
若E>E',则感应电流的大小为,方向从a到b。
若E若E=E',则感应电流的大小为I=0。
9、(2007天津理综、24)(18分)两根光滑的长直金属导轨M N、M′ N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l ,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为尺,电容器的电容为C。长度也为l 、阻值同为R的金属棒a b垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。a b在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q 。求
⑴.a b运动速度v的大小;
⑵.电容器所带的电荷量q 。
解析:⑴.设a b上产生的感应电动势为E ,回路中的电流为I ,a b运动距离s所用时间为t,则有




由上述方程得

⑵.设电容器两极板间的电势差为U,则有

电容器所带电荷量

解得

10、(2007四川物理23)(16分)
如图所示,P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框置于竖直平面内,两顶点a、b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。
(1)通过ab边的电流是多大
(2)导体杆ef的运动速度v是多大
解析: (1)设通过正方形金属框的总电流为I,ab边的电流为,dc边的电流为,有


金属框受重力和安培力,处于静止状态,有
      ③
由①②③解得:
          ④
(2)由(1)可得
            ⑤
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E,有
E=B1L1v             ⑥
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R,则
               ⑦
根据闭合电路欧姆定律,有
I=E/R                ⑧ 
由⑤~⑧解得
            ⑨
11、(2007北京理综、24)、(20分)用密度为、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成连长为L的闭合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。
设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极间,极间磁感应强度大小为。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度(设磁场区域在竖起方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为时,求方框的发热功率;
(3)已知方框下落时间为时,下落高度为,其速度为()。若在同一时间内,方框内产生的热与一恒定电流在该框内产生的热相同,求恒定电流的表达式。
解析:(1)方框质量
方框电阻
方框下落速度为时,产生的感应电动势
感应电流
方框下落过程,受到重力及安培力
,方向竖直向下
,方向竖直向上
当时,方框达到最大速度,即

方框下落的最大速度
(2)方框下落加速度为时,有

方框的发热功率
(3)根据能量守恒定律,有
解得恒定电流的表达式
(三)《交变电流》和《电磁场和电磁波》
1、(2007广东物理7)如图所示是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器,已知变压器原线圈与副线圈匝数比,加在原线圈的电压为(V),霓虹灯正常工作的电阻R=440kΩ,I1、I2表示原、副线圈中的电流,下列判断正确的是
A、副线圈两端电压6220V,副线圈中的电流14.1mA
B、副线圈两端电压4400V,副线圈中的电流10.0mA
C、I1D、I1>I2
【答案】BD
2、(2007天津理综、16)将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是
A.电路中交变电流的频率为0.25 Hz
B.通过电阻的电流为A
C.电阻消耗的电功率为2.5 W
D.用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V
【答案】C
3、(2007宁夏、17)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知
A、该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V
B、该交流电的频率为25Hz
C、该交流电的电压的有效值为100
D、若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50W
【答案】BD
4、(2007北京理综、17)、电阻、与交流电源按照图1方式连接,,。合上开关S后,通过电阻的正弦交变电流随时间变化的情况如图2所示。则
A.通过的电流有效值是 B、两端的电压有效值是6V
C、通过的电流最大值是 D、两端的电压最大值是
【答案】B
5、(2007上海物理、3B)如图所示,自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源,其电压有效值UAB=100V,R0=40,当滑动片处于线圈中点位置时,C、D两端电压的有效值UCD为___________V,通过电阻R0的电流有效值为_____________A。
【答案】200,5
6、(2007海南物理12)某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户,后改为用22KV的电压,在既有输电线路上输送同样的电功率.前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为__________.要将2.2KV的电压升高到22KV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈的匝数应该是________匝.
【答案】100 1800
7、(2007山东物理18)某变压器原、副线圈匝数比为55:9,原线圈所接电源电压按图示规律变化,副线圈接有负载.下列判断正确的是
A、输出电压的最大值为36V
B、原、副线圈中电流之比为55:9
C、变压器输入、输出功率之比为55:9
D、交流电源有效值为220V,频率为50Hz
【答案】D
8、(2006广东物理卷.9) 目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波说法正确的是
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波,反射性能越强
【答案】:ACD
9、(2006广东物理卷.14)某发电站的输出功率为kW,输出电压为4kV,通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为,导线横截面积为,输电线路损失的功率为输出功率的4%,求:
(1)升压变压器的输出电压;
(2)输电线路上的电压损失。
解析:设线路电阻为R,线路的损失功率为P损,线路的损失电压为U损,发电站的输出功率为P,升压变压器的输出电压为U。
    由电阻定律,得:
      R==25.6Ω
    线路损失的功率P损=4%P=I2R
    则 =125A
    由P=UI得  U==8×104V
    U损=IR=125×25.6=3200V
x
y
B2
B1
O
v
b
a
B
图5
图6
v

O
x
y
a
O
x
y
a
P
D
M
N
C
C′
O
x
y
a
R
A
O
P
D
Q
φ
R
A
O
P
D
Q
φ
O/
R/
P
Q
R
a
c
d
e
f
2l
2l
l
l
b
l
l
t
ε
A.
0
1
2
3
4
t
ε
B.
0
1
2
3
4
t
ε
C.
0
1
2
3
4
t
ε
D.
0
1
2
3
4
I
t
1
2
3
D.
0
I
t
1
2
3
A.
0
I
t
1
2
3
B.
0
I
t
1
2
3
C.
0
N
S
R
C
a
b
1
2
3
4
5
6
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t/10-2 s
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