2015-2016学年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2

2015-2016学年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2
2015-2016学年高中物理 模块要点回眸 第13点 自感现象的分析技巧 教科版选修3-2

第13点自感现象的分析技巧

在求解有关自感现象的问题时,必须弄清自感线圈的工作原理和特点,这样才能把握好切入点和分析顺序,从而得到正确答案.

1.自感现象的原理

当通过导体线圈中的电流变化时,其产生的磁场也随之发生变化.由法拉第电磁感应定律可知,导体自身会产生阻碍自身电流变化的自感电动势.

2.自感现象的特点

(1)自感电动势只是阻碍自身电流变化,但不能阻止.

(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关.电流变化越快,自感电动势越大.

(3)自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会给其他电路元件的电流产生影响.

①电流增大时,产生与原电流反向的电动势,阻碍电流增大,此时线圈相当于一个阻值很大的电阻;

②电流减小时,产生与原电流同向的电动势,阻碍电流减小,此时线圈相当于电源.

3.通电自感与断电自感

自感现象中主要有两种情况:即通电自感与断电自感.在分析过程中,要注意:(1)通过自感线圈的电流不能发生突变,即通电过程中,电流逐渐变大,断电过程中,电流逐渐变小,此时线圈可等效为“电源”,该“电源”与其他电路元件形成回路;(2)断电自感现象中灯泡是否“闪亮”问题的判断在于对电流大小的分析,若断电后通过灯泡的电流比原来强,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.

对点例题如图1所示电路,自感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,L A、L B是两个相同的灯泡,设实验过程中灯泡均没有损坏,则 ( )

图1

A.S闭合瞬间,L A不亮,L B很亮;S断开瞬间,L A、L B立即熄灭

B.S闭合瞬间,L A很亮,L B逐渐亮;S断开瞬间,L A逐渐熄灭,L B立即熄灭

C.S闭合瞬间,L A、L B同时亮,然后L A熄灭,L B亮度不变;S断开瞬间,L A亮一下才熄灭,L B立即熄灭

D.S闭合瞬间,L A、L B同时亮,然后L A逐渐变暗到熄灭,L B变得更亮;S断开瞬间,L A亮一下才熄灭,L B立即熄灭

解题指导S闭合瞬间,由于电感线圈L的自感系数足够大,其对电流的阻碍作用相当于一个阻值无穷大的电阻,所以L A、L B同时亮,然后,电感线圈L的阻碍作用逐渐消失,其相当于一段导线,L A被短路,所以L A逐渐变暗到熄灭,电路总电阻减小,电流增大,所以L B变得更亮;S断开瞬间,流过灯L B的电流突然消失,所以L B立即熄灭,但由于流过线圈的电流突然减小,线圈中会产生自感电动势,并与L A组成闭合回路,有电流流过L A,所以L A亮,但很快又熄灭,选项D正确.

答案 D

1. 如图2所示的电路中,P、Q为两个相同的灯泡,自感线圈L的电阻不计,则下列说法正确的是( )

图2

A.S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会儿才熄灭

B.S接通瞬间,P、Q同时达到正常发光

C.S断开瞬间,通过P的电流从右向左

D.S断开瞬间,通过Q的电流与原来方向相反

答案 C

解析S接通瞬间,L中电流从0开始增大,于是产生自感电动势,阻碍电流的增大.因此Q不会立即正常发光,较P要晚些,所以B项错误.S断开瞬间,因L的自感作用,通过P、Q形成的回路的电流逐渐减小为0,通过P的电流方向从右向左,通过Q的电流方向与原来相同,因此,P、Q两只灯泡会一起渐渐熄灭,故C项正确,A、D项错误.

2.在如图3所示的电路中,带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联,当闭合开关S后灯

A正常发光.则下列说法中正确的是( )

图3

A.当断开S时,灯A立即熄灭

B.当断开S时,灯A可能突然闪亮然后熄灭

C.用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路,当断开S时,灯A逐渐熄灭

D.用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路,当断开S时,灯A突然闪亮然后熄灭

答案BC

解析在S断开的瞬间,L与A构成闭合回路,灯A不会立即熄灭.关键是“小灯泡在熄灭之前是否闪亮一下”这一点如何确定.根据P=I2R可知,灯A能否闪亮,取决于S断开的瞬间,流过A的电流是否更大一些.在断开S的瞬间,灯A中原来的电流I A立即消失,但灯A和线圈L组成的闭合回路,由于线圈L的自感作用,其中的电流I L不会立即消失,它还要通过回路维持短暂的时间.如果I L>I A,则灯A熄灭之前要闪亮一下;如果I L≤I A,则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下.至于I L和I A的大小关系,由R A和R L的大小关系决定:若R A>R L,则I A

(完整版)高中物理《互感与自感》经典例题

《互感与自感》 【典例精讲】 1.在空间某处存在一变化的磁场,则下列说法中正确的是() A.在磁场中放一闭合线圈,线圈中一定会产生感应电流 B.在磁场中放一闭合线圈,线圈中不一定产生感应电流 C.磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定不会产生电场 D.磁场中不放闭合线圈,在变化的磁场周围一定会产生电场 解析:由感应电流产生的条件可知,只有穿过闭合线圈的磁通量发生改变,线圈内才能产生感应电流,如果闭合线圈平面与磁场方向平行,则线圈中无感应电流产生,故A错误,B 正确;由麦克斯韦电磁场理论可知,感生电场的产生与变化的磁场周围有无闭合线圈无关,故C错误,D正确。 答案:BD 2.某线圈通有如图1所示的电流,则线圈中自感电动势改变方向 的时刻有() A.第1 s末B.第2 s末 C.第3 s末D.第4 s末图1 解析:在自感现象中当原电流减小时,自感电动势与原电流的方向相同,当原电流增加时,自感电动势与原电流方向相反。在图像中0~1 s时间内原电流正方向减小,所以自感电动势的方向是正方向,在1~2 s时间内原电流为负方向且增加,所以自感电动势与其负方向相反,即沿正方向;同理分析2~3 s、3~4 s时间内可得正确答案为B、D。 答案:BD 3.在如图2所示的电路中,L为电阻很小的线圈,G1和G2为零刻度 在表盘中央的两相同的电流表。当开关S闭合时,电流表G1、G2的指针 都偏向右方,那么当断开开关S时,将出现的现象是() A.G1和G2指针都立即回到零点 B.G1指针立即回到零点,而G2指针缓慢地回到零点图2 C.G1指针缓慢地回到零点,而G2指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点 D.G2指针缓慢地回到零点,而G1指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点 解析:根据题意,电流方向自右向左时,电流表指针向右偏。那么,电流方向自左向右

高中物理 模块要点回眸 第1点“累积法”在测定分子直径中的应用素材 新人教版选修3-31

第1点 “累积法”在测定分子直径中的应用 在实际测量中经常遇到微小量的测量,由于待测量与实际应用工具精度相差较大,可以将微小量进行累积以达到可测量的目的——此即为累积法. 在“用油膜法估测分子的大小”中,由于分子很小,所以无论是油滴的体积,还是油膜的面积,都是分子微观量累积的结果. (1)测一滴油酸溶液中油酸的体积 为了便于控制滴入水面的油酸量,将油酸稀释以满足形成单分子油膜的实验条件. 用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ,从而可算出一滴该溶液中所含油酸酒精的体积V 1n ,再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度η进一步算出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V 1n η. (2)测定油膜的面积 ①撒:向长度为30~40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水,将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上; ②滴:用注射器(或滴管)在浅盘中央、水面上方约1 cm 高处滴入一滴油酸酒精溶液; ③描:待油酸在水面上散开形成的油膜稳定后,将事先准备好的平板玻璃盖在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描绘出油膜轮廓形状; ④查:将玻璃板覆盖在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位,计算轮廓内的正方形个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个,得到油膜面积S . ⑤算:根据油酸体积等于油酸面积与厚度的乘积可得:油酸分子的厚度(可视为直径)d =V 1ηnS . 对点例题 在“用油膜法估测分子的大小”实验中,将4 mL 的纯油酸溶液滴入20 L 无水酒精溶液中充分混合.注射器中1 mL 的上述混合溶液可分50滴均匀滴出,将其中的1滴滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图1所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm.试解答下列问题,结果均取1位有效数字.

高中物理(人教版)选修3-2课时训练5互感和自感 含解析

题组一自感现象 1.下列单位换算正确的是( ) A.1亨=1欧·秒 B.1亨=1伏·安/秒 C.1伏=1韦/秒 D.1伏=1亨·安/秒 解析:由E=L可知1伏=1亨·安/秒,选项D正确。 答案:D 2. 在制作精密电阻时,为消除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相互抵消 B.当电路中电流变化时,两股导线中产生的感应电流相互抵消 C.当电路中电流变化时,两股导线中产生的磁通量相互抵消 D.以上说法均不正确 解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感现象,选项C正确。 答案:C 题组二通电自感 3.(多选题)

如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略。R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大的线圈。开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( ) A.I1开始较大而后逐渐变小 B.I1开始很小而后逐渐变大 C.I2开始很小而后逐渐变大 D.I2开始较大而后逐渐变小 解析:闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大;闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故选项A、C正确。 答案:AC 4. 如图所示的电路,L为自感线圈,R是一个灯泡,E是电源。当S闭合瞬间,通过灯泡R的电流方向是。当S断开瞬间,通过灯泡的电流方向是。

2021版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.2自感学案鲁科版选修

第3讲自感 [目标定位] 1.了解自感现象及自感现象产生的原因.2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数,了解影响其大小的因素.3.了解自感现象的利弊及其利用和防止. 一、自感现象 1.实验与探究 (1)断电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度 相同 A2立刻熄灭 线圈中的电 流在原来电 流值基础上 逐渐减小 I L>I A1A1猛然亮一下再逐渐熄 灭 I L=I A1A1由原来亮度逐渐熄灭 I L<I A1A1先立即变暗一些再逐 渐熄灭 (2)通电自感 实验电路 实验要求电路稳定时A1、A2亮度相同 S闭合的瞬间 A1先亮由于A1支路为纯电阻电路, 不产生自感现象 A2逐渐变亮,最 后与A1一样亮 由于L的自感作用阻碍A2支 路电流增大,出现“延迟”

现象 2.定义:由导体自身的电流变化所产生的电磁感应现象叫自感现象. 二、自感电动势 1.定义:由导体自身的电流变化所产生的感应电动势叫自感电动势.2.作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着推迟电流变化的作用,当电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大;当电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小. 三、自感系数 1.物理意义:描述线圈本身特性的物理量,简称自感或电感. 2.影响因素:线圈的形状、横截面积、长短、匝数、有无铁芯.线圈越粗、越长,匝数越多,其自感系数就越大;有铁芯时线圈的自感系数比没铁芯时大得多. 3.单位:亨利,简称亨,符号是H.常用的较小单位有mH和μH. 1mH=10-3H,1μH=10-6H. 一、对通电自感现象的分析 1.通电瞬间通过线圈的电流增大,自感电动势的方向与原电流方向相反,阻碍电流的增加,但不能阻止增加. 2.通电瞬间自感线圈处相当于断路;电流稳定时,自感线圈相当于导体. 3.与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮,直到稳定. 例1如图1所示,灯A、B完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略,则( ) 图1 A.S闭合的瞬间,A、B同时发光,接着A变暗,B更亮,最后A熄灭

高中物理模块要点回眸第13点气体变质量问题的处理方法素材新人教版选修3-3

第13点 气体变质量问题的处理方法 分析变质量问题时,可以通过巧妙选择合适的研究对象,使这类问题转化为定质量的气体问题,用理想气体状态方程求解. 1.打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象,就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题. 2.抽气问题 从容器内抽气的过程中,容器内的气体质量不断减小,这属于变质量问题.分析时,将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象,质量不变,故抽气过程可看做是膨胀的过程. 3.灌气问题 将一个大容器中的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看做是一个整体来作为研究对象,可将变质量问题转化为定质量问题. 4.漏气问题 容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,属于变质量问题,不能用理想气体状态方程求解.如果选容器内剩余气体与漏出的气体为研究对象,便可使问题变成定质量的气体状态变化的问题,可用理想气体状态方程求解. 对点例题 贮气筒内压缩气体的温度为27 ℃,压强是20 atm ,从筒内放出一半质量的气体后,并使筒内剩余气体的温度降低为12 ℃,求剩余气体的压强为多大? 解题指导 以筒内剩余气体为研究对象,它原来占有整个筒容积的一半,后来充满整个筒,设筒的容积为V ,则 初态:p 1=20 atm ,V 1=12 V ,T 1=(273+27) K =300 K 末态:p 2=?,V 2=V ,T 2=(273+12) K =285 K 根据理想气体状态方程:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2

鲁科版 高中物理 选修3-2 第2章 楞次定律和自感现象 寒假复习题含答案

绝密★启用前 鲁科版高中物理选修3-2 第2章楞次定律和自感现象寒假复 习题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) 1.如图所示,一矩形线框以竖直向上的初速度进入只有一条水平边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,进入磁场后上升一段高度又落下离开磁场,运动中线框只受重力和安培力作用,线框在向上、向下经过图中1、2位置时的速率按时间顺序依次为v1、v2、v3和v4,则可以确定() A.v1<v2 B.v2<v3 C.v3<v4 D.v4<v1 2.1931年,英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.1982年,美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验.他设想,如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈,那么,从上向下看,超导线圈将出现() A.先有逆时针方向的感应电流,然后有顺时针方向的感应电流 B.先有顺时针方向的感应电流,然后有逆时针方向的感应电流 C.始终有顺时针方向持续流动的感应电流 D.始终有逆时针方向持续流动的感应电流 3.一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图甲所示,磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示.以I表示线圈中的感应电流,以图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正(即顺时针方向为正方向),则以下的I-t图中正确的是()

A. B. C. D. 4.如下图所示,纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线.虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场.AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是() A.向右匀速运动 B.向左匀速运动 C.向右加速运动 D.向右减速运动 5.如图所示,电源的电动势为E,内阻r不能忽略,A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈.关于这个电路的以下说法正确的是()

(新)高中物理模块要点回眸13“两个关系”理解重力与万有引力新人教版必修2

第13点 “两个关系”理解重 力与万有引力 地球对物体的引力是物体受到重力的根本原因,但重力又不完全等于引力,这是因为地球在不停地自转,地球上的一切物体都随着地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动,这就需要向心力,这个向心力来自地球对物体的引力F ,它是引力的一个分力,如图1所示,引力F 的另一个分力才是物体的重力mg . 图1 1.重力与纬度的关系 在赤道上时,引力F 、重力mg 、向心力F n 三力同向,满足F =F n +mg .在两极时,由于向心力F n =0,则mg =F .在其他位置,mg 、F 与F n 不在一条直线上,遵从平行四边形定则,同一物体在赤道处向心力最大,重力最小,并且重力随纬度的增加而增大.而且重力的方向竖直向下,并不指向地心,只有在赤道和两极,重力的方向才指向地心. 2.重力、重力加速度与高度的关系 若不考虑地球自转,地球表面处有mg =G Mm R 2,可以得出地球表面处的重力加速度g =GM R 2. 在距地面高度为h 处,重力加速度为g ′,

则:mg ′=G Mm (R +h ) 2 即距地面高度为h 处的重力加速度 g ′=GM (R +h )2=R 2 (R +h ) 2g . 对点例题 某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N ,在火箭发射阶段,发现当飞船随火箭以a =g 2的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g 为地球表面 处的重力加速度),其身体下方体重测试仪的示数为1 220 N.已知地球半径R =6 400 km.地球表面重力加速度g 取10 m/s 2 (求解过程中可能用到 19 18≈1.03,21 20 ≈1.02).问: (1)该位置处的重力加速度g ′是地面处重力加速度g 的多少倍? (2)该位置距地球表面的高度h 为多大? 解题指导 (1)飞船起飞前,对宇航员受力分析有G =mg ,得m =84 kg. 在h 高度处对宇航员受力分析, 应用牛顿第二定律有F -mg ′=ma , 得 g ′g =2021 . (2)根据万有引力公式,在地面处有G Mm R 2=mg ,在h 高度处有G Mm (R +h ) 2=mg ′. 解以上两式得h ≈0.02R =128 km. 答案 (1)20 21 (2)128 km 1.地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,若某高处的重力加速度为g 3,则该处距地面的 高度为( ) A.32R B.(3-1)R C.3R D.3R 答案 B 2.某行星的自转周期为T =6 h ,用弹簧测力计在该行星的“赤道”和“两极”处测同一物体的重力,弹簧测力计在“赤道”上的读数比在“两极”上的读数小10%(行星视为球体). (1)求该行星的平均密度;

高中物理选修3-2 第2章《楞次定律和自感现象》章末测试题

绝密★启用前 2019鲁科版高中物理选修3-2第2章《楞次定律和自感现象》章 末测试题 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间150分钟。 第Ⅰ卷 一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分) 1.如图所示,质量为m的金属环用线悬挂起来.金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中.从某时刻开始,磁感应强度均匀减小,则在磁感应强度均匀减小的过程中,关于线拉力的大小的下列说法正确的是() A.大于环的重力mg,并逐渐减小 B.始终等于环的重力mg C.小于环的重力mg,并保持恒定 D.大于环的重力mg,并保持恒定 【答案】A 【解析】在磁场均匀减小的过程中,金属环由于受安培力作用要阻碍磁通量的减小,所以有向下运动的趋势,即线拉力大于环的重力.由于感应电流不变,而磁场逐渐减小,所以拉力逐渐减小,答案为A. 2.图中两个电路是研究自感现象的电路,对实验结果的描述正确的是()

①接通开关时,灯P2立即就亮,P1稍晚一会儿亮; ②接通开关时,灯P1立即就亮,P2稍晚一会儿亮; ③断开开关时,灯P1立即熄灭,P2稍晚一会儿熄灭; ④断开开关时,灯P2立即熄灭,P1稍晚一会儿熄灭. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 【答案】A 【解析】甲图中,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P1稍晚一会儿亮;断开开关时,虽然线圈中产生自感电动势,但由于没有闭合回路,灯P1立即熄灭.乙图中,线圈和灯P2并联,接通开关时,由于线圈阻碍电流的增加,故灯P2可以立即就亮,但电流稳定后,灯P2会被短路而熄灭;断开开关时,线圈中产生自感电动势,通过灯P2构成闭合回路放电,故灯P2稍晚一会儿熄灭.故①③正确、②④错误,选A. 3.如图所示,用一根长为L、质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0?L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是()

高二物理人教版选修3-5全册各模块要点回眸:第14点书写核反应方程的四点注意

第14点书写核反应方程的四点注意 书写核反应方程时应注意以下四点: 1.必须遵守质量数和电荷数守恒. 2.核反应方程中的箭头“→”表示核反应进行的方向,不能把箭头写成等号. 3.写核反应方程必须要有实验依据,决不能毫无根据地编造. 4.书写核反应方程时,应先由已知原子核和已知粒子的质量数和电荷数,确定出未知粒子(或未知核)的质量数和电荷数,然后确定未知粒子(或未知核)是哪种粒子(或哪种元素). 对点例题(多选)下列核反应方程中,正确的是() A.105B+(α粒子)→147N+11H B.2713Al+10n→2712Mg+(质子) C.94Be+42He→126C+(中子) D.147N+42He→178O+(氘核) 解题指导由质量数守恒和电荷数守恒知:A选项中质量数10+4≠14+1,D选项中质量数14+4≠17+2,所以A、D错误,B、C正确. 答案BC 完成下列各核反应方程,并指出哪个核反应是首次发现质子和中子的. (1)105B+42He→137N+() (2)94Be+()→126C+10n (3)2713Al+()→2712Mg+11H (4)147N+42He→178O+() (5)23892U→23490Th+() (6)2311Na+()→2411Na+11H 答案见解析 解析(1)105B+42He→137N+10n (2)94Be+42He→126C+10n 此核反应使查德威克首次发现了中子. (3)2713Al+10n→2712Mg+11H

(4)147N+42He→178O+11H 此核反应使卢瑟福首次发现了质子. (5)238 92U→234 90Th+42He (6)2311Na+21H→2411Na+11H

高中物理楞次定律和自感现象感应电流的方向楞次定律素材鲁科选修

楞次定律 楞次定律: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。 楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。 楞次定律(Lenz's law)是一条电磁学的定律,可以用来判断由电磁感应而产生的电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。 物理简介 1834年,物理学家海因里希·楞次(H.F.E.Lenz,1804-1865)在概括了大量实验事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律(Lenz law )。简单的说就是“来拒去留”的规律,这就是楞次定律的主要内容。 物理表述 楞次定律可概括表述为: 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。 表述特点 楞(léng)次定律的表述可归结为:“感应电流的效果总是反抗引起它的原因。” 如果回路上的感应电流是由穿过该回路的磁通量的变化引起的,那么楞次定律可具体表述为:“感应电流在回路中产生的磁通总是反抗(或阻碍)原磁通量的变化。”我们称这个表述为通量表述,这里感应电流的“效果”是在回路中产生了磁通量;而产生感应电流的原因则是“原磁通量的变化”。可以用十二个字来形象记忆“增反减同,来阻去留,增缩减扩”。 如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生的,那么楞次定律可具体表述为:“运动导体上的感应电流受的磁场力(安培力)总是反抗(或阻碍)导体的运动。”我们不妨称这个表述为力表述,这里感应电流的“效果”是受到磁场力;而产生感应电流的“原因”是导体作切割磁感线的运动。 从楞次定律的上述表述可见,楞次定律并没有直接指出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,给出了确定感应电流的程序。要真正掌握它,必须要求对表述的涵义有正确的理解,并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。 以“通量表述”为例,要点是感应电流的磁通量反抗引起感应电流的原磁通量的变化,而不是反抗原磁通量。如果原磁通量是增加的,那么感应电流的磁通要反抗原磁通量的增加,就一定与原磁通量的方向相反;如果原磁通减少,那么感应电流的磁通要反抗原磁通的减少,就一定与原磁通量的方向相同。在正确领会定律的上述涵义以后,就可按以下程序应用楞次定律判断感应电流的方向: a.穿过回路的原磁通的方向,以及它是增加还是减少; b.根据楞次定律表述的上述涵义确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向; c.根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律(右手螺旋法则),由感应电流的磁通的方向确定感应电流的方向。

2017人教版高中物理选修第四章 第6节《互感和自感》达标训练

【创新方案】2015-2016学年高中物理第四章第6节互感与自感 课时达标训练新人教版选修3-2 一、单项选择题 1、下列说法正确的就是( ) A、当线圈中电流不变时,线圈中有自感电动势 B、当线圈中电流反向时,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C、当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D、当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 2、如图所示,A与B就是两个相同的小灯泡,L就是一个自感系数相当大的线圈,其电阻值与R相同。由于存在自感现象,在开关S闭合与断开时,灯A与B先后亮暗的顺序就是( ) A、闭合时,A先达最亮;断开时,A后暗 B、闭合时,B先达最亮;断开时,B后暗 C、闭合时,A先达最亮;断开时,A先暗 D、闭合时,B先达最亮;断开时,B先暗 3、如图所示,两个电阻均为R,电感线圈L的电阻及电池内阻均可忽略不计,S原来断开, 电路中电流I0=E 2R ,现将S闭合,于就是电路中产生了自感电动势,此自感电动势的作用就是 ( )

A、使电路的电流减小,最后由I0减小到零 B、有阻碍电流增大的作用,最后电流小于I0 C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变 D、有阻碍电流增大的作用,但电流还就是增大,最后变为2I0 二、多项选择题 4、如图所示,闭合电路中的螺线管可自由伸缩,螺线管有一定的长度,灯泡具有一定的亮度。若将一软铁棒从螺线管左边迅速插入螺线管内,则将瞧到( ) A、灯泡变暗 B、灯泡变亮 C、螺线管缩短 D、螺线管变长 5、如图所示的电路中,三个相同的灯泡A、B、C与电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计。开关S从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( )

高中物理-静电现象及其微观解释教案

高中物理-静电现象及其微观解释教案 【教学目的】 (1)掌握两种电荷,了解摩擦起电和感应起电,定性了解自然界仅有的两种电荷间的作用特点 (2)了解静电现象及其在生产和生活中的运用 (3)了解电荷守恒规律。能用原子结构和电荷守恒规律解释静电现象 【教学重点】 感应起电的方法和原理/电荷守恒定律 【教学难点】 感应起电的原理——运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因【教学媒体】 1. 实验器材:有机玻璃棒、丝绸、碎纸片、毛皮、橡胶棒、验电器、AB筒,摩擦起电机 2. 课件:视频——静电使长发飘起来;文档——人身静电高达七八千伏【来源:《新民晚报》】 【教学安排】 【新课导入】 演示摩擦起电机的人造闪电(激发学生的兴趣),让学生分析原因。这是一种静电现象,我们不少同学觉得电既神秘又危险,对电存在很多错误的认识,甚至觉得带电就不能碰。其实不然,播放视频——静电使长发飘起来。反之在某节目中主持人说电流电死人大约要1A左右,其实只要几个mA就能电死人了。所以作为现代生活在电器时代的我们更要好好学习电学。因为这不仅是常识,还是生存的能力。 人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,但是人类对电磁现象的系统研究却是在欧洲文艺复兴之后才逐渐开展起来的,到十九世纪才建立了完整的电磁理论。 电磁学及其应用对人类的影响十分巨大,在电磁学研究基础上发展起来的电能生产和利用,是历史上的一次技术革命,是人类改造世界能力的飞跃,打开了电气

化时代的大门。 工农业生产、交通、通讯、国防、科学研究和日常生活都离不开电。在当前出现的新技术中,起带头作用的是在电磁学研究基础上发展起来的微电子技术和电子计算机。它们被广泛应用于各种新技术领域,给人们的生产和生活带来了深刻的变化。为了正确地利用电,就必须懂得电的知识。在初中我们学过一些电的知识,现在再进一步较深入地学习。 【新课内容】 (二) 研究两种电荷及摩擦起电的成因(主要是回顾初中的知识) 1. 实验一:用橡胶棒与毛皮摩擦后,放于碎纸片附近观察橡胶棒吸引碎纸片情况。 提问一:为什么橡胶棒会吸引碎纸片? 答:橡胶棒与丝绸摩擦后就带电了,带电物体会吸引轻小物体。 若将橡胶棒摩擦过的毛皮靠近碎纸片,会出现什么现象? 答:毛皮带上正电,也会吸引轻小物体。 教师用实验验证学生的判断。 提问二:注意观察带电橡胶棒吸引碎纸片情况,会发现被橡胶棒吸起的纸片中,较大的纸片先落下来,这是为什么? 答:带电体在空气中不断放电,使它带电量不断减少,因而吸引轻小物体的力也相应减小,所以较大纸片先落下来。 师:在初中的学习中,我们已经知道,自然界存在两种电荷,叫做正电荷与负电荷。用毛皮摩擦橡胶棒,用丝绸摩擦有机玻璃棒后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,有机玻璃棒带正电,丝绸带负电。物体带电后,能吸引轻小物体,而且带电越多,吸引力就越大,这种摩擦起电是怎么形成的呢? 答:物体是由带正电的原子核和核外电子构成的。摩擦使物体中的正负电荷分开。(不带电物体,正负电荷等量)失去一些电子的物体带正电。得到一些电子的物体带负电。 师:对,我们可以看到这又是一个守恒的过程。即:电荷守恒:电荷不能创造,不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分。反之,如果正电荷和负电荷相接触呢?

高中物理 第1、2章 电磁感应 楞次定律和自感现象 23单元测试 鲁科版选修32

高中物理第1、2章电磁感应楞次定律和自感现象 23单 元测试鲁科版选修32 一、选择题(每小题5分,共20分) 1、下列关于感应电动势的说法中,正确的是() A.不管电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势 B.感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C.感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D.感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量多少无关,但跟单位时间内穿过回路的磁通量变化有关 2、如图所示装置,在下列各种情况中,能使悬挂在螺线管附近 的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是() A.电键S接通的瞬间 B.电键S接通后,电路中电流稳定时 C.电键S接通后,滑线变阻器触头滑动的瞬间 D.电键S断开的瞬间 3、闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当 它经过如图所示的三个位置时,感应电流的方向是() A.经过Ⅰ时,a→d→c→b→a B.经过Ⅱ时,a→b→c→d→a C.经过Ⅱ时,无感应电流 D.经过Ⅲ时,a→b→c→d→a 4、在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落,直至穿过线圈的过程中,下列说法中正确 的是() A.磁铁在下落过程中机械能守恒 B.磁铁的机械能增加 C.磁铁的机械能有时增加有时减少 D.线圈增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的 二、填空题(每小题4分,共12分) 5、如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了 一下,那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线 圈时,电流计指针_______________(填“向右偏 一下”、“向左偏一下”或“不偏”);原线圈插入 副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时, 电流计指针________________(填“向右偏一下”、 “向左偏一下”或“不偏”)。 6、如图所示,在磁感应强度B为0.4T 的匀强磁场中,让长为0.2m 的导体棒ab在金属框上以6m/s的速度向右移动,此时感应电 动势大小为_________V。如果R1=6Ω,R2=3Ω,其余部分电阻 不计,则通过ab的电流大小为_________A。

2017_2018高中物理模块要点回眸第13点把握“等效”紧扣“三同”求交流电的有效值素材粤教版

第13点 把握“等效”紧扣“三同”求交流电的有效值 有效值是交流电中最重要的物理量,必须会求解,特别是正弦交流电的有效值,应记住公式. 1.求交变电流有效值的方法 (1)利用I = I m 2 、U = U m 2 、E = E m 2 计算,只适用于正(余)弦式交流电. (2)非正弦式交流电有效值的求解应根据电流的热效应进行计算,其中,交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的,即让交变电流和直流电流通过相同的电阻,在相同的时间里若产生的热量相同,则交变电流(电压)的有效值就等于这个直流电流(电压)的值,即求解交变电流有效值问题必须在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解. 2.应用有效值要注意以下几点 (1)各种使用交流电的用电器上所标的额定电压、额定电流均指有效值. (2)交流电压表和交流电流表所测的数值为交流电压和电流的有效值. (3)在进行电功、电热、电功率的计算时,所代入的交流电压和电流的数值为有效值. (4)凡没有特别说明的,指的都是有效值.通常所说的照明电路电压是220V 就是指的电压的有效值. 对点例题 如图1所示是一交变电压随时间变化的图象,求此交变电压的有效值. 图1 答案 510 2 V 解题指导 设非正弦交变电压的有效值为U ′,直流电的电压为U ,让非正弦交变电压和直流电压分别加在同一电阻(设阻值为R )的两端,在一个周期(T =0.4s)内,非正弦交变电压产生的热量: Q ′=U 21R t 1+U 22R t 2+U 23R t 3+U 24 R t 4

=102R ×0.1+52R ×0.1+52R ×0.1+102 R ×0.1=25R 在这一个周期内,直流电压产生的热量 Q =U 2R T =0.4U 2R 由Q =Q ′,得0.4U 2 R =25R , 所以U =5102V ,U ′=U =5102 V. 1.如图2表示一交变电流随时间变化的图象.其中,从t =0开始的每个T 2时间内的图象均为 半个周期的正弦曲线.求此交变电流的有效值是多少? 图2 答案 5A 解析 此题所给交变电流虽然正负半周的最大值不同,但在任意一个周期内,前半周期和后半周期的有效值是可以求的,分别为I 1= 22A ,I 2= 42A 设所求交变电流的有效值为I ,根据有效值的定义,选择一个周期的时间,利用在相同时间 内通过相同的电阻所产生的热量相等,由焦耳定律得I 2 RT =I 21 R T 2+I 22R T 2 ,即I 2 =? ?? ??222×12 + ? ?? ??422×1 2,解得I =5A. 2.如图3甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了调节亮度.给该台灯接220V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为 ( ) 图3 A .220V B .110V C .1102V D .552V 答案 B

高中物理教案 互感和自感

中小学课堂教学教案年月日

教学活动 学生活动(一)引入新课 提问:在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么? 引起回路磁通量变化的原因有哪些? (1)在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化 时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢? (2)当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢? 本节课我们学习这方面的知识。 (二)进行新课 1、互感现象 在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在 另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?请同学们用学过的知识加以分析说明。 当一个线圈中的电流变化时,它产生的磁场就发生变化,变化的磁场在周围空间 产生感生电场,在感生电场的作用下,另一个线圈中的自由电荷定向运动,于是产生 感应电动势。 当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。互 感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。 利用互感现象,可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此,互感现象在电 工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。 变压器,收音机里的磁性天线。 2、自感现象 教师:我们现在来思考第二个问题:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生 感应电动势呢?下面我们首先来观察演示实验。 [实验1]演示通电自感现象。 画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样 的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相 同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重 新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次) 现象:跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光,跟线 圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。 提问:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。 电路接通时,电流由零开始增加,穿过线圈L的磁通量逐渐增加,L中产生的 感应电动势的方向与原来的电流方向相反,阻碍L中电流增加,即推迟了电流达到正 常值的时间。

高中物理模块要点回眸第5点抓因寻果析“三定则一定律”素材3-2

第5点抓因寻果析“三定则一定律” 区别“三定则一定律”的关键是抓住其中的“因果”关系,才能选择正确的规律处理问题.1.右手定则与左手定则的区别 “因电而动”——用左手,“力”字的最后一笔向左钩,可以联想到用左手定则来判断安培力. “因动而电”——用右手,“电”字的最后一笔向右钩,可以联想到用右手定则来判断感应电流方向. 2.右手螺旋定则(安培定则)与楞次定律的区别 “因电生磁”——用右手螺旋定则. “因磁生电”——用楞次定律(或右手定则). 3.楞次定律中的因果关联 楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果联系:一是感应磁场与原磁场磁通量变化之间的阻碍与被阻碍的关系,二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决相关物理问题的关键. 4.安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律综合应用的比较 对点例题纸面内有U形金属导轨,AB部分是直导线(图1).虚线范围内有垂直于纸面向里的匀强磁场.AB右侧有圆线圈C.为了使C中产生顺时针方向的感应电流,贴着导轨的金属棒MN在磁场里的运动情况是( ) 图1 A.向右匀速运动B.向左匀速运动

C.向右加速运动D.向右减速运动 解题指导C中若产生顺时针方向的感应电流,由右手螺旋定则得,其中心轴线产生的磁场B1方向垂直纸面向里;若MN向右运动,由右手定则得产生感应电流方向为N→M→A→B→N,对AB导线由右手螺旋定则得在AB右侧产生磁场B2方向垂直纸面向外.由于B1、B2方向相反,根据楞次定律知B1应阻碍B2的增强,所以MN应向右加速运动.同理可得MN也可向左减速运动.只有C正确. 答案 C 两根相互平行的金属导轨水平放置于图2所示的匀强磁场中,在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是 ( ) 图2 A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→C B.导体棒CD内有电流通过,方向是C→D C.磁场对导体棒CD的作用力向左 D.磁场对导体棒AB的作用力向左 答案BD

高中物理鲁科版选修3-2 第2章楞次定律和自感现象 章末检测 含试卷分析详解

(时间:90分钟,满分:100分) 一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只 有一个选项正确) 1.关于楞次定律,可以理解为() A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场 B.感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动 C.若原磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场同向;若原磁通量减少,感应电流的磁场 跟原磁场反向 D.感应电流的磁场总是与原磁场反向 解析:选B.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化,但阻碍不等于反向,楞次定律的 另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动”. 2.如图所示为日光灯电路,关于该电路,以下说法中正确的是() A.启动过程中,启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高电压 B.日光灯正常发光后,镇流器和启动器一样都不起作用了,且灯管两端电 压低于电源电压 C.日光灯正常发光后启动器是导通的 D.图中的电源可以是交流电源,也可以是直流电源 解析:选A.日光灯是高压启动,低压工作,启动时,启动器断开,镇流器产生瞬时高压,正常发光后,镇流器起降压限流的作用,而此时启动器是断开的;镇流器只对交流电起作用,由此可见,A正确. 3.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时, 铜环的运动情况是() A.向右摆动 B.向左摆动 C.静止 D.不能判定 解析:选A.法一:躲闪法.磁铁向右运动,使铜环的磁通量增加而产生感应电流,由楞次定律可知,为阻碍原磁通量的增大,铜环必向磁感线较疏的右方运动,即往躲开磁通量增加的方向运动. 法二:等效法.磁铁向右运动,将铜环产生的感应电流等效为如图所示的 条形磁铁,则两磁铁有排斥作用. 4.用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的 正极流入时,指针向右偏转.下列说法正确的是() A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转 B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向右偏转 C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转 D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流 表指针向左偏转 解析:选C.由题图可知,原磁场方向向下,磁铁插入时,原磁通量增大,感应电流磁场向上,感应电流由正接线柱流入电流表,指针向右偏,A错误.磁铁拔出时,原磁通量减小,感应电流磁场向下,感应电流由负接线柱流入电流表,指针向左偏,B错误.C、D两项中穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,电流表指针不偏转,C正确,D错误.

高中物理“自感”的教学设计

高中物理“自感”的教学设计 【教学目标】 1、知道什么是自感现象和产生自感现象的原因。 2、能利用电磁感应规律分析出自感电动势的方向,说出自感电动势的定义,理解自感电动势的大小与哪些因素有关。 3、说出自感系数的含义,写出它的单位,说出决定自感系数的因素。 4、知道自感现象的利、弊极其利用和防止。 【教具】自感现象演示仪、线圈、电源、导线等。 【教学过程】 一、准备练习 1、产生感应电流的条件是什么?感应电动势的大小跟什么有关? 2、如图1所示,L中有无感应电流?为什么?图1 图2 3、如图2所示,K断开或闭合时,L1中有无感应电流?L2中呢? (L2中有无感应电流?这类问题就是本课研究的电磁感应中的特殊情况--"自感现象",板书本节标题。) 二、学习新课 出示尝试题后,先让学生自学课本;然后边做尝试题边做实验,引导学生分析、观察、讨论、总结。把"做尝试题、学生讨论、教师讲解"融合在一起。 (尝试练习一)(学习新课) 1、图3所示的电路,合上K后,通过调节,使两个规格相同的灯泡都图3 正常发光,然后断开K,再接通电路时, (1)A1、A2将会出现什么现象?试说明原因。 (说明:首先请同学们分析、回答,然后做演示实验验证结论是否正确;并得出正确结论:A2立即正常发光,A1却逐渐亮起来。说明原因。) (2)接通电路和瞬间线圈L上的自感电动势的方向如何?(说明:要求学生用法拉弟电磁感应定律和楞次定律做出分析、判断。)图4 2、如图4所示、已知线圈L的直流电阻RL远小于灯A的电阻RA,且线圈的自感很强,接通K灯A正常发光后,请分析: (1)K断开后,灯A出现什么现象?为什么? (说明:首先请同学们分析、回答,然后做演示实验验证结论是否正确;并得出正确结论:K断开后,A并不立即熄灭,而是突然亮一下才熄灭。并说明原因。)(2)K断开的瞬间线圈L上的自感电动势的方向如何?由此判断K断开后流过灯A的电流的方向怎样? 3、由上面的两个实例,请同学们总结: (1)当导体中的电流发生变化时,导体本身能否产生感应电动势?说明:学生回答后得到正确结论,然后给出自感现象和自感电动势的概念。 (2)自感电动势的效果怎样? (要求回答:它总是阻碍导体中原来电流的变化。可据此判断自感电动势[或电流]的方向;需要引导学生认清的是:产生自感电动势的"线圈部分"相当于电源,其电流方向由负极流向正极。) (3)自感电动势的大小跟什么有关呢? (要求回答:跟线圈中I变化的快慢有关,还与线圈本身的因素有关。由此引出

高二物理人教版选修3-5全册各模块要点回眸第4点 爆炸现象的三个特征

第4点 爆炸现象的三个特征 解决爆炸类问题时,要抓住以下三个特征: 1.动量守恒:由于爆炸是在极短的时间内完成的,爆炸物体间的相互作用力远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,系统的动量守恒. 2.动能增加:在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能,因此爆炸后系统的总动能增加. 3.位置不变:爆炸的时间极短,因而作用过程中,物体产生的位移很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后,物体仍然从爆炸的位置以新的速度开始运动. 对点例题 从地面竖直向上发射一炮弹,炮弹的初速度v 0=100 m/s ,经t =6 s 后,此炮弹炸成质量相等的两块.从爆炸时算起,经t 1=10 s 后,第一块碎片先落到发射点,求从爆炸时起,另一碎片经多长时间也落回地面?(g =10 m/s 2,空气阻力不计,结果保留三位有效数字) 解题指导 设炮弹爆炸时的速度为v 0′,离地面高度为H ,则有:v 0′=v 0-gt ,H =v 0t -12 gt 2 代入数据解得v 0′=40 m/s ,H =420 m 设刚爆炸后瞬间,先落到地面上的碎片的速度为v 1,因落在发射点,所以v 1为竖直方向.若v 1>0,表示竖直向上运动;若v 1<0,表示竖直向下运动;若v 1=0,则表示自由落体运动.若v 1=0,则落地时间t ′= 2H g =84 s <t 1=10.0 s ,由此可知,v 1方向应是竖直向上.选炮弹爆炸时H 高度为坐标原点,则:-H =v 1t 1-12gt 21 ,解得:v 1=8 m/s 设刚爆炸后瞬间,后落地的碎片的速度为v 2,则由动量守恒定律得2m v 0′=m v 1+m v 2 将v 0′、v 1代入解得:v 2=72 m/s 若从爆炸时起,这块碎片经时间t 2落地,则 -H =v 2t 2-12gt 22 ,得:5t 22-72t 2-420=0 t 2≈18.9 s. 答案 18.9 s 方法总结 1.炮弹在空中爆炸时,所受合外力(重力)虽不为零,但重力比起炮弹碎块间相互作用的内力小得多,故可认为爆炸过程炮弹系统(各碎块)的动量守恒.2.爆炸时位置不变,各碎块自爆炸位置以炸裂后的速度开始运动.

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