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1、考前第5天　電路與電磁感應　近代物理初步 [回顧知識] 1．電流強度 I＝(定義式) I＝(決定式) I＝neSv(微觀表達式) 2．閉合電路歐姆定律 (1)閉合電路歐姆定律 ①內容：I＝E/(R＋r)，或E＝U＋U′，E＝U＋Ir. ②說明：外電路斷路時，R→∞，有I＝0，U＝E. 外電路短路時，R＝0，有I＝E/r，U＝0. 3．電源的幾個功率 (1)電源的總功率：P總＝EI＝I2(R＋r) (2)電源內部消耗的功率：P內＝I2r (3)電源的輸出功率：P出＝UI＝P總－P內 4．法拉第電磁感應定律 (1)定律內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁

2、通量的變化率成正比． E＝ (2)定律的幾種表示式E＝，E＝BLvsinθ，E＝S＝B，E＝BL2ω. 5．正弦式交變電流瞬時值表達式：e＝Emsinωt，U＝Umsinωt，i＝Imsinωt. 正弦式交變電流有效值與最大值的關系：E＝，U＝，I＝. 6．理想變壓器及其關系式 (1)電壓關系為＝(多輸出線圈時為＝＝…)． (2)功率關系為P入＝P出(多輸出線圈時為P入＝P出1＋P出2＋…)． (3)電流關系為＝(多輸出線圈時為n1I1＝n2I2＋n3I3＋…)． (4)頻率關系為：f入＝f出． 7．光電效應 (1)四條實驗規(guī)律 ①任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的

3、頻率必須大于或等于這個頻率，才能產生光電效應． ②光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率增大而增大． ③入射光照射到金屬板上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不會超過10－9 s. ④當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比． (2)光子說：愛因斯坦認為光是不連續(xù)的，一份一份的，每一份就是一個光子，對應光子的能量ε＝hν. (3)光電效應方程：Ek＝hν－W0. 8．玻爾理論的三個要點 (1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的． (2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時吸收或輻射光子的能量為hν＝|E初

4、－E末|. (3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同半徑的軌道繞核運動相對應，半徑是不連續(xù)的． 9．原子核的衰變 (1)三種射線 種類 α射線 β射線 γ射線 實質 高速氦核流 高速電子流 光子 帶電量 2e －e 0 速度 0.1c 0.99c c 貫穿本領 最弱，用一張薄紙能擋住 較強，穿透幾毫米厚的鋁板 最強，穿透幾厘米厚的鉛板 對空氣的電 離作用 最強 較弱 最弱 (2)衰變方程 ①α衰變X→Y＋He(2個質子和2個中子結合成一整體射出) ②β衰變：X→Y＋e(中子轉化為質子和電子) (3)半衰期 ①決定因素：由核本身

5、的因素決定，與原子核所處的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)無關． 10．四大核反應方程 [回顧方法] 1．直流電路動態(tài)分析的方法 (1)程序法 基本思路是“部分→整體→部分”，即從阻值變化的部分入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判斷R總的變化情況，再由歐姆定律判斷I總和U端的變化情況，最后再由部分電路歐姆定律判定各部分電流或電壓的變化情況．即 R局→R總→I總→U端→ (2)直觀法 即直接應用“部分電路中的R、I、U的關系”中的兩個結論． ①任一電阻R阻值增大，必引起該電阻中電流I的減小和該電阻兩端電壓U的增大．即R↑→. ②任一電阻R阻值增大，必將引起與之并聯(lián)的支路中電流I并的增大和與之串聯(lián)

6、的各電阻兩端電壓U串的減?。碦↑→. (3)極端法 因變阻器滑動引起電路變化的問題，可將變阻器的滑動端分別滑至兩個端點去討論． 2．應用楞次定律判斷感應電流方向的方法 (1)確定穿過回路的原磁場的方向； (2)確定原磁場的磁通量是“增加”、還是“減小”； (3)確定感應電流磁場的方向(與原磁場“增則反、減則同”)； (4)根據感應電流的磁場方向，由安培定則判斷感應電流的方向． 3．核能的計算方法 (1)根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)． (2)根據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)能量，用核

7、反應的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)． (3)如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn)，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能． 4．衰變次數的確定方法 方法一：確定衰變次數的方法是依據兩個守恒規(guī)律，設放射性元素X經過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則表示該核反應的方程為X→Y＋nHe＋me.根據質量數守恒和電荷數守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m 由以上兩式聯(lián)立解得n＝，m＝＋Z′－Z 由此可見確定衰變次數可歸結為求解一個二元一次方程組． 方法二：因為β衰變對質量數無影響，可先由質量數的改變確定α

8、衰變的次數，然后根據衰變規(guī)律確定β衰變的次數． [回顧易錯點] 1．區(qū)分電阻R和電流I的定義式和決定式． 2．區(qū)分純電阻電路與非純電阻電路． 3．區(qū)分電容與電感． 4．區(qū)分路端電壓與電動勢． 5．區(qū)分變壓器原副線圈是“一帶一”還是“一帶多”． 6．區(qū)分變壓器兩端電壓U出與電線上分壓U損． 7．區(qū)分“磁場的有效面積”與“線圈的面積”． 8．區(qū)分“光子”與“光電子”． 9．區(qū)分“裂變”與“聚變”． 10．在氫原子躍遷中，區(qū)分是“一群”還是“一個”氫原子，區(qū)分“躍遷”和“電離”，區(qū)分“光子”和“實物粒子”． [保溫精練] 1．(多選)如圖所示，電源電動勢為E，內阻為r，電壓

9、表和電流表均為理想電表，L為白熾燈，其阻值不隨溫度變化，R1、R2為定值電阻，R為滑動變阻器．當滑動變阻器的滑片從a端向b端滑動時，下列說法正確的是(　　) A．電壓表V1、V2、V和電流表A的示數均增大 B．電壓表V2和電流表A的示數之比增大 C．白熾燈L變暗 D．電壓表V1示數的變化量和電流表A示數的變化量的比值減小 [解析]　當滑動變阻器的滑片從a端向b端滑動時，其接入電路中的電阻增大，因此總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，流過R2的電流增大，所以電流表A示數減小，白熾燈L變暗，A錯誤，C正確；電壓表V2和電流表A的示數的比值為滑動變阻器R接入電路的阻值，增大，B正確；

10、因為RL＝＝，所以電壓表V1示數的變化量和電流表A示數的變化量的比值不變，D錯誤． [答案]　BC 2．(2018·長春市高三質監(jiān))(多選)如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個磁感應強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場，PQ為兩個磁場的理想邊界，磁場范圍足夠大．一個邊長為a、質量為m、電阻為R的單匝正方形金屬線框，以速度v沿垂直磁場方向從如圖所示的實線位置Ⅰ開始向右運動，當線框運動到各有一半面積在兩個磁場中的位置Ⅱ時，線框的速度為.則下列說法正確的是(　　) A．在位置Ⅱ時線框中的電功率為 B．此過程中回路產生的電能為mv2 C．在位置Ⅱ時線框的加速度大小為 D．此過程中通過

11、導線橫截面的電荷量為 [解析]　線框經過位置Ⅱ時，線框左右兩邊均切割磁感線，所以此時的感應電動勢E＝Ba×2＝Bav，故線框中的電功率P＝＝，選項A正確；線框從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，動能減少量ΔEk＝mv2－m2＝mv2，根據能量守恒定律可知，此過程中回路產生的電能為mv2，選項B正確；線框在位置Ⅱ時，左右兩邊所受安培力大小均為F＝Ba＝，根據左手定則可知，線框左右兩邊所受安培力的方向均向左，故此時線框的加速度大小為a＝＝，選項C錯誤；由q＝Δt、＝、＝三式聯(lián)立，解得q＝，線框在位置Ⅰ時其磁通量為Ba2，而線框在位置Ⅱ時其磁通量為零，故q＝，選項D正確． [答案]　ABD 3．(多選)

12、下列說法中正確的是(　　) A．盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子核有復雜的結構 B.Tn衰變成Pb要經過6次α衰變和4次β衰變 C．β衰變中產生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 D．經過兩個半衰期，放射性物質剩余質量為原來的 E．對于某種金屬，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大 [解析]　盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構，但并不能說明原子核有復雜的結構，A錯；據α衰變、β衰變的實質可知Th→Pb＋nHe＋me，得n＝6，m＝4，故B正確；β衰變中的β射線是由原子核中的中子轉變形成的，C錯；每經過一個半衰期，放射性物質剩余

13、質量為原來的一半，所以D正確；據光電效應方程Ekm＝hν－W0得入射光頻率ν越高，所產生的光電子的最大初動能Ekm就越大，E正確． [答案]　BDE 4.(多選)如圖為氫原子的能級示意圖，則下列對氫原子躍遷的理解正確的是(　　) A．由高能級向低能級躍遷時輻射出來的光電子一定不能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應 B．大量處于n＝4能級的氫原子向n＝1能級躍遷時，向外輻射6種不同頻率的光子 C．大量處于n＝3能級的氫原子向n＝1能級躍遷時，用發(fā) 出的光照射逸出功為3.34 eV的金屬，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能為8.75 eV D．如果用光子能量為10.3 e

14、V的光照射處于n＝1能級的氫原子，則該能級的氫原子能夠躍遷到較高能級 [解析]　氫原子從高能級向低能級躍遷時放出的光子的能量等于前后兩個能級之差，當氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時放出的光子的能量最小值為－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，大于3.34 eV，所以一定能使逸出功為3.34 eV的金屬發(fā)生光電效應，A錯誤；大量處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射光子的種類為C＝＝6，B正確；大量處于n＝3能級的氫原子向n＝1能級躍遷時，輻射出的光子能量最大為－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，用此光子照射逸出功為3.34 eV的金屬，由愛因斯坦光電效應方程可得該金屬的最大初動能為12.09 eV－3.34 eV＝8.75 eV，C正確；當氫原子由低能級向高能級躍遷時，氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級之間的能量差，而由氫原子的能級圖可知任何兩能級間的能量差都不等于10.3 eV，因此不能使n＝1能級的氫原子躍遷到較高的能級，D錯誤． [答案]　BC 7