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一、考前必纠的十大易错易混点

更新时间:2024-01-08 文章作者: 信息来源: 阅读次数:
一、考前必纠的十大易错易混点Ha2物理好资源网(原物理ok网)
著名教育家乌申斯基说:“比较是一切理解和思维的基础.”有比较才有深刻的认识,通过比较,可产生强烈的刺激,促进同学们积极思考.采用比较的方法应对易错问题,有较好的纠错效果,且有利于快速提分,其原因是高考考题一般以中等难度的题为主,题目中会出现较多的“熟面孔”,但出于“惯性思维”,一些同学越熟越易错.所以在平常的复习中采用比较的方法辨“同中之异”,识“异中之同”,不仅可以提高理解能力,还可以加强思辨能力.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点1 刹车减速与往返减速Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例1】 一辆汽车以40 m/s的速度沿平直公路匀速行驶,突然前方有一只小狗穿过马路,司机立即刹车,汽车以大小为8 m/s2的加速度做匀减速直线运动,那么刹车后第2 s内与刹车后6 s内汽车通过的位移大小之比为(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
A.7∶25    B.16∶25Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.7∶24    D.2∶3Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 规定初速度方向为正方向,已知初速度v0=40 m/s,加速度a=-8 m/s2.则汽车从刹车到停止所需的时间t0=0-v0a=5 s.t1=2 s<t0,根据v=v0+at得刹车后1 s末汽车的速度为v1=32 m/s,刹车后第2 s内汽车的位移x1=v1t′+12at′2=28 m.t2=6 s>t0,说明6 s内汽车的位移x2等于汽车从开始刹车到停止的位移,x2=0-v202a=100 m,所以x1∶x2=7∶25,故A正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] AHa2物理好资源网(原物理ok网)
【典例2】 (多选)在塔顶将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为h=6 m,不计空气阻力,设塔足够高,则物体的位移大小为x=3 m时,物体通过的路程可能为(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
A.3 m    B.6 mHa2物理好资源网(原物理ok网)
C.9 m    D.15 mHa2物理好资源网(原物理ok网)
[解析]  物体在塔顶的A点抛出,满足位移大小为3 m的位移终点有两处,如图所示,一处在A点之上,另一处在A点之下.位移终点在A点之上、位移大小为3 m的运动对应着上升和下降两种过程,上升过程,物体通过的路程s1=x=3 m,下降过程,物体通过的路程s2=2h-x=9 m.位移终点在A点之下、位移大小为3 m时,物体通过的路程s3=2h+x=15 m.故A、C、D项正确,B项错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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 [答案] ACDHa2物理好资源网(原物理ok网)
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匀减速直线运动中的两类易混问题Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(1)典型的刹车问题:汽车做匀减速直线运动直至速度为0,此后汽车静止不动,运动的时间为t=|v0a|.要注意题目中是紧急刹车还是有反应时间的刹车.有反应时间的刹车是多过程问题,解答时可以利用速度-时间图象分析.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)往返运动问题,如物体冲上光滑斜面、物体竖直上抛等,物体做匀减速直线运动,速度为0后,因为物体处于非平衡状态,所以以原来的加速度反向运动(要与刹车问题区别),因此对应某一位移,速度、时间等可能有两解,对应某一到出发点的距离,时间可能有三解.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点2 “活结”与“死结”、“定杆”与“动杆”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例3】 如图(a)所示,轻绳AD跨过固定在水平轻杆BC右端的定滑轮(重力不计)挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;如图(b)所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过轻绳EG拉住,EG与水平方向也成30°角,一轻绳GI悬挂在轻杆的G端并拉住一个质量为M2的物体,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.图(a)中BC杆对滑轮的作用力大小为M1g2Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.图(b)中HG杆受到的作用力大小为M2gHa2物理好资源网(原物理ok网)
C.轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG段的张力TEG的大小之比为M1∶M2Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.轻绳AC段的张力TAC与轻绳EG段的张力TEG的大小之比为M1∶2M2Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 图(a)中AC、CD两段绳的张力大小都是M1g,且两绳互成120°角,以C点为研究对象,根据共点力的平衡条件可知,BC杆对滑轮的作用力大小也是M1g(与竖直方向成60°角斜向右上方),A项错误;由题意知,图(b)中HG轻杆对G点的作用力方向一定沿杆HG的方向,以G点为研究对象,根据共点力的平衡条件可知,HG杆对G点的作用力大小F=TEGcos 30°,TEGsin 30°=M2g,故F=3M2g,再结合牛顿第三定律可知,B项错误;图(a)中轻绳AC段的张力TAC=M1g,图(b)中轻绳EG段的张力TEG=M2gsin 30°=2M2g,故TAC∶TEG=M1∶2M2,C项错误,D项正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] DHa2物理好资源网(原物理ok网)
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(1)像滑轮这样的“活结”,结点两侧绳的拉力相等.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)像图(b)中的“死结”,结点两侧绳的拉力一般不同,各自的大小可以采用正交分解法或矢量三角形法求出.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(3)图(a)中水平直杆左端固定于竖直墙上,是“定杆”,杆对结点弹力的方向可以不沿杆的方向.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(4)图(b)中轻杆左端用铰链固定,是“动杆”,轻杆在缓慢转动的过程中,弹力方向始终沿杆的方向. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点3 “绳模型”与“杆模型”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例4】 (多选)如图甲,小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点时的速度大小为v,此时绳子的拉力大小为FT,拉力FT与速度的平方v2的关系如图乙所示,图象中a、b为已知量,重力加速度g已知,以下说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.a与小球的质量无关Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.b与小球的质量无关Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.ba只与小球的质量有关,与圆周轨道半径无关Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.利用a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 当v2=a时,绳子的拉力为零,小球的重力提供向心力,则mg=mv2r,解得v2=gr,故a=gr,a与小球的质量无关,A正确;当v2=2a时,对小球受力分析,有mg+b=mv2r,联立解得b=mg,b与小球的质量有关,B错误;ba=mr,ba不只与小球的质量有关,还与圆周轨道半径有关,C错误;由a=gr,b=mg,解得r=ag,m=bg,D正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] ADHa2物理好资源网(原物理ok网)
【典例5】 小球在如图甲所示的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动.当小球运动到圆形管道的最高点时,管道对小球的弹力与小球此时的速度平方的关系如图乙所示(取竖直向下为正方向).MN为通过圆心的一条水平线.不计小球半径、管道内径,重力加速度为g.则下列说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.管道所在圆的半径为b2gHa2物理好资源网(原物理ok网)
B.小球的质量为agHa2物理好资源网(原物理ok网)
C.小球在MN以下的管道中运动时,内侧管壁对小球可能有作用力Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.小球在MN以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 由图可知,当v2=b时,FN=0,此时mg=mv2R,解得管道所在圆的半径R=bg,故A错误;当v2=0时,FN=-mg=-a,所以m=ag,故B正确;小球在水平线MN以下的管道中运动时,由于向心力的方向要指向圆心,则管壁必然要提供指向圆心的支持力,只有外壁才可以提供这个力,所以内侧管壁对小球没有作用力,故C错误;小球在水平线MN以上的管道中运动时,重力沿径向的分量必然参与提供向心力,故可能是外侧管壁对小球有作用力,也可能是内侧管壁对小球有作用力,还可能内、外侧管壁对小球均无作用力,故D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] BHa2物理好资源网(原物理ok网)
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轻绳、轻杆系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球通过最高点的临界条件(做完整圆周运动的条件)的差别,源于绳、杆弹力的差别.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(1)绳模型:在最高点绳子只能产生沿绳收缩方向的拉力,拉力最小值为零,此时小球的重力提供向心力.小球在竖直放置的光滑圆环内侧做圆周运动符合此模型.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)杆模型:在最高点,杆对小球可以产生向下的拉力,也可以产生向上的支持力,故小球在最高点时受到的合力的最小值为零.小球在竖直放置的光滑细管中做圆周运动符合此模型. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点4 “定轨”与“变轨”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例6】 2018年12月8日,“嫦娥四号”月球探测器在我国西昌卫星发射中心发射成功,随后实现了人类首次月球背面软着陆.“嫦娥四号”从环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨,进入环月椭圆轨道Ⅱ,在近月点Q实施软着陆,如图所示.关于“嫦娥四号”,下列说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.沿轨道Ⅰ运行至P点时,需加速才能进入轨道ⅡHa2物理好资源网(原物理ok网)
B.沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.沿轨道Ⅱ运行经P点时的加速度等于沿轨道Ⅰ运行经P点时的加速度Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.沿轨道Ⅱ从P点运行到Q点的过程中,月球对“嫦娥四号”的万有引力做的功为零Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] “嫦娥四号”沿轨道Ⅰ运行至P点时,应该制动减速使万有引力大于其在轨道Ⅰ上做圆周运动所需向心力而做近心运动,变轨到轨道Ⅱ上,故A错误;轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径,根据开普勒第三定律可知“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期,故B错误;在同一点万有引力相同,加速度相同,故C正确;根据开普勒第二定律可知在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中,“嫦娥四号”的速度逐渐增大,万有引力做正功,故D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] CHa2物理好资源网(原物理ok网)
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通常卫星变轨过程涉及三个“定轨”、两处“变轨”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(1)三个“定轨”:三个轨道均属环绕模型,轨道固定.如图所示,卫星运行的低轨道1和高轨道3是圆轨道,万有引力提供向心力,由此可判断各物理量的变化.卫星在椭圆轨道2上运行时,在近地点A的速度大于在远地点B的速度,符合机械能守恒定律.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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(2)两处“变轨”:椭圆轨道的近地点A和远地点B,也是椭圆轨道与两个圆轨道的相切点即发生变轨的位置.在两切点处,卫星在不同轨道上运行时所受万有引力相同,加速度相同,速度符合“内小外大”. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点5 近地卫星、同步卫星、地球赤道上的物体Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例7】 人造卫星d的圆形轨道离地面的高度为h,地球同步卫星b离地面的高度为H,h<H.两卫星共面且运行方向相同,某时刻卫星d恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地球表面的重力加速度为g,则(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
A.d、b线速度大小的比值为 R+hR+HHa2物理好资源网(原物理ok网)
B.d、c角速度的比值为 (R+H)3(R+h)3Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.b、c向心加速度大小的比值为 R3(R+H)3Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.d下一次通过c正上方所需时间为Ha2物理好资源网(原物理ok网)
t=2πgR3(R+h)3-(R+H)3Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 由万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r=mω2r,则v=GMr,ω=GMr3,所以d、b的线速度大小的比值为vdvb=R+HR+h;因b、c的角速度相同,所以d、c的角速度的比值等于d、b的角速度的比值,则ωdωc=(R+H)3(R+h)3,则A错误,B正确.因为b、c的角速度相同,由a=rω2可知abac=R+HR,则C错误.设经过时间t卫星d再次通过建筑物c正上方,根据几何关系有(ωd-ωc)t=2π,又GM=gR2,再结合上述分析可得t=2πgR2(R+h)3-gR2(R+H)3,则D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] BHa2物理好资源网(原物理ok网)
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近地卫星、同步卫星、地球赤道上的物体的比较Ha2物理好资源网(原物理ok网)
    近地卫星    同步卫星    地球赤道Ha2物理好资源网(原物理ok网)
上的物体向心力    万有引力    万有引力    万有引力的一个分力Ha2物理好资源网(原物理ok网)
轨道半径    r近<r同    r同>r物=r近Ha2物理好资源网(原物理ok网)
角速度    由GMmr2=mrω2得Ha2物理好资源网(原物理ok网)
ω=GMr3,故ω近>ω同Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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        同步卫星的角速度与地球自转的角速度相同,故ω同=ω物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
    ω近>ω同=ω物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
线速度    由GMmr2=mv2r得Ha2物理好资源网(原物理ok网)
v=GMr,故v近>v同Ha2物理好资源网(原物理ok网)
由v=rω得v同>v物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
    v近>v同>v物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
向心加速度    由GMmr2=ma得a=GMr2,故a近>a同Ha2物理好资源网(原物理ok网)
由a=rω2得a同>a物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
    a近>a同>a物Ha2物理好资源网(原物理ok网)
 易错点6 电场线与轨迹结合和等势线与轨迹结合Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例8】 下列选项中实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力作用,运动过程中电势能一直减少,关于粒子运动到b处时的速度方向与受力方向,下列选项表示的可能正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
 Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 因粒子所受电场力的方向指向粒子运动轨迹的凹侧,所以可判断出粒子所受电场力的方向向右,由于运动过程中粒子的电势能一直减少,所以电场力一直做正功,则电场力方向与粒子速度方向的夹角一定为锐角,故选C.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] CHa2物理好资源网(原物理ok网)
【典例9】 如图所示,虚线a、b、c是电场中的三条等势线,相邻等势线间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一个带负电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点.下列说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.三个等势线中,等势线a的电势最低Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.带负电的粒子通过Q点时的电势能比通过P点时的电势能小Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.带负电的粒子通过Q点时的加速度比通过P点时的加速度大Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.带负电的粒子通过P点时的加速度的方向沿着等势线c在P点处的切线方向Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 由曲线运动的轨迹与电场力的关系可知,该粒子所受的电场力方向指向运动轨迹的凹侧,即大致向下,由于粒子带负电,因此电场强度方向大致指向上方,则电场线方向大致指向上方,由于电场线与等势线处处垂直,且由高电势指向低电势,故等势线a的电势最高,A错误;假设粒子从Q点运动到P点,从Q到P电场力对粒子做负功,故粒子电势能增加,故B正确;因等差等势线越密,电场强度越大,所以Q点处的电场强度较小,故粒子在Q点所受的电场力较小,由牛顿第二定律可知粒子在该点的加速度较小,故C错误;由于电场线与等势线处处垂直,故粒子通过P点时所受电场力的方向,即加速度的方向一定与等势线c在P点处的切线垂直,故D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] BHa2物理好资源网(原物理ok网)
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(1)共同点:此类问题情境都是带电粒子在电场中做曲线运动.带电粒子所受电场力指向轨迹凹侧是解题的切入点,合理利用功能关系是解题的重要手段.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)易错点:带点粒子在电场中的运动轨迹夹在速度与电场力之间,向受力一侧弯曲,注意不要把电场线和等势线当成运动轨迹.分析带电粒子所受电场力时,在轨迹和电场线交点位置,电场力与电场线在该点的切线平行;在轨迹和等势线交点位置,电场力与等势线在该点的切线垂直. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点7 动态电路中的UI与ΔUΔIHa2物理好资源网(原物理ok网)
【典例10】 如图所示电路中,电源的电动势、内阻分别为E、r,两个定值电阻的阻值相等,均为R,电表均为理想电表.初始状态,开关S1、S2均闭合,现断开S2,则下列判断正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.电流表A1的示数变为原来的12Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.电流表A2的示数变为原来的2倍Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变为原来的2倍Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.电压表V示数变化量与电流表A1示数变化量的比值变为原来的2倍Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] S2断开后,外电路电阻变为原来的2倍,故电压表V的示数与电流表A1的示数的比值变为原来的2倍,I1=ER外+r,因为电源内阻的存在,所以电流表A1的示数不会变为原来的12,A错误,C正确;S1、S2均闭合时,电流表A2的示数是电流表A1的示数的12,S2断开后,电流表A2的示数与电流表A1的示数相同,但A1的示数相较原来已发生变化,故电流表A2的示数不会变为原来的2倍,B错误;题图所示电路中,电压表V示数变化量与电流表A1示数变化量的比值表示电源内阻r,D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] CHa2物理好资源网(原物理ok网)
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(1)R=UI是电阻的定义式,UI表示某一状态下导体(金属或电解质溶液)的电阻.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)对于ΔUΔI,物理情境不同,表示的物理意义不同.对于定值电阻,R=UI=ΔUΔI;像本题中所示情境,|ΔUΔI|=r,其中ΔI应为电流表A1示数的变化量,当干路上接有定值电阻时,可把定值电阻等效成电源内阻. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点8 “电偏转”与“磁偏转”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例11】 (多选)如图所示,有一矩形区域abcd,水平边长为s=3 m,竖直边长为h=1 m,当该区域内只存在大小为E=10 N/C、方向由a指向d的匀强电场时,一比荷为qm=0.1 C/kg的正粒子由a点沿ab方向以速率v0进入该区域,粒子运动轨迹恰好通过该区域的几何中心.当该区域内只存在垂直纸面的匀强磁场时,另一个电荷量、质量均与正粒子相同的负粒子由c点沿cd方向以同样的速率v0进入该区域,粒子运动轨迹也恰好通过该区域的几何中心.不计粒子的重力,则(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.正、负粒子离开矩形区域时的速率之比为11∶3Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.磁感应强度大小为32 T、方向垂直纸面向外Ha2物理好资源网(原物理ok网)
C.正、负粒子通过矩形区域所用时间的比值为6πHa2物理好资源网(原物理ok网)
D.正、负粒子离开矩形区域时的动能相等Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 当区域内只有电场时,正粒子恰好通过该区域的几何中心,则水平方向有s2=v0t,竖直方向有h2=12×Eqm×t2,联立解得v0=32 m/s,分析可知该粒子离开矩形区域时从cd边射出,此时速率为v=v20+2Eqm h=112 m/s;而负粒子从矩形区域射出时速率为v0=32 m/s,故正、负粒子离开矩形区域时的速率之比为11∶3,动能之比为11∶3,A正确,D错误.当负粒子由c点沿cd方向射入时,负粒子恰好通过该区域的几何中心,可知磁场方向垂直纸面向里,由几何关系和题意可知负粒子做匀速圆周运动时的半径r=h=1 m,由洛伦兹力提供向心力得B=mv0qr=320.1×1 T=53 T,B错误.当正粒子从cd边射出时,h=12×Eqm×t′2,代入数据解得t′=2 s,分析可知,负粒子在磁场中偏转90°后从ab边射出,时间t″=14T=14×2πmqB=33π s,所以t′t″=6π,C正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] ACHa2物理好资源网(原物理ok网)
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电场和磁场对运动电荷施加作用力,均可以改变其运动方向,由于电场和磁场对电荷的作用具有不同的特征,因而这两种偏转在动力学分析和物理规律选取上存在着差异.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(1)电偏转:带电粒子在匀强电场中所受电场力必为恒力,带电粒子垂直于电场线进入匀强电场后做类平抛运动,其轨迹是抛物线,可以由运动的分解来分析求解.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)磁偏转:带电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力是变力.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨迹是圆周或一段圆弧,运动的规律可以从动力学关系、轨道半径和运动的周期等方面来描述. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点9 电磁感应中的“电势差”与“电动势”Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例12】 (多选)在如图所示的平面直角坐标系xOy中,第二、四象限的环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.将一个由粗细均匀的电阻丝折成的闭合金属线框abcd垂直磁感线放入磁场中,使线框绕O点沿着环形区域边界以角速度ω顺时针匀速转动.已知Oa=ab=r,在t=0时刻,线框与磁场边界恰好重合,设逆时针方向为电流正方向.则下列关于线框中的电流i和a、b两点间的电压u随时间t变化的关系图象,可能正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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[解析] 线框在磁场内运动过程中磁通量变化率的大小不变,产生的感应电动势大小不变,因而线框中感应电流大小不变,根据楞次定律和右手螺旋定则可判断感应电流的方向,感应电流先沿逆时针方向,然后沿顺时针方向,做周期性变化,A正确,B错误;当ab边切割磁感线时,ab边为电源,uab为路端电压,由右手定则可知,电流从a端流出,a端为电源正极,有uab>0,当cd边切割磁感线时,cd边为电源,u′ab为电路中ab段两端的电压,由右手定则可知,电流方向为顺时针,从a流向b,有u′ab>0,uab与u′ab的大小关系为uab>u′ab,C错误,D正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] ADHa2物理好资源网(原物理ok网)
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本题中在不同时刻,电动势、路端电压、部分电阻两端电压容易混淆,混淆的根源在于电路分析不到位.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(1)当ab边切割磁感线时,ab可视为电源,其两端的电压为路端电压,既不是电动势也不是内电压.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
(2)当cd边切割磁感线时,ab可视为外电路中的部分电阻.在线框构成的串联电路中,电压的分配跟电阻成正比.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
易错点10 “发电”棒与“电动”棒Ha2物理好资源网(原物理ok网)
【典例13】 (多选)如图,MN、PQ为相同材料制成的、粗细均匀的平行金属导轨(水平放置且光滑),MN、PQ长度均为d=9 m,其单位长度电阻为r=0.5 Ω/m,导轨间距L=0.5 m,∠PMN=90°,导轨左端连接一阻值为R=4 Ω的电阻(M、P间导线电阻不计),一质量为m=0.5 kg、电阻可忽略不计的金属棒置于导轨最左端,与导轨垂直且接触良好.整个装置处于磁感应强度大小为B=2.0 T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使金属棒从静止开始以a=2 m/s2的加速度水平向右做匀加速直线运动.已知金属棒从MP运动到NQ的过程中,通过电阻R的电荷量为0.6 C,下列说法正确的是(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.金属棒向右运动过程中,R中的电流沿MP方向Ha2物理好资源网(原物理ok网)
B.整个过程中,拉力F的最大值为1.5 NHa2物理好资源网(原物理ok网)
C.整个过程中,拉力F的平均值为1.2 NHa2物理好资源网(原物理ok网)
D.整个过程中,电路中产生的焦耳热为2.8 JHa2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 根据右手定则可得金属棒向右运动的过程中,R中的电流沿PM方向,故A错误;金属棒从静止开始向右做匀加速直线运动的过程中,金属棒的速度大小为v=at,位移为x=12at2,感应电动势的大小为E=BLv=BLat,根据闭合电路欧姆定律可得感应电流的大小为I=BLatR+2xr,金属棒受到的安培力大小为F安=BIL=B2L2atR+art2,拉力F的大小为F=B2L2atR+art2+ma,运动时间为t总=2da,代入数据并结合数学知识可知,当t=2 s时拉力F有最大值,最大值为Fmax=1.5 N,故B正确;整个过程中,通过电阻R的电荷量为0.6 C,通过电阻R的平均电流为I=qt总=0.2 A,拉力F的平均值为F=BIL+ma=1.2 N,故C正确;金属棒运动到NQ时速度为vNQ=at总=6 m/s,整个过程中根据能量守恒定律可知电路中产生的焦耳热为Q=Fd-12mv2=1.8 J,故D错误.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] BCHa2物理好资源网(原物理ok网)
【典例14】 (多选) “电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器.如图所示是“电磁炮”的原理示意图.光滑水平导轨电阻不计,宽为L在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.“电磁炮”弹体总质量为m,弹体接入电路中的电阻为R.可控电源的内阻为r,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射.在某次试验发射时,流过弹体的电流是I,不计空气阻力,则(  )Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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A.弹体所受安培力大小为BILHa2物理好资源网(原物理ok网)
B.弹体从静止加速到v,导轨长度至少为2mv2BILHa2物理好资源网(原物理ok网)
C.弹体从静止加速到v的过程中,电源提供的总能量为mvBLIR+Ir+BLv2Ha2物理好资源网(原物理ok网)
D.只有可控电源的电压随时间均匀增加,才能保证“电磁炮”匀加速发射Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[解析] 流过弹体的电流为I,所以弹体受到的安培力大小为F=ILB,故A正确;由动能定理得Fx=12mv2,结合F=BIL可得x=mv22BIL,故B错误;根据牛顿第二定律有F=ma,弹体速度v=at1,发射过程中电路中产生的热量Q=I2(R+r)t1,弹体的动能Ek=12mv2,由能量守恒定律可得电源提供的总能量为E=Ek+Q,联立解得E=mvBLIR+Ir+Blv2,故C正确;t时刻,弹体的速度vd=at,弹体切割磁感线产生的感应电动势E1=BLv1,欲使流过弹体的电流不变,使弹体能匀加速发射,可控电源的电压应为U=U0+E1=U0+Blat,式中U0为电源的初始电压,故D正确.Ha2物理好资源网(原物理ok网)
[答案] ACDHa2物理好资源网(原物理ok网)
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“发电”棒和“电动”棒(如“电磁炮”)所在电路的结构基本相似,但二者本质不同.“发电”棒是通过导体棒切割磁感线产生感应电流,这个过程将机械能转化为电能.“电动”棒是通电导体在磁场中受到安培力而运动,这个过程将电能转化为机械能. Ha2物理好资源网(原物理ok网)
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