高考物理第一轮能力提升复习：电场单元知识整合。

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第七课时电场单元知识整合
本章知识结构
1．三个自由电荷在相互作用下均处于平衡状态时，其位置及电性可概括口诀为“两同夹异，两大夹小，近小远大”
2．电场叠加原理：若空间中几个电场同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合场强，这时某点的场强等于它们单独存在时在该点产生场强的矢量和。
3．真空中点电荷Q在距其为r的地方产生的场强E=kQ/r2。
4．电场线可用来描述电场的性质：①它起源于正电荷(或无穷远)，终止于负电荷(或无穷远)；②电场线的疏密可反映电场的大小；③电场线不是电荷在电场中的运动轨迹，④电场线总是与等势面垂直，且从高等势面指向低等势面。⑤匀强电场的电场线是间距相等、相互平行的直线。
5，电势具有相对性，其数值与零电势点的选取有关，而电势差与零电势点的选取无关。电势能也具有相对性，与零电势点的选取有关。电场力做正功时电荷的电势能减小，电场力做负功时电荷的电势能增加；正电荷在高电势的地方电势能大，负电荷在低电势的地方电势能大。
6．由WAB＝QUAB推知：电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关，式中WAB的“+”“一”号表示电场力做正功还是做负功；q的“+”“一”表示正负电荷。UAB的“+”“一”反映了A、B两点电势高低。
7．等量异种电荷连线的中垂线上，从中点向两边场强依次减小，中点场强最大，各点电势相等；等量同种电荷连线的中垂线上，从中点向两边场强先变大后变小，中点场强E＝0，电势依次降低，场强大小和电势高低没有必然联系。
8．在匀强电场中，A、B两点电势差UAB=Ed，d表示A．B两点沿电场线方向的距离。在匀强电场中，同一方向上长度相等的线段的端点间的电势差相等。
9．平行板电容器的动态分析，关键要区分两种不同情况：电容器始终与电池相连电势差U不变；充电后电容器与电源断开，电量Q不变，然后应用电容器电容的决定式C∝S/d；电容的定义C=q/U；场强与电势差的关系UAB=Ed分析有关的问题。
10．粒子经电压为U，宽为d，长为L的电场偏转后的横向偏移量y＝qL2U/2mv02d；偏转角：tanθ＝qLU/mv02d。(设粒子初速度v0，质量m，电荷量q)
1、比值定义法：如电场强度，电势，电容的定义。
2、理想模型法：点电荷。
3、类比法：①点电荷—一—质点。②电势差——高度差。③电场强做功的特点——重力做功的特点。④电势能一一重力势能。⑤电势能的变化与电场力做功的关系——重力做功与重力势能变化的关系。⑥电场线——磁感线。⑦匀强电场中带电粒子的直线加速(减速)——匀变速直线运动。⑧垂直进入匀强中带电粒的偏转——重力场中的平抛。
知识点一库仑力的计算与理解
库仑力是两个点电荷间的相互作用力，一个点电荷受到其它多个点电荷的作用，可分别求出所有库仑力，再求其合力。
【例1】如图所示，一个均匀的带电圆环，带电量为+Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上。圆心为O点，过O点做一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷+q，则+q在A点所受的电场力为（）
A、，方向向上B、，方向向上
C、，方向水平向左D、不能确定
导示:如画所示将带电圆环等分成无数个相同的点电荷q’，由于对称性所有q’与q的作用力在水平方向分力的合力应为零，因此
且方向向上。
检验电荷+q受到的库仑力在水平方向上的合力恰好为零。解题时要注意到叠加原理的应用。
知识点二带电粒子在组合场中的运动
带电粒子在组合场中运动时，物理过程有先有后，可采用灵活多变的，有针对性的物理规律进行列式求解。
【例2】如图所示，匀强电场方向竖直向上，A、B是两个大小相同的金属小球，B球的质量是A球质量的4倍．B球不带电，放在水平台面的边缘；A球带正电荷，与台面间的动摩擦因数为0.4。开始时A球在台面上恰好能匀速运动，速度大小为5m／s，与B球发生正碰．碰后B球落到地面上，落地时的动能等于它在下落过程中减少的重力势能．碰撞时间极短，且两球总电荷量没有损失．A、B两球始终在电场中，台面绝缘且足够大，其高度为1.6m，g取10m／s2．求碰撞后A球还能运动多长时间?
导示:设电场强度为E，B球质量为4m，碰后电荷量为q则A球质量为m，A球碰前带电荷量应为2q，速度为v0，碰后带电荷量应为q．
A球在碰前有2qE=mg，则：qE=mg/2
设A、B两球碰撞后的速度分别是v1、v2，对B球碰后由动能定理得：
Ek—4mv22/2=(4mg—qE)h
由题意有：Ek=4mgh
解得：v2=2m/s
A、B两球碰撞过程中动量守恒，以v0方向为正方向，则；mv0=mv1+4mv2
解得；v1=v0—4v2=—3m/s
碰后A球返回，设经时间t停下，由动量定理得：μ(mg—qE)t=0—mv1
解得：t=1.5s
知识点三图像信息问题
图像信息问题中，题目中会给予许多相关条件，解题时要抓住对解题有用的特殊点作为解题的突破口。图中的曲线则表示一定的物理过程，所以解题时要认识这些过程与坐标点的意义。
【例3】质量为m、带电量+q的小球以水平初速度v0进入竖直向上的匀强电场中，如图甲所示，今测得小球进入电场后在竖直方向上上升的高度h与水平方向的位移x之间的关系如图乙所示，根据图乙给出的信息．求：
(1)匀强电场场强的大小．
(2)小球从进入匀强电场到上升到h高度的过程中，电场力做了多少功?
(3)小球在h高度处的动能多大?
导示:(1)根据图乙，小球上升高度h时在水平方向上的位移x，设小球上升高度h所用时间为t，小球在水平方向上做匀速直线运动，则x＝v0t
在竖直方向的加速度大小为a，则h＝at2/2
解得a＝2hv02/t2
根据牛顿第二定律得qE一mg＝ma
E=(mg+ma)/q=m(g+2hv02/t2)/q
(2)电场力做功W＝gEh=m(gh+2h2v02/t2)
(3)根据动能定理，小球在A高度处的动能
知识点四竖直面内的圆周运动
一物体在竖直面内作圆周运动时，应对两个特殊位置进行研究，即最高点与最低点。由于是电场中的问题，所以还需要注意电荷的正负和电场的方向对临界状态的影响。
【例4】(08淮阴中学)如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，用绝缘细线拴着带负电的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做圆周运动，则下列判断正确的是()
A．小球运动到最低点时，细线的拉力一定最大
B．小球运动到最低点时，小球的速度一定最大
C．小球运动到最低点时，小球的电势能一定最大
D．小球运动到最高点时，小球的机械能一定最大
导示:小球在运动过程中受向下的重力、向上的电场力和绳子的拉力作用，但不能确定重力与电场力之间的关系，所以不能确定物理最低点，故AB错。最低点电势最低，负电荷电势最大，C对。运动到最高点的过程中电场力做功最多，机械能最多，D对。应选CD。
知识点五临界问题探究
【例5】（08南通高三调研）如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b．在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出．
（1）证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点；
（2）求两板间所加偏转电压U的范围；
（3）求粒子可能到达屏上区域的长度．
导示:（1）设粒子在运动过程中的加速度大小为a，离开偏转电场时偏转距离为y，沿电场方向的速度为vy，偏转角为θ，其反向延长线通过O点，O点与板右端的水平距离为x，则有：y＝at2/2
联立可得
即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心．
（2）
解得
当时，
则两板间所加电压的范围
（3）当时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大（设为y0），则
而解得
则粒子可能到达屏上区域的长度为

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第三课时圆周运动

【教学要求】
1．掌握匀速圆周运动的v、ω、T、f、a等概念，并知道它们之间的关系；
2．理解匀速圆周运动的向心力；
3．会运用用顿第二定律解决匀速圆周运动的问题。
【知识再现】
一、匀速圆周运动
1．定义：做圆周运动的质点，若在相等的时间里通过的______________相等，就是匀速圆周运动。
2．运动学特征：线速度大小不变，周期不变；角速度大小不变；向心加速度大小不变，但方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速运动。
二、描述圆周运动的物理量
1．线速度
（1）方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧在该点的____________方向。
（2）大小：v=s/t（s是t内通过的弧长）
2．角速度
大小：ω=θ/t(rad/s),是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的_________
3．周期T、频率f
（1）做圆周运动的物体运动一周所用的_______叫做周期
（2）做圆周运动的物体_____________时间内绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速。
（3）实际中所说的转数是指做匀速圆周运动的物体每分钟转过的圈数，用n表示
4．v、ω、T、f的关系：_____________________
5．向心加速度
（1）物理意义：描述_____________改变的快慢。
（2）大小：a=v2/r=rω2
（3）方向：总是指向_________，与线速度方向________,方向时刻发生变化。
6．向心力
（1）作用效果：产生向心加速度，不断改变物体的速度方向，维持物体做圆周运动。
（2）大小：F=ma向=mv2/r=mrω2
（3）产生：向心力是按___________命名的力，不是某种性质的力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，要根据物体受力实际情况判定。
三、离心现象及其应用
1．离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的_______________的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
2．离心运动的应用和防止
（1）利用离心运动制成离心机械，如：离心干燥器、“棉花糖”制作机等。
（2）防止离心运动的危害性，如：火车、汽车转弯时速度不能过大，机器的转速也不能过大等。
知识点一描述圆周运动的物理量
描述圆周运动的物理量有线速度、角速度、周期、频率、向心加速度5个物理量。其中T、f、ω三个量是密切相关的，任意一个量确定，其它两个量就是确定的，其关系为T=1/f=2π/ω。当T、f、ω一定时，线速度v还与r有关，r越大，v越大；r越小，v越小。
【应用1】如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是_________；车速度的表达式为v=_________；行程的表达式为s=_________。
导示:由题可知，每经过一个间隙，转化成一个脉冲信号被接收到．每个间隙转动的时间t=1/n
设一周有P个齿轮，则有P个间隙，周期T=Pt=P/n．
据v=2πR/T可得v=2πnR/P
所以必须测量车轮的半径R和齿轮数P。
当脉冲总数为N则经过的时间t0=Nt=N/n
所以位移s=vt0=2πRN/P．
答案：车轮半径R和齿轮的齿数P
2πnR/P；2πRN/P
知识点二向心力的理解
向心力是按力的效果命名的，它可以是做圆周运动的物体受到的某一个力或是几个力的合力或是某一个力的分力，要视具体问题而定。
【应用2】(08北京四中第一学期期中测验)如图A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台间动摩擦因数都相同，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，则当圆台旋转时，设A、B、C都没有滑动（）
A．C物体受到的静摩擦力比A大
B．B物体受到的静摩擦力最小
C．若圆台转动角速度逐渐增加时，A和C同时开始滑动
D．若圆台转动角速度逐渐增加时，C最先开始滑动
导示:物块与圆盘之间静摩擦力提供向心力Ff=mω2r，而ω相同，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴R，C离轴2R，所以，A、C所受静摩擦力一样大，B最小。要使物体与盘面间不发生相对滑动,最大静摩擦力提供向心力kmg=mωm2r有则物体C先滑动。故答案应选BD。
1、做匀速圆周运动的物体，受到的合外力的方向一定沿半径指向圆心(向心力)，大小一定等于mv2/r。
2、做变速圆周运动的物体，受到的合外力沿半径指向圆心方向的分力提供向心力，大小等于mv2/r；沿切线方向的分力产生切向加速度,改变物体的速度的大小。
知识点三离心运动
做圆周运动的物体，由于本身具有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动，如图所示；当产生向心力的合外力消失，F=0时，物体便沿所在位置的切线方向飞出去，如图中A所示；当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于应当具有的向心力，F′＜mω2r，即合外力不足提供所需的向心力的情况下，物体沿切线与圆周之间的一条曲线运动，如图中B所示。
【应用3】（2007湖北模拟）如图所示，在光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动
导示:拉力突然消失，小球将沿切线方向做匀速直线运动，运动轨迹应为Pa；拉力突然变小，提供的向心力小于需要的向心力，物体将做离心运动，运动轨迹应为Pb；拉力突然变大，提供的向心力大于需要的向心力，物体将做近心运动，运动轨迹应为Pc。故答案应为A。
1、做圆周运动的质点，当它受到的沿着半径指向圆心的合外力突然变为零时，它就因为没有向心力而沿切线方向飞出。
2、离心运动并非沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。
3、离心运动并不是受到什么离心力作用的结果，根本就没有离心力这种力，因为没有任何物体提供这种力。
类型一皮带传动问题
【例1】(2007广州模拟)如图为一种三级减速器的示意图，各轮轴均相同，轮半径和轴半径分别为R和r。若第一个轮轴的轮缘线速度为v1，则第三个轮缘和轴缘的线速度v3和v3′各为多大?
导示:同一轮轴上的所有质点转动角速度相等，各点转动的线速度与半径成正比，
则
皮带不打滑，故皮带传动的两轮缘线速度大小相等，即vl′=v2,v2′=v3
所以；
得；
1、凡是直接用皮带传动(包括链条传动、摩擦传动)的两个轮子，两轮边缘L各点的线速度大小相等。2、凡是同一个轮轴上(各个轮都绕同一根轴同步转动)的各点角速度相等(轴上的点除外)。
类型二圆周运动与其他运动形式结合问题
圆周运动常与其他运动形式结合起来出现，找出两者的结合点是解决此类问题的关键。
【例2】如图所示，直径为d的纸质圆筒，使它以角速度ω绕轴o转动，然后把枪口对准圆筒，使子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a，b两弹孔，已知ao，bo夹角ф，则子弹的速度为（）
A．dф/2πω
B．dω/ф
C．dω/(2π-ф)
D．dω/(π-ф)
导示:理解子弹的直线运动和纸筒的转动的联系：时间相等。设子弹的速度为v，则子弹经过直径的距离所用时间为t=d/v,在此时间内圆筒转过的角度为：π-ф，则有：(π-ф)/ω=d/v得：v=dω/(π-ф)。故选D。
1、圆周运动与其他运动通常是通过时间联系在一起。2、该类问题还要注意是否要考虑圆周运动的周期性。

类型三圆周运动中的连接体问题
【例3】（西安市六校2008届第三次月考）如图所示，质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上，整个直杆被固定在竖直转轴上，并保持水平，两球间用劲度系数为k，自然长度为L的轻质弹簧连接在一起，A球被轻质细绳拴在竖直转轴上，细绳长度也为L，现欲使横杆AB随竖直转轴一起在竖直平面内匀速转动，其角速度为ω，求当弹簧长度稳定后，细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?
导示:设直杆匀速转动时，弹簧伸长量为x，A、B两球受力分别如右图所示，据牛顿第二定律得：对A：FT-F=mω2L
对B：kx=mω2(2L+x)
解得：
FT=mω2L(1+；x=
所以弹簧的总长度为
L′=L+x=L
答案：mω2L(1+；L
1、圆周运动中的动力学问题要特别注意轨道平面和圆心的位置。2、圆周运动中的连接体加速度一般不同，所以，解决这类连接体的动力学问题时一般用隔离法。

1．（07届广东省惠阳市综合测试卷三）某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B，A盘上有一个信号发射装置P，能发射水平红外线，P到圆心的距离为28cm。B盘上有一个带窗口的红外线信号接受装置Q，Q到圆心的距离为16cm。P、Q转动的线速度相同，都是4πm/s。当P、Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接受窗口，如图所示，则Q接受到的红外线信号的周期是（）
A．0.56sB．0.28s
C．0.16sD．0.07s

2、(盐城市2007/2008学年度高三年级第一次调研考试)一只蜜蜂和一辆汽车在平直公路上以同样大小速度并列运动。如果这只蜜蜂眼睛盯着汽车车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是（）

3．如图所示，半径为R的圆板做匀速转动，当半径OB转到某一方向时，在圆板中心正上方高h处以平行于OB的方向水平抛出一球.要使小球与圆板只碰撞一次,且落点为B,则小球的初速度是多大?圆板转动的角速度是多大?

4．（湖北省百所重点中学2008届联考）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在o点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知o点到斜面底边的距离Soc=L，求：
（1）小球通过最高点A时的速度vA；
（2）小球通过最低点B时，细线对小球的拉力；
（3）小球运动到A点或B点时细线断裂，小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等，则l和L应满足什么关系？

答案：1、A2、A
3、；（n=1,2,3…）
4、（1）；（2）；（3）

高考物理第一轮能力提升复习：恒定电流

第七章恒定电流

1.本章主要是对电路中的基本概念、规律的掌握，各种电路的实际应用和各种物理量的测量。
2.本章要求学生尝试识别常见的电路元件、知道各种电表的使用及了解其工作原理、熟悉各物理量的意义和它们间的关系、会分析各种电路的连接方法、了解常见的门电路和集成电路。
3.本章是每年高考中必考内容之一，常以实验题形式出现，是考查考生分析、推理、创新思维能力的有效知识载体。

第一课时欧姆定律电功和电功率

【教学要求】
1．认识电流，知道电流的各种计算方法。
2．理解欧姆定律、知道电功电功率的概念，并能进行有关计算。
【知识再现】
一、电流
1．电流：电荷的移动形成电流．人为规定定向移动的方向为电流的方向。
2．电流的形成条件：
①要有能的电荷。
②导体两端必须有。
3．电流强度：通过导体横截面的跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流强度，简称电流．即I=q/t
二、电阻、电阻定律
1．电阻：表示导体对作用大小的物理量．其定义式为R。
电阻与电压和电流强度无关．
2．电阻定律：在温度不变的情况下，导体的电阻跟它的成正比，跟它的成反比，其表达式为R=。
3．电阻率：反映的物理量，其特点是随温度的改变而变化，材料不同，电阻率一般不同。
4．半导体与超导体：有些材料，它们的导电性能介于和之间，且电阻随温度的升高而减小，这种材料称为。有些材料，当它的温度降到附近时，电阻突然变为零，这种现象叫．能够发生超导现象的物质称为。材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫做超导材料的。
三、部分电路欧姆定律
1．部分电路欧姆定律：导体中的电流跟它两端的成正比，跟它的成反比．其表达式为I=。
2．欧姆定律的适用范围：、(对气体导电不适用)和(不含电动机及电解槽的电路)．
3．导体的伏安特性：导体中的电流I和电压U的关系可以用图线表示．用纵坐标表示、横坐标表示，画出的I一U图线叫做导体的伏安特性曲线。
伏安特性曲线为直线的元件叫做元件，伏安特性曲线不是直线的元件叫做元件(如气体、半导体二极管等)。
四、电功和电热
1．电功：W＝＝。
2．电热：计算公式Q＝，此关系式又称为焦耳定律．
3．电功和电热的关系：在纯电阻电路中，W＝Q；在非纯电阻电路中，WQ．
王、电功率和热功率
1．电功率，单位时间内电流所做的功，即P＝。此式适用于一切电路．
2．热功率：单位时间内电阻产生的热量，即PQ＝

知识点一电流概念的理解
电流定义式为I=q/t，微观量表达式为：I=mesv．
【应用1】在如图所示的电解池中，测得在5s内共有7．5C正电荷和7．5C的负电荷通过电解池的竖直截面OO′，则电路中电流表指示的读数应为()
A．0B．1．5AC．3AD．7．5A
导示:由电流强度的基本概念可知：如果对某一截面S，从左方通过的电荷量为正电荷q，而从右方通过的电荷量为负电荷一q，那么通过截面的电荷量应为2q，如果从两个相反方向同时穿过截面的电荷都是正电荷时，那么总电荷量是它们电荷量值相减。综合以上信息求解：
电解液导电与金属导体导电不同。金属导体中的自由电荷只有自由电子，而电解液中的自由电荷是正、负离子，应用I＝q／t计算时，Q应是同一时间内正、负两种离子通过某横截面积的电荷量的绝对值之和。这是应用I＝Qt的关键。
知识点二电伏安性曲线
电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线，如图中a，b所示．直线的斜率等于电阻的倒数，斜率大的电阻小。电阻因外界条件变化而变化的导体，它的伏安特性曲线是曲线，如图中曲线c所示．曲线c的斜率随电压的增大逐渐增大，说明导体c的电阻随电压的升高而减小．
【应用2】如图甲为某一热敏电阻(电阻随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I—U关系曲线图。在图乙所示的电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω，由热敏电阻的I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为V，电阻R2的阻值为Ω。
导示:流过电阻R1的电流为I1=U/R1=36mA，则流过R2和热敏电阻的电流为34mA，由热敏电阻的I一U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为5.3V，电阻R2两端的电压为3.7V，所以R2=U2/I2=109Ω。
知识点三电功电热的计算
1．纯电阻电路：如果电流通过某个电路时、它所消耗的电能全部转化为内能，如电炉、电烙铁、白炽灯，这种电路叫做纯电阻电路．在纯电阻电路中：电能全部转化为内能，电功和电热相等，电功率和热功率相等．
2．非纯电阻电路：如果电流通过某个电路时，是以转化为内能以外的其他形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免内能损失．如电动机、电解槽、给蓄电池充电等，这种电路叫做非纯电阻电路．在非纯电阻电路中，电路消耗的电能W＝UIt分为两部分，一大部分转化为其他形式的能；另一部分转化为内能Q＝I2Rt．此时有W＝UIt＝E其它+Q，故UItI2Rt．此时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算．
【应用3】(08诸城期中)某同学在实验中将一直流动机接到6V的直流电源上，闭合开关，发现电动机不转，立即断开开关。为查出原因，他将电动机、电流表、阻值为5的电阻串联后接到原来的电源上，闭合开关后，电动机并没有转动，这时电流表读数为1A，检查发现电动机的轴被卡住了。排除故障后，将电动机重新接到6V的直流电源上带动负载转动，测得电动机做机械功的功率为5W，求此时通过电动机线圈的电流为多大？
导示:设电动机线圈电阻为，5的电阻为，
则检查故障时
电动机线圈阻值=6－=6－5=1
设电动机转动时通过线圈的电流为
代入数据解得
类型一电路的等效简化
【例1】(07江苏大市调测试题)如图所示，电源电动势为E，内阻为r．当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于中点位置时，三个小灯泡L1、L2、L3都正常发光，且亮度相同，则（）
A．三个灯泡的额定功率相同
B．三个灯泡的额定电压相同
C．三个灯泡的电阻按从大到小排列是L1、L3、L2
D．当滑片P稍微向左滑动，灯L1和L3变暗，灯L2变亮
导示:三个灯泡L1、L2、L3都正常发光时，亮度相同，说明三个灯泡的额定功率相同。简化电路如图所示，L1两端电压最大，说明它的电阻最大。L2的电流比L3大，说明L3的电阻比L2大。当滑片P稍微向左滑动，电路总电阻增大，路端电压变大，L1变亮，L2变暗，L3变亮。故选AC。
本题中，首先要作出等效电路图，才能对电路进行分析。作等效电路图的常用方法有：直观法、结点元件跨接法等等，同学们应进行反复练习，以提高自己这方面的能力。
类型二恒定电路与电场综合问题
【例2】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离。电源电动势，内电阻，电阻。闭合开关S。待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间。若小球带电量为，质量为，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板？此时，电源输出功率是多大？（取）
导示：设q恰能到达A极、两极电压为Up，则
1．(07江苏大市调测试题)一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端电压U的关系图象如图（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端，三个用电器消耗的电功率相同，现将它们连接成如图（b）所示的电路，仍接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2，它们之间的大小关系是（）
A．P1=4P2B．P14P2C．PDP2D．PDP2

2．（07重庆卷）.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A,若电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（）
A.35.8WB.43.2W
C.48.2WD.76.8W

3.（07苏北五市调研）按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（可看作匀加速运动），经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程，用表示。电子运动的平均速度用表示，导体单位体积内自由电子的数量为n，电子的质量为，电子的电荷量为，电流的表达式I=nes。
请证明金属导体的电阻率=。

答案:1．D2．B
3.证明：导体中电流强度的微观表达式为：I=nes
根据电阻定律：R=
根据欧姆定律：R=
自由程内，电子在加速电场作用下，速度从0增加到，由动能定理：qU=
又由于，可得出电阻率的表达式为：=

高考物理第一轮能力提升复习：运动的描述

第一章运动的描述
匀变速直线运动的研究

1.近年来，高考对本单元考查的重点是匀变速直线运动的规律的应用及v-t图象。
2.对本单元知识的考查既有单独命题，也有与牛顿运动定律、电场中带电粒子的运动、电磁感应现象等知识结合起来，作为综合试题中的一个知识点加以体现。
3.在今后的高考中，有关加速度、瞬时速度、匀变速直线运动的规律的应用及v-t图象等仍然是命题热点。试题内容与现实生产、生活和现代科技的结合将更加紧密，涉及的内容也更广泛。

第一课时运动学的基本概念匀速直线运动

【教学要求】
1．理解质点、位移、速度和加速度等概念；
2．掌握匀速直线运动的规律及s－t图像和v—t图像，并用它们描述匀速直线运动
【知识再现】
1、质点：用来代替物体有质量的点，它是一个理想化模型。
2、位移：位移是矢量，位移大小是初位置与末位置之间的距离；方向由初位置指向末位置。
注意：位移与路程的区别。
3、速度：用来描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量。
○1平均速度：是位移与通过这段位移所用时间的比值。其定义式为v=s/t，平均速度是矢量，方向为这段时间位移的方向
注意：平均速度的大小与平均速率的区别。
○2瞬时速度：物体在某时刻（或某位置）的速度，瞬时速度简称为速度，瞬时速度的大小叫速率，它是一个标量。
注意：时刻与一段时间的区别。
4、加速度：用来描述物体速度变化快慢的物理量。其定义式为a=△v/t。
加速度是矢量，方向与速度变化方向一致（不一定与速度方向一致），大小由两个因素决定。
注意：加速度与速度没有直接联系。
5．匀速直线运动：v=s/t，即在任意相等的时间内物体的位移相等，它是速度为恒矢量、加速度为零的直线运动。

知识点一关于位移和路程的关系
（1）位移是从初位置到末位置的一条有向线段，用来表示位置的变化，与路径无关；路程是质点运动轨迹的长度，与路径有关。
（2）位移既有大小又有方向，是一个矢量；路程只有大小没有方向，是一个标量。
（3）一般情况下，位移的大小不等于路程，只有在质点做单方向的直线运动时，位移的大小才等于路程。
【应用1】我们假想在2008年北京奥运会上，甲、乙两运动员将分别参加在主体育场举行的400m和l00m田径决赛，且两个都是在最内侧跑道完成了比赛，则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小S甲、S乙和通过的路程大小S甲′、S乙′之间的关系是（）
A.S甲＞S乙，S甲′＜S乙′
B.S甲＜S乙，S甲′＞S乙′
C.S甲＞S乙，S甲′＞S乙′
D.S甲＜S乙，S甲′＜S乙′
导示:根据题意知道，甲参加了400m决赛，刚好绕场一周，他的位移是0，通过的路程为400m；乙参加了100m决赛，他运动的路线是直线，因此，他通过的位移大小和路程都是100m。故选B

位移与初、末位置有关与运动路线无关，而路程与运动路线有关。

知识点二关于速度v、速度变化△v、加速度a的理解
【应用2】下列说法正确的是（）
A．物体运动的速度为0，而加速度却不一定等于0
B．物体的速度变化量很大，而加速度却可能较小
C．物体的加速度不变，它一定做直线运动
D．物体做匀速圆周运动时速度是不变的
导示:速度是对物体运动快慢的描述，而加速度是对速度变化快慢的描述，所以速度为零时，加速度可能不为零，例如做自由落体运动的物体开始时，速度为零，而加速度为g不是零，A正确。在同一直线上运动的物体的速度变化△v与加速度a和t两个因素有关，加速度较小时，如果时间很长，速度变化量可能很大，B正确。物体加速度不变且与初速度方向不一致时，做曲线运动，如平抛运动，C不正确。做匀速圆周运动的物体速度方向与切线方向一致，方向不断变化，速度矢量发生变化，D不正确。选A、B.

类型一物体运动的相对性
【例1】（广州市07届高三X科统考卷）观察图一中烟囱冒出的烟和车上的小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是()
A．甲、乙两车一定向左运动
B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车向右运动
D．甲车可能静止，乙车向左运动
导示:由烟囱冒出的烟可知风向左刮，根据车上的小旗的方向可以分析，乙一定向左运动，而甲车运动有三种可能性：可能向左运动（速度比风速小）；可能静止；可能向右运动。故D正确。

类型二平均速度、瞬时速度和平均速率的比较
【例2】游泳作为一项体育运动，十分普及，游泳可以健身、陶冶情操，北京体育大学青年教师张健第一个不借漂浮物而横渡渤海海峡，创造了男子横渡渤海海峡最长距离的世界纪录，为我国争得荣誉，2000年8月8日8时整，张健从旅顺老铁山南岬角准时下水，于8月10日22时抵达蓬莱阁东沙滩，游程123.58km，直线距离109km，根据上述材料，试求：
（1）在这次横渡中，张健游泳的平均速度v和每游100m约需的时间t分别为多少？（保留两位有效数字）
（2）在这次横渡中，张健游泳的平均速率又是多少？
导示:由题意知，张健游泳的时间
t=62h=2.232×105s；
则平均速度v=109×103/2.232×105=0.49m/s；
而平均速率v’=123.58×103/2.232×105=0.55m/s
故每游100m约需的时间t=100/0.55=1.8×102s.
平均速度=位移/时间，平均速率=路程/时间；张健游过100m的速率可以认为近似等于平均速率。

类型三有关匀速运动的实际问题分析
【例3】某高速公路单向有两条车道，两条车道的最高限速分别为120km/h和l00km/h按规定在高速公路上行驶的车辆最小间距（m）应为车速（km/h）数的2倍，即限速为100km/h的车道，前后车距至少应为200m，求：
（1）两条车道中限定的车流量（每小时通过某一位置的车辆总数）之比．
（2）若此高速公路总长为80km，则车流量达最大允许值时，全路（考虑双向共四条车道）拥有的车辆总数．
导示:（1）按题设条件知，两个车道上前后两辆车通过同一点最少用时为：
200m100km/h=240m120km/h=2×10－3h，
所以一个小时通过某一位置的车辆总数为12×10-3＝500，两个车道上车流量相同，即比值为1:1。
（2）100km/h的车道上拥有车辆总数为：80km200m=400辆
120km/h的车道上拥有车辆总数为：80km240m=333辆
全路（四条车道）拥有车辆总数为：（400+333）×2＝1466辆

1．下列加点的物体或人可以看作质点的是（B）A．研究一列火车通过某一路标所用的时间
B．比较两列火车运动的快慢
C．研究乒乓球的弧圈技术
D．研究自由体操运动员在空中翻滚的动作

2．(无锡市08届高三基础测试）如图是一辆汽车做直线运动的s-t图象,对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动,下列说法正确的是(BC)
A．OA段运动最快
B．AB段静止
C．CD段表示的运动方向与初始运动方向相反
D．运动4h汽车的位移大小为30km

3．（2007高考理综北京卷）18．图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片。该照片经放大后分辨出，在曝光时间内，子弹影象前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(B)
A．10-3sB．10-6s
C．10-9sD．10-12s

4．作匀加速直线运动的物体，加速度是2m/s2，它意味着（B）
A．物体在任一秒末的速度是该秒初的两倍
B．物体在任一秒末的速度比该秒初的速度大2m/s
C．物体在第一秒末的速度为2m/s
D．物体任一秒初速度比前一秒的末速度大2m/s
5．某测量员是这样利用回声测距离的；他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00s第一次听到回声，又经过0.50s再次听到回声.已知声速为340m/s,则两峭壁间的距离为多少？?

答案：1.B2.BC3.B4.B5.425m

高考物理第一轮能力提升复习：摩擦力

第二课时摩擦力

【教学要求】
1．知道静摩擦产生的条件，知道最大静摩擦的概念，并正确判断静摩擦力的方向。
2．知道滑动摩擦力产生的条件，并正确判断滑动摩擦力的方向。知道影响滑动摩擦力大小的因素，会用动摩擦因数计算滑动摩擦力。
【知识再现】
（一）静摩擦力
1．静摩擦力产生条件：a．接触面粗糙；b．存在弹力；c．相对静止且有相对运动趋势。
2．静摩擦力的方向：沿接触面且与相对运动趋势方向相反。
3．静摩擦力的大小：0f≤fm（fm=μ0N）
一般由牛顿定律计算（平衡时等于除f外的切向合力）
（二）滑动摩擦力
1．滑动摩擦力产生条件：a．接触面粗糙；b．存在弹力；c．有相对运动
2．滑动摩擦力的方向：沿接触面且与相对运动方向相反。
3．滑动摩擦力的大小：f=μN。
静摩擦力大小与正压力无关，与平行于接触面的外力有关；而滑动摩擦力与平行于接触面的外力无关，与速度大小、接触面积大小无关，与正压力成正比。

知识点一对滑动摩擦力的认识
滑动摩擦力大小与压力成正比，即f=μFN；方向与相对运动方向相反，要注意“FN”并不总是等于物体重力，这是易错点。
【应用1】一倾斜传送带按如图所示方向运动，现将一小物块A慢慢放到传送带的上端，刚放上A后，A受的摩擦力方向如何？
导示:刚放上A后，A相对传送带向上运动，故A受的摩擦力方向沿传送带向下。

引申：经过一段时间后，A受的摩擦力方向又如何呢？

知识点二静摩擦力的特点
静摩擦力具有可变性、不确定性，大小和方向都可以发生突变。
【应用2】（南京一中08届高三第一次月考试卷）关于静摩擦力的说法正确的是（）
A．静摩擦力有最大值，说明静摩擦力的值在一定范围内是可变的
B．静止物体受到的摩擦力一定是静摩擦力
C．静摩擦力的方向可能与其运动方向相同
D．运动的物体可能受静摩擦力作用
答案：ACD
考考你：如图所示，手用力握住一个竖直的瓶子，瓶子静止。有人认为，手握的力越大，瓶子所受的摩擦力越大。还有人认为，手越千燥、粗糙，瓶子所受的摩擦力越大。他们的观点有什么不妥吗？

类型一静摩擦力的有无及方向的判定
静摩擦力有无的判断方法：1、假设法；2、根据平衡条件或者牛顿定律判断。其方向总是跟接触面相切、与相对运动趋势的方向相反。
【例1】指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向。
（1）物体A静止于斜面上，如图甲所示；
（2）物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；
（3）物体A放在车上，在刹车过程中A相对于车厢静止，如图丙所示；
（4）物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示。
导示：运用假设法不难判断，图甲中，斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；
图乙中，物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左．判断静摩接力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断；
图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左（与加速度同向）；
图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圈心。
答案：（1）沿斜面向上；（2）水平向左；
（3）水平向左；（4）总指向圆心。

类型二摩擦力大小的计算
【例2】（山东临沂市08届高三上学期期中考试）如图所示，放在斜面上的物体处于静止状态.斜面倾角为30°物体质量为m，若想使物体沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力F=0.2mg，则（）
A．若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.1mg
B．若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.2mg
C．若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力
D．若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.7mg
导示:选C。由题意可知物体与斜面间最大静摩擦力为FM=mgsin30°+F=0.7mg。
若F变为大小0.1mg沿斜面向下的推力，则物体与斜面的静摩擦力应该是0.6mg；
若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力应是0.4mg；
若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F至少应变为大小mgsin30°+FM=0.5mg+0.7mg=1.2mg沿斜面向上的推力；
若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面间应为静摩擦力，其大小是0.3mg。

【例3】
【例4】如图所示，一直角斜槽（两槽面间夹角为900，两槽面跟竖直面的夹角均为450)对水平面的倾角为θ，一个横截面为正方形的物块恰能沿此斜槽匀速下滑．假定两槽面的材料和槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦因数．
导示：物块沿斜槽匀速下滑，说明物块所受摩擦力与重力在料槽方向的分力相等．滑动摩擦力等于动摩擦因数与物体间正压力的乘积，要注意，此题中的正压力并不等于mgcosθ。正确画出受力图是解答此题的关健．
如图所示，设左右槽面作用于物块的支持力分别为FN1、FN2，由于对称性，FN1=FN2，它们的合力FN垂直于槽底线，且
①
相应的左、右两槽面作用于物块的滑动摩擦力F1,，和F2相等，它们的合力F平行于槽底线，且F=2F1=2fN1②
根据平衡条件F=mgsinθFN=mgcosθ
从上面两个方程得③
将①②代入③可得

一、本题易错处是求摩擦力大小时：①不能对物体正确的受力分析判断FNl,FN2,FN的大小关系以及FN、mg、F的大小关系．②不能将不在同一平面内的力转化为同一平面内的力。③需注意物体在任一接触面上所受的滑动摩擦力与该接触面上的压力成正比。
二、求摩擦力大小要特别注意以下几个问题：①区分静摩擦力和滑动摩擦力，它们的大小影响因素不同；②画好受力图是解题关键，要知道把空间力转换成平面力。

类型三受力分析问题
一、整体法和隔离法
分析判断物体间的相互作用就选用隔离法．在不考虑物体间的相互作用力只需要考虑系统整体受力情况时用整体法．
（1）分析周围哪些物体对它施加了力的作用．并注意每一个力都确定能找到施力物体，以防止“添力”；
（2）注意区分内力和外力；
二、假设法
如果不知道某个力是否存在，可先对其作出存在或者不存在的假设，然后再根据物体的运动状态是否变化来判断该力的存在情况。
【例3】（07年重庆市第一轮复习第三次月考卷6.）物体A、B叠放在斜面体C上，物体B上表面水平，如图所示，在水平力F的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体A、B相对静止，设物体A受摩擦力为f1，水平地面给斜面体C的摩擦为f2(f2≠0)，则（）
A．f1=0
B．f2水平向左
C．f1水平向左
D．f2水平向右
导示：选CD。先整体分析，知f2与C运动方向相反，水平向右；再隔离A，对A由牛顿定律知f1与加速度方向相同，水平向左。

1．(08孝感一中届高三期中检测)汽车前进主要依靠发动机产生的动力，使车轮转动，利用车轮与地面间的摩擦力使汽车前进，通常产生驱动力的轮子只有两个，或前轮驱动，或后轮驱动，其余两个轮子被拉着或推着前进，武汉制造的“富康”小汽车是采用前轮驱动的方式，而“城市猎人”越野吉普车是采用四轮驱动方式，则下列说法中正确的是（）
A．“富康”小汽车在平直路面上匀速前进时，前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前
B．“富康”小汽车在平直路面上匀速前进时，前轮受到的摩擦力向前，后轮受到的摩擦力向后
C．“城市猎人”越野吉普车在平直路面上匀速前进时，前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前
D．“城市猎人”越野吉普车在平直路面上匀速前进时，前、后轮受到的摩擦力均向前

2．(08孝感一中届高三期中检测)一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子，沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示(已知μ2μ1),，下列说法正确的是（）
A、要顺利地卸干净全部沙子,应满足tanθμ2；
B、要顺利地卸干净全部沙子,应满足sinθμ2；
C、只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2tanθμ1；
D、只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2μ1tanθ。

3．(2006年上海）一质量m=20kg的钢件，架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上，如图所示，钢件的重心与两柱等距，两柱的轴线在同一水平面内，圆柱的半径r=0.025m，钢件与圆柱间的动摩擦因数μ=0.20，两圆柱各绕自己的轴线做转向相反的转动，角速度ω=40rad/s，若沿平行于柱轴方向施加力推着钢件做速度为v0=0.05m/s的匀速运动，推力是多大？设钢件左右受光滑槽限制（图中未画出），不发生横向运动．

答案：1．BD2．AC3．F=2N