高中物理第12章第一单元 第1课时
高中物理新教材同步 必修第三册 第12章 2 第1课时 闭合电路的欧姆定律
2 闭合电路的欧姆定律 第1课时 闭合电路的欧姆定律[学习目标] 1.理解电动势的概念。
2.了解外电路、内电路，知道电动势等于内、外电路电势降落之和(重难点)。
3.理解闭合电路欧姆定律的内容，掌握其表达式(重点)。
一、电动势1．由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。
闭合电路包括外电路和内电路。
(1)外电路：用电器和导线组成外电路。
(2)内电路：电源内部是内电路。
内电路中的电阻叫内电阻，简称内阻。
我们可以将电源看作一个没有电阻的理想电源与电阻的串联。
2．非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力。
在干电池中，非静电力是化学作用，在发电机中，非静电力是电磁作用。
3．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
4．电动势(1)定义：在电源内部，非静电力所做的功W 与被移动的电荷量q 的比值叫电源的电动势。
(2)定义式：E ＝Wq。
(3)单位：伏特(V)，1 V ＝1 J/C 。
(4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。
(5)电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，跟外电路也无关(均选填“有关”或“无关”)。
日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V ”字样，有的标有“3.7 V ”字样。
(1)如果把5 C 的正电荷从1.5 V 干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把2 C 的正电荷从3.7 V 的手机电池的负极移到正极呢？(2)是不是非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能的本领就越大？如何描述电源把其他形式的能转化为电能的本领？答案 (1)把5 C 的正电荷从1.5 V 干电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.5 J ，非静电力做功7.5 J 。
把2 C 的正电荷从3.7 V 手机电池的负极移到正极，该电荷的电势能增加了7.4 J ，非静电力做功7.4 J 。
第十二章电能+能量守恒定律+知识点清单 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
新教材人教版高中物理必修第三册第十二章知识点清单目录第12章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化第2节闭合电路的欧姆定律第3节实验：电池电动势和内阻的测量第4节能源与可持续发展第12章电能能量守恒定律第1节电路中的能量转化一、电功和电功率1. 电功(1)定义：静电力移动电荷所做的功，简称电功。
(2)公式：(3)单位：在国际单位制中，电功的单位是焦耳，符号为J。
常用的单位还有千瓦时，1 kW·h=3. 6×106 J。
2. 电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比叫作电功率，它在数值上等于单位时间内电流所做的功。
(2)公式：(3)单位：在国际单位制中，电功率的单位是瓦特，符号为W。
常用的单位还有千瓦(kW)，1 kW=1 000 W。
(4)意义：电功率表示电流做功的快慢。
二、焦耳定律1. 焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(2)表达式：2. 热功率(1)定义：热功率指单位时间内电流通过导体产生的热量。
(2)表达式：P 热=I 2R 。
三、电路中的能量转化1. 纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为电阻的内能。
此时电功等于电热，W=Q=UIt=I 2Rt=U 2Rt ，电功率等于热功率，P=P 热=UI=I 2R=U 2R。
2. 非纯电阻电路：含有电动机、电解槽等用电器的电路称为非纯电阻电路。
在非纯电阻电路中，电流做的功一部分转化为机械能或化学能，还有一小部分转化为内能。
此时电功大于电热，W=UIt=Q+E 其他>Q=I 2Rt ，电功率大于热功率，P=UI=P 热+P 其他>P 热=I 2R 。
四、纯电阻电路和非纯电阻电路的理解 纯电阻电路非纯电阻电路电路特点 电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能 除电阻外还包括能把电能转化为除内能外的其他形式能的用电器 是否遵循 欧姆定律遵循欧姆定律I=UR不遵循欧姆定律U>IR 或I<UR能量转化 电流做功，电能全部转化为内能 电流做功，电能除转化为内能外，还要转化为其他形式的能 元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等 电功 W=UIt=I 2Rt=U 2RtW=UIt 电热 Q=I 2Rt=UIt=U 2RtQ=I 2Rt 电功率 P=UI=I 2R=U 2RP=UI 热功率 P 热=I 2R=UI=U 2RP 热=I 2R五、电动机的功率和效率 1. 电动机模型如图，电动机由线圈电阻和其他元件组成。
高中物理 第12章 机械波 第1节 波的形成和传播课后练习高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校波的形成和传播基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．关于机械波的下列说法中，正确的是( C )A．自然界所刮的风就是一种机械波B．波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C．波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息D．能传播机械波的介质一是可以自由流动的解析：自然界所刮的风，实质上是由于压强差因素引起的空气流动，不是机械波，所以A错；波是运动形式的传播，是能量传递的一种方式，但各质点均在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，因此B错；波不仅能传播运动形式，它也是信息传递的载体，故C正确；固体也能传播机械波，故D错。
2．关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是( A )A．有机械振动必有机械波B．有机械波必有机械振动C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移D．在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止解析：机械振动是形成机械波的条件之一，有机械波一有机械振动，但有机械振动不一有机械波，A错，B对；波在传播时，介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动，它们不随波的传播而发生迁移，C对；振源停止振动后，已形成的波仍继续向前传播，直到波的能量消耗尽为止，D对。
故符合题意的选项为A。
3．区分横波和纵波是根据( C )A．是否沿水平方向传播B．质点振动的方向和波传播的远近C．质点振动的方向和波传播的方向的关系D．质点振动的快慢解析：横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判断的，如果两者的方向在同一条直线上，则该波就是纵波，如果两者的方向相互垂直，则该波就是横波。
4．关于机械波的形成，下列说法中正确的是( BC )A．物体做机械振动，一产生机械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参与振动的质点都有相同的频率D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递解析：机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质。
高中物理必修三 新教材学习笔记 第12章 专题强化9 闭合电路的动态分析 含有电容器的电路 故障分析
专题强化9闭合电路的动态分析含有电容器的电路故障分析[学习目标] 1.会应用闭合电路的欧姆定律分析闭合电路的动态问题(重难点)。
2.会分析含有电容器的电路问题(重难点)。
3.会结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分析电路故障(难点)。
一、闭合电路的动态分析在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路的总电流、路端电压如何变化？通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化，它们两端的电压如何变化？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________闭合电路动态问题的分析方法1．程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图)：2．结论法——“串反并同”“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。
“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
3．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。
例1如图所示电路中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是( )A ．电压表示数变大，通过灯L 1的电流变大，灯L 2变亮B ．电压表示数变小，通过灯L 1的电流变小，灯L 2变暗C ．电压表示数变大，通过灯L 2的电流变小，灯L 1变亮D ．电压表示数变小，通过灯L 2的电流变大，灯L 1变暗针对训练1 如图所示，E 为内阻不能忽略的电源，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为理想电压表与电流表。
高中物理新教材同步 必修第三册 第12章 1 电路中的能量转化
1 电路中的能量转化[学习目标] 1.理解电功、电功率、焦耳定律、热功率的概念，知道它们的区别与联系(重点)。
2.知道纯电阻电路与非纯电阻电路的特点和区别，理解两种电路的能量转化关系(重难点)。
一、电功和电功率1．电功(1)电流做功的实质是，导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功。
电能转化为其他形式的能，是通过电流做功来实现的。
(2)电功的计算公式：W ＝UIt 。
单位：焦耳，符号为J 。
常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h ＝3.6×106 J 。
2．电功率(1)定义：电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式：P ＝Wt ＝UI 。
(3)单位：瓦特，符号为W 。
(4)意义：表示电流做功的快慢。
(5)额定功率：额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时所消耗的功率，此时流经用电器的电流就是它的额定电流。
(1)电功率越大，表示电流做功越多。
( × ) (2)由公式P ＝Wt可知，时间越短，功率越大。
( × )我们常说的月耗电量为100度，其中“度” 表示什么物理意义？100度是多少焦耳？ 答案 “度”是能量单位，1度＝1 kW·h ＝3.6×106 J 100度＝100×3.6×106 J ＝3.6×108 J 。
例1 四个定值电阻连成如图所示的电路。
R A 、R C 的规格为“10 V 4 W ”，R B 、R D 的规格为“10 V 2 W ”。
下列按消耗功率大小排列这四个定值电阻正确的是( )A ．P A ＝P C <PB ＝P D B ．P B >PC >P A >PD C ．P D >P A >P C >P B D ．P A ＝P C >P B ＝P D 答案 C解析 根据R ＝U 2P 可知R A ＝R C <R B ＝R D ，因流过R A 、R D 的电流相等，根据P ＝I 2R ，可知P D >P A ，因R B 、R C 两端电压相等，根据P ＝U 2R 可知P C >P B ，因R A 、R C 电阻相等，I A >I C ，根据P ＝I 2R可知P A >P C ，即P D >P A >P C >P B ，故选C 。
高中物理人教必修三第12章第1节 闭合电路的欧姆定律(二)闭合电路欧姆定律20202021学年
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电路中的能量转化
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三.路端电压与负载的关系
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路端电压与负载的关系
由路端电压: U E Ir
I E Rr
【探究结论】 R增大，电流减小，路端电压增大 R减小，电流增大，路端电压减小
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断路(R→∞ I=0)
两 短路(R=0)
种
AB A
特 殊 情
外电路
Rs
Er
内电路
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2.闭合回路的电流方向
在外电路中，电流方向由正极流向负极，沿电流方向电势降低。
在内电路中，通过非静电力做功使正电荷由负极移到正极，所以电流
方向由负极流向正极。
+
+
+
+
R
+
+
+ +
+
+
-
+ +
内电路与外电路中的总电流是相同的。
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问题探究：闭合电路中电势如何变化？
解: 得:
E I1R1 I1r E I2R2 I2r
E 3.0V
r 1
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例2.在U-I图象中，由图象做出的下列判断中，正确的是（ACD ）
A.被测电池的电动势为1.5V B.被测电池的内电阻为2.0Ω C.外电路短路时的电流约为3.0A D.从图象的A点变化到B点，外电路电阻变小
求：
①电源的最大输出功率； ②R1上消耗的最大功率； ③R2上消耗的最大功率。
R2 R1
Er
① 2.25W；② 2W；③ 1.5W。
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高中物理知识点考试总结(第12章电磁波)
2
三、电磁场：变化的电场和变化的磁场相互联系，形成一个 不可分割的统一场，这就是电磁场;
四、电磁波：电磁场由近及远的传播，就形成了电磁波; 1、有效向外发射电磁波的条件： (1)要有足够高的频率; (2)电场、磁场必须分散到尽可能大的空间(开放电路) 2、电磁场的性质：
1
(1)电磁波是横波; (2)电磁波的速度 v=3.0*108; (3)遵守波的一切性质;波的衍射、干涉、反射、折射; (4)电磁波的传播不需要介质
高中物理知识点考试总结（第 12 章电磁波）
第 12 章电磁波
一、麦克斯韦的电磁场理论： 1、不仅电荷能产生电场，变化的磁场亦能产生电场; 2、不仅电流能产生磁场，变化的电场亦能产生磁场;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、对麦氏理论的理解 1、稳恒的电场周围没有磁场; 2、稳恒的磁场周围没有电场 3、均匀变化的电场产生稳恒的磁场; 4、均匀变化的磁场产生稳恒的电场; 5、非均匀变化的电场、磁场可以相互转化;
高中物理 第一章第一节1.1质点、参考系和坐标系课件 新人教必修1
【错解】AD 【剖析】质点是一个理想化模型.一个物体能否看做质点，是依据物体的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响大小而定，不是以物体的大小而定的.如地球很大，在研究地球的公转时，就可以把地球看做质点；但在研究地球的自转时，就不能把地球看做质点.原子很小，但在研究原子的结构时，就不能把原子看做质点.所以说能否把物体看做质点，不是依据物体的大小和形状，也不是依据物体是否运动或静止，而是依据物体的大小和形状对所研究的问题有无影响或影响大小而定；同一个物体，在不同的问题中，有时可以看做质点，有时却不能看做质点.故ABD错误，只有C正确. 【正解】C
宋代诗人陈与义乘着小船，在风和日丽的春日出游时写下《襄色道中》一诗，根据图中的诗句，诗人是如何表达他对运动的相对性的理解的？ 在这首诗中，诗人艺术的表达了他对运动相对性的理解.诗中的“飞花”是以船为参考系的.“云不动”说明风吹云与船一起东行,云与船的位置不变，以船为参考系，则云是静止的.因此，物理学中的运动和静止都有相对性，同一物体选择不同的参考系，得到的结果往往是不同的.若选择地面为参考系，则诗中的“花”是静止的，而“云”则是运动的.
例3一个小球从距地面5 m处落下，被地面弹回，在距地面0.5 m处被接住.取坐标原点在抛出点下方2 m处,向下的方向为坐标轴的正方向.则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( ) A. -2 m，3 m,2.5 m B. 2 m，-3 m,-2.5 m C. 5 m，0 m,0.5 m D. 0 m,5 m,4.5 m 【解析】根据题意建立如图所示的坐标系.A点为抛出点,坐标为-2 m,B点为坐标原点,D点为地面,坐标为3 m,C点为接住点,坐标为2.5 m,所以A选项正确. 【答案】A 【点评】解答本题的关键是正确建立坐标系,并在坐标系中标出多个时刻对应的位置.
高中物理人教必修三第12章第1节2闭合电路的四率问题
闭合电路的“四率”问题【知识梳理】1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。
(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R(R＋r)2＝E2(R－r)2R＋4r 讨论：如图所示①当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E2 4r。
②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小。
③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大。
④当P 出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2。
4．电源的效率 (1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100% (2)纯电阻电路：η＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100% 讨论：R 越大，η越大；当R ＝r 时，电源有最大输出功率，效率仅为50%。
【巩固训练】【例1】如图所示，已知电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，保护电阻R 0＝0.5 Ω，求：当电阻箱R 读数为多少时，保护电阻R 0消耗的电功率最大，并求这个最大值。
[解析] 保护电阻消耗的电功率为P 0＝E 2R 0(r ＋R ＋R 0)2，因R 0和r 是常量，而R 是变量，所以R 最小时，P 0最大，即R ＝0时，P 0max ＝E 2R 0(r ＋R 0)2＝62×0.51.52 W ＝8 W 。
[答案] R ＝0 P 0max ＝8 W【变式训练1】在【例1】中，条件不变，求当电阻箱R 读数为多少时，电阻箱R 消耗的功率P R 最大，并求这个最大值。
[解析] 这时要把保护电阻R 0与电源内阻r 算在一起，据以上结论，当R ＝R 0＋r ，即R ＝1 Ω＋0.5 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R 消耗的功率最大，P R max ＝E 24(r ＋R 0)＝624×1.5 W ＝6W 。
高中物理人教必修三第12章第1节5欧姆表的原理学案
欧姆表的原理【知识梳理】一、欧姆表的构造及原理(欧姆表的改装)1．情景：如图电路中电源的电动势E＝1.5V，内阻r＝0.5Ω，电流表满偏电流I g＝10mA，电流表的电阻R g＝7.5Ω，A、B为接线柱。
(1)用一条导线把A、B直接连起来，此时应把R调节为多少，才能使电流表恰好达到满偏电流？I g＝ER g＋R＋r解得R＝142Ω(2)调至满偏后保持R不变，在A、B间接接入一个150Ω的定值电阻R0，电流表指针指着多少刻度的位置？I＝ER g＋R＋r＋R0解得I＝5mA(3)如果把任意电阻R x接在A、B间，电流表读数I与R x的值有什么关系？I＝ER g＋R＋r＋R x 解得R x＝EI―R g＋R＋r＝1.5VI―150Ω总结分析：当红、黑表笔之间接有未知电阻R x时，有I＝ER g＋R＋r＋R x，即R x＝EI―R g＋R＋r。
故每一个未知电阻R x都对应一个电流值I。
我们将刻度盘上电流的刻度换成所对应的R x的值，这样就改装成一个测量电阻的仪器了。
2．欧姆表改装(1)构造：欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部电阻R内＝R g＋R＋r，外部接被测电阻R x，全电路总电阻R总＝R g＋R＋r＋R x＝R内＋R x。
(2)改装说明：①红、黑表笔短接(被测电阻R x＝0)时，调节调零电阻R，使电流表指针达到满偏，有I＝I g＝ER g＋R＋r，这一过程叫欧姆调零。
满偏电流I g处可标电阻大小为“0”。
(图甲)②红、黑表笔断开(R x→∞)时，指针不偏转，有I＝0。
可以在I＝0处标电阻大小为“∞”。
(图乙)③当R x＝R g＋R＋r时，指针偏转到表盘中间，有I＝I g2，此时R x等于欧姆表的内阻值R，称为中值电阻。
内④但是由于I与R是非线性关系，虽然表盘上电流刻度是均匀的，但对应的电阻刻度却是不均匀的，且越靠近“∞”越密。
二、多用电表档位电路示意图如图所示，多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用。
2020-2021学年高中物理人教版必修第三册教案 第12章
电路中的能量转化【教学目标】1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3．知道电功率和热功率的区别和联系。
4．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。
【教学重点】电功和电热的计算。
【教学难点】电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
【教学过程】一、创设情景，导入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生举例：1．电灯将电能转化为内能和光能。
2．电炉将电能转化为内能。
3．电动机将电能转化为机械能。
4．电解槽将电能转化为化学能。
教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
二、新课教学（一）电功和电功率请同学们思考下列问题：（1）电场力的功的定义式是什么？（2）电流的定义式是什么？答：电场力的功的定义式。
电流的定义式如图所示，一段电路两端的电压为 U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流 I。
在时间 t 通过这段电路上任一横截面的电荷量 q 是多少？这相于在时间 t 内将这些电荷 q 由这段电路的一端移到另一端。
在这个过程中，电场力做了多少功？电场力做功的功率是多少？这些公式分别用语言怎么描述？教师讲解：在时间 t 内，通过这段电路上任一横截面的电荷量在这一过程中，电场力做的功电场力做功的功率为电功：电流在这一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积。
电流做功的功率等于这段电路两端的电压 U、电路中的电流 I 的乘积。
在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号 J。
电功常用单位是千瓦时，俗称“度”，符号是 kW·h.1kW·h 表示功率为 1kW 的用电器正常工作 1h 所消耗的电能。
2013新课标高中物理总复习第12章---第1讲
2．实验步骤 (1)组成单摆．实验器材有：带有铁夹的铁架台，中心有孔的小钢球， 约 1 m 长的细线．在细线的一端打一个比小钢球的孔径稍大些的结，将 细线穿过小钢球上的小孔，制成一个单摆；将单摆固定在带铁夹的铁架 台上，使小钢球自由下垂．
课 时 知 能 训 练
菜
单
新课标 ·物理
菜 单
随 堂 检 测 · 紧 练 兵
课 时 知 能 训 练
新课标 ·物理
自 主 落 实 · 固 基 础
随 堂 检 测 · 紧 练 兵
考 点 突 破 · 提 知 能
课 时 知 能 训 练
菜
单
新课标 ·物理
二、受迫振动及共振
自 主 落 实 · 固 基 础
1．阻尼振动 (1)定义：系统克服阻尼所做的振幅逐渐 减小 的振动． (2)功能关系：系统减少的机械能用来克服阻力做功． 2．受迫振动 (1)概念：系统在 周期性 的外力(驱动力)作用下的振动．
图12－1－2
课 时 知 能 训 练
菜
单
新课标 ·物理
自 主 落 实 · 固 基 础
随 堂 检 测 · 紧 练 兵
考 点 突 破 · 提 知 能
课 时 知 能 训 练
菜
单
新课标 ·物理
自 主 落 实 · 固 基 础
(多选)(2010· 全国高考)一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在 4 坐标原点．t＝0 时刻振子的位移 x＝－0.1 m；t＝ s 时刻 x＝0.1 m； 3 t＝4 s 时刻 x＝0.1 m，该振子的振幅和周期可能为( A．0.1 m， 8 s 3 B．0.1 m,8 s D．0.2 m,8 s )
考 点 突 破 · 提 知 能
高中物理 第12章 机械波 第1节 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4
②疏部：质点分布__最__疏____的位置
机械波
1．介质 (1)定义：绳、弹簧、水、空气等___波_____借以传播的物质。 (2)特点：组成介质的质点之间有_相__互__作__用_，一个质点的振动会引起相邻质 点的振动。 2．形成 机械振动在__介__质____中传播，形成机械波。 3．两个产生条件 (1)要有__振__源____。 (2)要有传播振动的__介__质____。
4．传递的三个特点 (1)介质中的机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有 __振__动____这种运动形式。 (2)波是传递_能__量_____的一种方式。 (3)波可以传递__信__息____。
『判一判』 (1)在水平方向传播的波为横波。( × ) (2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。( √ ) (3)机械波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。( × ) (4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。( √ ) (5)纵波指的是质点的振动方向和波的传播方向垂直的波。( × ) (6)横波中分密部和疏部，纵波中分波峰和波谷。( ×)
机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波。
(1)(多选)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是(
) BC A．在横波中二者方向有时相同
B．在横波中二者方向一定不同
C．在纵波中二者方向有时相同 D．在纵波中二者方向一定不同
(2)如图所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点， 则质点a的振动方向一定上下振动吗？
复习课件
高中物理 第12章 机械波 第1节 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4
第十二章
机械波
〔情 景 切 入〕 波是常见的运动现象，自然界里有各种各样的波，其中水波、声波是我们 熟悉的。那么，波是怎样产生的？它有哪些规律？ 〔知 识 导 航〕 本章在机械振动的基础上学习波动的基础知识。波动是振动在介质中的传 播而形成的，是自然界中一种普遍的运动形式。本章通过波的形成、波的描述 、波的图象、波的传播规律、波的反射、折射、干涉、衍射等现象来学习波的 基础知识，了解波的特性，为以后学习打下扎实的基础。 波动是以振动为基础的一种运动形式，它研究的是波的传播方向上参与波 动的一系列质点的运动规律。因此机械波的形成就构成了本章的难点，而形象 的描绘机械波传播的波的图象是本章的重点。
新教材高中物理第12章电能能量守恒定律1电路中的能量转化课件新人教版必修第三册
【思维脉络】
课前预习反馈
知识点 1 电功和电功率 1．电能转化为其他形式的能，是通过_电__流____做功来实现的。 2．电流做功的实质：导体中的__恒__定__电__场___对自由电荷的静电力在
做功。
3．静电力的功：电流在一段电路中所做的功等于电路两端的电压 U、电路中的电流I、通电时间t三者的_乘__积____。即W＝__U__It__。
(A )
A．U1＜U2，Q1＝Q2
B．U1＝U2，Q1＝Q2
C．W1＝W2，Q1＞Q2
D．W1＜W2，Q1＜Q2
错解：B或C或D 错 因 分 析 ： 错 解 B ： 不 清 楚 在 非 纯 电 阻 电 路 中 公 式 U ＝ IR 不 再 成 立，错选B项；错解C：由W＝IUt判断出W1＝W2，考虑到电动机有机械 能输出，由能量的转化与守恒判断得Q1＞Q2，误认为C正确；错解D： 正确判断出U1＜U2后，由W＝IUt得W1＜W2，由Q＝IUt，得Q1＜Q2，错 选D项。 正确解答：电动机正常工作时其电路是非纯电阻电路，其两端电压 U2＞IR＝U1，B错误；电流做的功W1＝IU1t，W2＝IU2t，因此W1＜W2， C错误；产生的热量由Q＝I2Rt可判断Q1＝Q2，A正确，D错误。
课内互动探究
探究 一
串、并联电路中电功率的分析与计算
情景导入
用电炉烧水时，炉盘内的电炉丝被烧得通红，产生 大量的热，而连接电炉的导线却不怎么热，这是什么原 因？
提示：通电导线跟电炉丝是串联在一起的，通过它 们的电流相等，而电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电 阻要大得多。由焦耳定律Q＝I2Rt知在相等的时间内导 线产生的热量比电炉丝产生的热量要少得多。
3．结论 无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗 的功率之和。
高中物理总复习第12章---第1讲
随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能第1讲机械振动一、简谐运动的描述1．描述简谐运动的物理量(1)位移：方向为从指向振子所在的位置，大小为到该位置的距离．其最大值为振幅．(2)速度：描述振子在振动过程中经过某一位置或在某一时刻运动的快慢．在所建立的坐标轴上，速度的正负号表示振子运动方向与相同或相反．平衡位置平衡位置坐标轴的正方向随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(3)加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体的加速度a ＝－km x .由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向与位移方向总是相反．(4)回复力①定义：使物体返回到的力．②方向：时刻指向平衡位置．③来源：振动物体所受的沿振动方向的合力．(5)振幅、周期(频率)、相位①振幅：反映振动质点的物理量，它是标量．②周期和频率：描述的物理量，其大小由振动系统本身来决定，与无关．也叫做固有周期和固有频率．③相位：用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态的物理量，其单位为弧度．平衡位置振动强弱振动快慢振幅随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能二、受迫振动及共振1．阻尼振动(1)定义：系统克服阻尼所做的振幅逐渐的振动．(2)功能关系：系统减少的机械能用来克服阻力做功．2．受迫振动(1)概念：系统在的外力(驱动力)作用下的振动．(2)振动特征：受迫振动的频率等于的频率，与系统的固有频率无关．3．共振图12－1－1减小周期性驱动力随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(1)概念：驱动力的频率等于系统的时，受迫振动的振幅最大的现象(2)共振条件：驱动力的频率等于系统的．(3)特征：共振时最大．(4)共振曲线：如图12－1－1所示．固有频率固有频率振幅随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2)对称规律①做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系、另外速度的大小、动能具有对称性，速度的方向可能相同或相反．②振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC ＝t CB ；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段时时间相等，如t BC ＝t B ′C ′，如图12－1－2所示．图12－1－2随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(多选)(2010·全国高考)一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点．t ＝0时刻振子的位移x ＝－0.1 m ；t ＝43 s 时刻x ＝0.1 m ；t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ，该振子的振幅和周期可能为( )A ．0.1 m ，83 s B ．0.1 m,8 sC ．0.2 m ，83s D ．0.2 m,8 s随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【聚焦题眼】 (1)t ＝43s 时，x ＝0.1 m ；t ＝4 s 时，x ＝0.1 m.(2)该振子的振幅和周期可能为．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【解析】 在t ＝43 s 和t ＝4 s 两时刻振子的位移相同，第一种情况是当此时间差是周期的整数倍时有：Δt 1＝(4－43) s ＝nT ，当n ＝1时T ＝83 s ．振幅可以是0.1 m ，也可以是0.2 m ．因此A 、C 正确．第二种情况是此时间差不是周期的整数倍时，有Δt 2＝(43－0) s ＋(4－43)s ＝nT ＋T2，当n ＝0时T ＝8 s ，且由于Δt 2是Δt 1的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2 m ．如图所示，所以D 正确．【答案】ACD随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能1．图象特征(图12－1－3)(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，是正弦曲线还是余弦曲线取决于质点初始时刻的位置．(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹．(3)任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小．正负表示速度的方向，正时沿x 正方向，负时沿x 负方向．图12－1－3随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能2．图象信息(1)由图象可以看出振幅、周期．(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向．①回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t 轴．②速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，下一时刻位移如增加，振动质点的速度方向就是远离t 轴，下一时刻位移如减小，振动质点的速度方向就是指向t 轴．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2012·温州模拟)如图12－1－4所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式；(2)在第2 s 末到第3 s 末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s 的总位移是多少？路程是多少？图12－1－4随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【思路点拨】(1)先确定振动的振幅、周期、相位，再写出简谐运动的表达式． (2)分析时要注意矢量的方向性，位移和路程的区别．【解析】 (1)由振动图象可得：A ＝5 cm ，T ＝4 s ，φ＝0则ω＝2πT ＝π2rad/s 故该振子做简谐运动的表达式为：x ＝5 sin π2t cm.(2)由图可知，在t ＝2 s 时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大．当t ＝3 s 时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm ＝20 cm ，前100 s 刚好经过了25个周期，所以前100 s 振子位移x ＝0，振子路程s ＝20×25 cm ＝500 cm ＝5 m.【答案】 (1)x ＝5sin π2t cm (2)见解析 (3)0 5 m随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(多选)某振动系统的固有频率为f 0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f .若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是()A ．当f ＜f 0时，该振动系统的振幅随f 增大而减小B ．当f ＞f 0时，该振动系统的振幅随f 减小而增大C ．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 0D ．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f 【解析】由受迫振动的知识可知，驱动力的频率与振动系统的固有频率相差越小，振动系统的振幅越大，相差越大，振动系统的振幅越小，A 错误，B 正确；振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关，C 错误，D 正确．【答案】BD随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能1.实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动，可看成简谐运动，其固有周期T ＝2πlg ，可得g ＝4π2l T2，通过实验方法测出摆长l 和周期T ，即可计算得到当地的重力加速度．2．实验步骤(1)组成单摆．实验器材有：带有铁夹的铁架台，中心有孔的小钢球，约1 m 长的细线．在细线的一端打一个比小钢球的孔径稍大些的结，将细线穿过小钢球上的小孔，制成一个单摆；将单摆固定在带铁夹的铁架台上，使小钢球自由下垂．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2)测摆长．实验器材有：毫米刻度尺和游标卡尺．让摆球处于自由下垂状态时，用刻度尺量出悬线长l 线，用游标卡尺测出摆球的直径(2r )，则摆长为l ＝l 线＋r .(3)测周期．实验仪器有：秒表．把摆球拉离平衡位置一个小角度(小于5°)，使单摆在竖直面内摆动，测量其完成全振动30次(或50次)所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，即为周期T .(4)求重力加速度．将l 和T 代入g ＝4π2l /T 2，求g 的值；变更摆长3次，重新测量每次的摆长和周期，再取重力加速度的平均值，即得本地的重力加速度．3．数据处理(1)平均值法：用g ＝(g 1＋g 2＋g 3＋g 4＋g 5＋g 6)/6求出重力加速度．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2)图象法由单摆的周期公式T ＝2πl g 可得l ＝g 4π2T 2，因此以摆长l 为纵轴，以T 2为横轴作出的l －T 2图象是一条过原点的直线，如图12－1－5所示，求出斜率k ，即可求出g 值．g ＝4π2k ，k ＝lT 2＝Δl ΔT 2.随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2011·福建高考)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图12－1－6所示，则该摆球的直径为________cm.随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是( )A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【思路点拨】(1)游标卡尺读数时，要分清精度．(2)周期、摆长的测量方法如何．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【规范解答】 (1)游标卡尺读数为0.9 cm ＋7×0.1 mm ＝0.97 cm.(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5°，并从平衡位置计时，故A 错误；若第一次过平衡位置计为“0”则周期T ＝t50，若第一次过平衡位置计为“1”则周期T ＝t 49.5，B 错误；由T ＝2πL /g 得g ＝4π2LT 2，其中L 为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g 偏大，故C 正确；为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大体积较小的摆球，故D 错误．【答案】(1)0.97(0.96、0.98均可)(2)C随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能1．(2011·上海高考)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v 1、v 2(v 1>v 2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f 1，f 2和A 1，A 2，则()A ．f 1>f 2，A 1＝A 2B ．f 1<f 2，A 1＝A 2C ．f 1＝f 1，A 1>A 2D ．f 1＝f 2，A 1<A 2【解析】单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A 、B 错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C 正确，D 错误．【答案】C随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能2．(多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同【解析】 由x ＝A sin π4t 知，周期T ＝8 s ．第1 s 、第3 s 、第5 s间分别相差2 s ，就是14个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A 、D 项正确．【答案】 AD随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能3．(2011·聊城模拟)弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图12－1－7所示，则()A ．t 1、t 2时刻振子的速度大小相等，方向相反B ．t 1、t 2时刻振子加速度大小相等，方向相反C ．t 2、t 3时刻振子的速度大小相等，方向相反D ．t 2、t 3时刻振子的加速度大小相等，方向相同图12－1－7随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【解析】从图线可以看出，t 1、t 2时刻振子处于同一位置，位移大小相同，方向一致，由F ＝－kx 知回复力、加速度大小相等，方向一致；由振动的对称性知，速度大小相等，方向相反，故A 正确，B 错误．t 2、t 3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置，位移大小相等，方向相反，由F ＝－kx 知回复力、加速度大小相同，方向相反；由振动的对称性，速度大小相等，方向相同，都沿x 轴负方向，故C 、D 错误．【答案】A随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能图12－1－84．(多选)(2012·衡阳模拟)一质点做简谐运动的振动图象如图12－1－8所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是()A ．0～0.3 sB ．0.3 s ～0.6 sC ．0.6 s ～0.9 sD ．0.9 s ～1.2 s【解析】质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反，故位移减小时加速度与速度方向相同．故B 、D 正确．【答案】BD随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能5．如图12－1－9甲所示的装置可用于研究弹簧振子的受迫振动，砝码和轻弹簧构成弹簧振子．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图12－1－9乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图12－1－9丙所示．若用T 0表示弹簧振子的固有周期，T 表示驱动力的周期，y 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅．则()A ．由图线可知T 0＝4 sB ．由图线可知T 0＝8 sC ．当T 在4 s 附近时，y 显著增大；当T 比4 s 小得多或大得多时，y 很小D ．当T 在8 s 附近时，y 显著增大；当T 比8 s 小得多或大得多时，y 很小随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能图12－1－9随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【解析】若保持把手不动，砝码以一定的初速度做简谐振动，这时为自由振动，题中图乙为砝码的自由振动图象，由图读出的周期为T 0＝4 s ，T 0为砝码振动的固有周期．当把手以某一速度匀速转动，砝码做受迫振动，此时砝码振动的周期T 等于驱动力的周期，题中图丙为砝码受迫振动的图象，由图读出的周期为T ＝8 s ，T 为砝码受迫振动的周期，也为驱动力的周期．当驱动力的周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大；当驱动力的周期越远离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小，B 、D 错误，A 、C 正确．【答案】AC随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能6．水平弹簧振子做简谐运动，轨迹上有A 、B 两点，已知振子位于A 、B 两点的动能E A ＜E B ，且A 、B 两点的位移方向相同．关于振子通过A 、B 两点的加速度a A 、a B 和速度v A 、v B 一定有()A ．a A ＞aB ，且方向相同B ．a A ＜a B ，且方向相反C ．v A ＞v B ，且方向相同D ．v A ＜v B ，且方向相同【解析】由于A 、B 两点的动能E A ＜E B ，说明速度v A ＜v B ，位移x A ＞x B ，加速度a A ＞a B ；由题意知，A 、B 两点的位移方向相同，根据简谐运动的特点可知，A 、B 两点的加速度方向相同，A 正确，B 错误；A 、B 的速度方向可能相同，也可能相反，C 、D 错误．【答案】A随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能7．(2012·成都模拟)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图12－1－10甲、乙所示．测量方法正确的是________(填“甲”或“乙”)．图12－1－10随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图12－1－11甲所示．光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R 随时间t 的变化图线如图12－1－11乙所示，则该单摆的振动周期为_________．若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将__________(填“变大”、“不变”或“变小”)，图12－1－11乙中的Δt 将________(填“变大”、“不变”或“变小”)．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能图12－1－11随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【解析】 (2)小球摆动到最低点时，挡光使得光敏电阻阻值增大，从t 1时刻开始，再经两次挡光完成一个周期，故T ＝2t 0；摆长为摆线长加小球半径，当小球直径变大，则摆长增加，由周期公式T ＝2π lg可知，周期变大；当小球直径变大，挡光时间增加，即Δt 变大．【答案】 (1)乙 (2)2t 0 变大 变大随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能8．(2012·泉州模拟)弹簧振子以O 点为平衡位置，在B 、C 两点间做简谐运动，在t ＝0时刻，振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动；在t ＝0.2 s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.5 s 时，振子速度第二次变为－v .(1)求弹簧振子振动周期T ；(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ，求振子在4.0 s 内通过的路程；(3)若B 、C 之间的距离为25 cm.从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象．随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能【解析】(1)弹簧振子简谐运动示意图如图由对称性可得：T ＝0.5×2 s ＝1.0 s. (2)若B 、C 之间距离为25 cm ，则振幅A ＝12×25 cm ＝12.5 cm振子4.0 s 内通过的路程 s ＝4×4×12.5 cm ＝200 cm.(3)根据x ＝A sin ωt ，A ＝12.5 cm ，ω＝2πT＝2π.得x ＝12.5sin 2πt cm. 振动图象为【答案】(1)1.0 s (2)200 cm (3)x ＝12.5sin 2πt cm 图象见解析随堂检测·紧练兵课时知能训练自主落实·固基础考点突破·提知能本小节结束请按ESC 键返回。
高中物理人教必修三第12章第1节3两个UI图象问题学案
部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律分析【知识梳理】一、部分电路欧姆定律1．情景：如图，当调节滑动变阻器R 时， R 0两端电压U 与电流I 满足什么样的关系式。
(1)若不考虑电阻率随温度变化情况，请画出电阻R 0的U —I 图象； (2)若考虑电阻率随温度变化情况，请画出电阻R 0的U —I 图象；2．图象分析(1)物理意义：电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系。
(2)截距：过坐标轴原点，表示该电阻所加电压为零，此时电流为零。
(3)坐标点：表示该电阻的电压U 与电流I 。
①U 与I 的乘积表示此时该电阻消耗的功率(如A 点功率P ＝U 0I 0)。
②U 与I 的比值表示该电阻的大小(如A 点电阻R 0＝U 0I 0)。
不同坐标点比值一样，说明该电阻阻值不变(如左图)；坐标点比值不同，说明该电阻最电压变化而变化(如右图)。
(4)斜率：k ＝ΔUΔI 。
①左图图象是直线，有k ＝ΔU ΔI ＝tanθ，R 0＝UI ＝tanθ, k ＝R ，斜率表示该电阻的大小；②右图图象是曲线，以A 点为例，k ＝ΔU ΔI ＝tanβ，R 0＝U 0I 0＝tanα，k ≠R ，斜率不表示电阻的大小。
二、闭合电路欧姆定律(变化电阻U —I 图象)1．情景：如图，当调节滑动变阻器R 时， R 两端电压U 与电流I 满足什么样的关系式。
请画出电阻R 的U —I 图象。
2．图象分析(1)物理意义：电源的路端电压随电路电流的变化关系。
(2)截距：与纵轴交点表示电源电动势E ，与横轴交点表示电源短路电流，即I 短＝Er 。
(3)坐标点：表示路端电压U 与电流I 。
①U 与I 的乘积表示外电路电阻消耗的功率，即电源的输出功率。
②U 与I 的比值表示外电路电阻的大小(如A 点电阻R ＝U 0I 0)，不同点对应的外电阻大小不同。
(4)斜率：∣k ∣＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝r ，表示电源内阻。
注意：闭合电路中的外电阻我们可以等效成一个变化电阻，因此该图象可以表示为闭合电路中变化电阻两端的电压与电流的关系，电路中其它定值电阻可以等效成电源内阻。
《新教材变化解读及考法剖析》-高中物理必修一第12章
《新教材变化解读及考法剖析》高中物理必修一
第1,2章
（1）小
车是靠近接收装置还是远离接收装置？请说明理由。
（2）估算小车在0.4s末的瞬时速度是多少？
（3）若发射和接收装置都安装在C上，信号由C发出，经小车D反射后再由C接受，这样只利用超声波信号就可以测量小车速度了。
若第一个信号发射时刻为0.3s末，经过0.04s接受到反馈信号；然后在第0.5s发射了第二个信号，再经过0.06s接受到反馈信号，请根据这4个数据计算小车的瞬时速率。
【变动2】生活中的运动学问题（本部分主要是教学内容的变化，更加贴近生活实际，落实学以致用的教学思想）选择题和非选择题均可考查
【考法示例3】
3．甬金高速东阳出口收费站增设了ETC（不停车电子收费系统）通道，汽车通过ETC 通道和人工收费通道的流程如图所示，假设汽车以v0=20m/s朝收费站沿直线行驶，在靠近收费站时需要提前减速：如果过ETC通道，在收费站中心线前d=10m处减速至
v=5m/s，匀速通过中心线后，再加速至v0正常行驶；如果过人工收费通道，在中心线处速度减至零，经过△t=20s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0正常行驶．设汽车加速和减速过程均为匀变速，且加速度大小均为a=1m/s2．求：
（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到刚恢复正常行驶过程中所需要的时间；
（2）汽车过人工收费通道，从开始减速到恢复正常行驶过程中的总位移大小；
（3）汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少．
参考答案：。
高中物理必修第一册目录课件
第1课时 时间 位移 第2课时 位移—时间图像 位移和时间的测量 3．位置变化快慢的描述——速度 第1课时 速度 第2课时 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像 4．速度变化快慢的描述——加速度 第一章综合提升
第二章 匀变速直线运动的研究 1．实验：探究小车速度随时间变化的规律 2．匀变速直线运动的速度与时间的关系 3．匀变速直线运动的位移与时间的关系 4．自由落体运动 拓展课一 匀变速直线运动的推论 拓展课二 竖直上抛运动 追及和相遇问题 第二章综合提升
第四章 运动和力的关系 1．牛顿第一定律 2．实验：探究加速度与力、质量的关系 3．牛顿第二定律 4．力学单位制 5．牛顿运动定律的应用 6．超重和失重 拓展课七 牛顿第二定律的瞬时问题及连接体问题分析 拓展课八 传送带模型和板块模型 拓展课九 动力学图像问题及等时圆模型 第四与弹力
第1课时 重力与弹力 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变量的关系 2．摩擦力 3．牛顿第三定律 4．力的合成和分解 第1课时 合力和分力 探究两个互成角度的力的合成规律 第2课时 力的合成和分解 5.共点力的平衡
拓展课三 摩擦力的突变及动摩擦因数的测定 拓展课四 力的效果分解法和力的正交分解法 拓展课五 动态平衡及平衡中的临界、极值问题 拓展课六 整体法和隔离法在平衡中的应用 第三章综合提升
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答案：3．10－27～10－26
5．6.02×1023
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要点深化 阿伏加德罗常数的应用
热学中研究的不是一个分子的运动状态，而是大量 分子集体行为的宏观表现，因此只有用一种微粒集体作 物质的量的单位，才具有实际意义，这个量就是摩尔.1 mol物体中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子 数 ……) 都 相 同 ． 此 数 叫 阿 伏 加 德 罗 常 数 NA ， NA ＝ 6.02×1023mol－1. 阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁．宏 观量(摩尔体积Vmol或摩尔质量Mmol)与微观量(分子体积V0 或分子质量m0)的关系有Vmol＝NAV0，Mmol＝NAm0.
2．0 ℃ 100 ℃ －273.15 ℃ 低温
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要点深化 1．平衡态
对于一个不受外界影响的系统，无论其初始状态如 何，经过足够长的时间后，必将达到一个宏观性质不再 随时间变化的状态，这种状态叫平衡态． 2．温度与温标
(1)热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达 到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平 衡．处于热平衡的系统之间有“共同特性”，即温度相 同．
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要点深化
如何理解布朗运动
1827年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花 粉，发现花粉颗粒在水中不停息地做无规则运动，后来把颗 粒的这种无规则运动叫做布朗运动．不只是花粉，其他的物 质微粒悬浮在水中都有布朗运动存在． 影响布朗运动的因素有两方面：(1)悬浮的颗粒越小，布 朗运动越明显．颗粒越大，布朗运动不明显，甚至观察不到 运动．(2)布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈．
(2)对于气体，分子间距离比较大，可用d＝3 V0估算出两 (3)估算时，要灵活地用好阿伏加德罗常数这个桥梁．
个气体分子之间的平均间距，远比气体分子本身直径大．
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最近发现的纳米材料具有很多优越性，在生产、生活 实践和高科技中有广泛的应用，边长为1 nm的立方体可容纳液 态氢分子(直径约10－10 m)的个数最接近于( ) A．102个 C．106个 B．103个 D．109个
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2．分子势能的理解 (1)分子势能的大小与分子间的 距离有关： ①当r>r0时，f斥<f引，分子力F表 现为引力，随着r的增大，需不断克 服分子引力做功，分子势能增大； ②当r<r0时，f斥>f引，分子力F表 现为斥力，随着r的减小，需不断克 服分子引力做功，分子势能增大； ③当r＝r0 时，f 斥 ＝f 引 ，对外表 现的分子力F＝0.分子势能最小，但 不为0.
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3．物体的内能的决定因素 内能决定因素可以从两个方面判定：微观决定因素和宏观决 定因素． (1)微观决定因素：分子势能、分子的平均动能、分子的个 数．
(2)宏观决定因素：物体的体积、物体的温度、物体所含物 质的多少，即物质的量．
(3)对于理想气体来说，由于理想气体分子间没有相互作用 力，所以没有分子势能．理想气体的内能就是分子平均动能的总 和，即E＝NEk ，N为气体分子的个数，Ek 为分子的平均动能， 对于一定的理想气体来说内能是温度的单值函数．
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要点深化 1．分子平均动能的理解
(1)每个分子都有自己做无规则运动时的动能，因各 自的平均速率不同，故动能不同．由于热现象是大量分 子无规则运动的结果，研究个别分子运动动能是没有意 义的，故要以统计法确定分子热运动动能的平均值，这 就是分子的平均动能． (2) 温 度 是 物 体 中 分 子 热 运 动 的 平 均 动 能 的 标 志．“标志”的含义是指物体温度升高或降低，表示了 物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小．温度 不变，分子热运动的平均动能不变．但是，温度不是直 接等于分子的平均动能． (3)分子平均动能与物体的机械运动状态无关，物体 速度大，分子平均动能不一定大．
(2)为了定量描述温度，需引入温标，常见温标有摄 氏温标和热力学温标．
(3)热力学温标单位为开，热力学温度与摄氏温度的 换算关系为T＝t＋273.15 K.
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考点五
物体的内能
基础回顾 1．分子的平均动能：物体内分子热运动动能的平均值叫分 子的平均动能．________是分子平均动能的标志．温度越高，分 子的平均动能________． 2．分子势能：由分子间的相互作用和________决定的能量 叫分子势能． 分子势能的大小与物体的体积有关，即与分子间的距离有 关． 答案：1．温度 越大 2．相对位置
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(2)分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定．故分子 势能和其他势能一样，具有相对性．通常选取无穷远处(分子间 距离r＞10r0 处)分子势能为零．当两分子逐渐移近时(r＞r0)，分 子力做正功，分子势能减小；当分子距离r＝r0时，分子势能最小 (且为负值)；当两分子再靠近时(r＜r0)，分子力做负功，分子势 能增大(最后可能为负值，也可能为零，也可能为正值)． (3)物体的体积改变，物体的分子势能必定发生改变．大多 数物质是体积越大，分子势能越大；也有少数反常物体(如冰、 铸铁等)，体积越大，分子势能反而越小．
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考点六
气体运动的统计规律
基础回顾 1．大量分子运动方向的统计规律：在气体中，大量分子频 繁的碰撞使某个分子何时何地向何处运动，完全是偶然的，对大 量分子而言，气体分子沿各个方向运动的机会________． 2．分子速率按一定的规律分布：在一定的温度下，各种不 同速率范围内的分子数在总分子数中所占的比例是确定的，总体 上表现出“____________”的分布规律． 答案：1．相等 2．中间多两头少
2．分子直径(有机物质的大分子除外)的数量级为________m， 说明分子的体积极其微小．
答案：1．化学 原子 离子 分子 2．10－10
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3．一般分子的质量的数量级为____________kg. 4．分子间有间隙．
5．阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子
数，其测量值NA＝__________mol－1.
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考点二
分子做永不停息的热运动
基础回顾 1．扩散现象：不同的物质相互接触而彼此进入对方的过 程．温度越高，扩散________． 2．布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的 ________的永不停息的无规则运动，它是__________________ 而产生的．颗粒越小，运动就越________；温度越高，运动越 ________，布朗运动________液体分子的运动，是分子热运动 的反映． 答案：1．越快 2．固体颗粒 激烈 不是 大量的液体分子对固体颗粒的撞击 明显
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(1)当分子间的距离r＞r0 时，分子势能随分子间的距离增 大而________；
(2)当r＜r0时，分子势能随分子间的距离减小而____；
(3)当r＝r0 时，分子势能最小，但是否为零要看参考零势
点的位置．
3．物体的内能：物体内所有分子的________的总和叫物 体的内能． 答案：(1)增大 (2)增大 3．动能和势能
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考点三
分子间存在着相互作用力
基础回顾 1．分子间同时存在相互作用的________和________，合力 叫分子力． 2．特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而 ________，随分子间距离的减小而________，但斥力比引力变化 ________．
答案：1．引力 斥力 2．减小 增大 更快
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要点深化
气体运动的统计规律是通过实验之后得出的，一般 通过画图象来说明．如右图所示为氧分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布规律图，由此图可知： (1)在一定的温度下，氧气分子的速率呈现出“中间 多，两头少”的分布规律．
(2)温度越高，氧气分子热运动的平均速率越大．
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要点深化 1．分子间的作用力与分子间距的关系
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分子间的引力和斥力都随分子间的距离的增大而减小、随分 子间的距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．如右图所示， 虚线分别表示引力F引、斥力F斥随距离r的变化关系，实线表示分 子力F随距离r的变化关系． 当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0； 当r＜r0时，F引和F斥都随分子间距离的减小而增大，但F引＜ F斥，F表现为斥力； 当r＞r0时，F引和F斥都随分子间距离的增大而减小，但F引＞ F斥，F表现为引力； 当r＞10r0时，F引和F斥都十分微弱，可以认为分子间没有相 互作用力(F＝0)．
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题型一
微观量的估算问题
估算法是根据日常生活和生产中的一些物理数据对所求
的物理量的数值和数量级大致推算的一种近似方法．估算时
应注意： (1)对于固体和液体，分子间距离比较小，可以认为分
子是一个个紧挨着的，设分子体积为V0，则分子直径
3 6V 0 (球体模型)或d＝3 V0 (立方体模型)． d＝ π
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考点四
温度与温标
基础回顾 1．温度 两种意义：宏观上表示物体的________；微观上标志物体内 分子热运动的________．它是物体分子________的标志． 2．两种温标 摄氏温标t：单位℃.在1个标准大气压下，水的冰点作为 ________，沸点作为________．
热力学温标T：单位K.把____________作为0 K．绝对零度(0 K)是________的极限，只有接近不能达到． 答案：m＝10－9 m，则边长为1 nm的立方体的体积为V ＝(10－9)3 m3＝10－27 m3，由于液态氢分子是一个挨一个的，
每个分子所占的体积为一个正方体，即V0＝(10－10)3 m3＝
10－30 m3，故边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子的个 V 数 N＝ ＝103. V0 答案：B