人教版物理选修3-4第12章 第4节
人教版高中物理选修3-3课件第4节毛细现象
5．毛细现象的应用和防止
点击下图了解生活中毛细现象
点击下图了解土壤的毛细现象
例题：在水中浸入两个同样细的毛细管，一个 是直的，另一个是弯的，如图所示，水在直管中 上升的高度比弯管的最高点还要高，那么弯管中 的水将（ ）
A．会不断地流出 B．不会流出 C．不一定会流出 D．无法判断会不会流出
3．浸润和不浸润的微观解释
点击下图观看动画演示
（1）附着层：跟固体接触的液体薄层． 其特点是：附着层中的分子同时受到固体分子和液体内 部分子的吸引．
（2）解释：当液体与固体接触时，附着层中的液体分子受 固体分子的吸引比内部液体分子弱，结果附着层中的液 体分子比液体内部稀疏，这时在附着层中就出现跟表面 张力相似的收缩力，使跟固体接触的液体表面有缩小的 趋势，因而形成不浸润现象
2．浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润 液体在毛细管里下降后形成凸月面．
3．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛 细管内径越小，高度差越大．
4．毛细现象的解释：
• 当毛细管里插入浸润液体中时，附着层里的推斥 力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面 弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时由 于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之 上升，直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的 液体的重量相等时，达到平衡，液体停止上升，稳 定在一定的高度．
• 相反，如果受到固体分子的吸引相对强，附着层里的分 子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子互相 排斥的力，这时跟固体接触的表面有扩展的趋势，从而 形成浸润现象．总之，浸润和不浸润现象是分子力作用 的表现．
二、毛细现象
• 点击下图观看视频讲解
高中物理 第十一章 第4节 单摆讲义(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理教案
单摆一、单摆及单摆的回复力┄┄┄┄┄┄┄┄①1．单摆(1)组成：①细线，②小球。
(2)理想化模型的要求①质量关系：细线质量与小球质量相比可以忽略；②线度关系：球的直径与线的长度相比可以忽略；③力的关系：忽略摆动过程中所受阻力作用。
为了组成单摆，应尽量选择质量大、直径小的球和尽量细且不可伸长的线。
2．单摆的回复力(1)回复力的来源：摆球的重力沿圆弧切线方向的分力。
(2)回复力的特点：在偏角很小时，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总指向平衡位置，即F ＝－mg lx 。
(3)单摆运动规律：单摆在偏角很小时做简谐运动，其振动图象遵循正弦函数规律。
[注意]回复力是按效果命名的力，是沿振动方向上的合力，不是物体受到的合力。
①[选一选]关于单摆的摆球在运动中所受的力，下列说法正确的是( )A ．摆球运动到平衡位置时，重力与摆线拉力的合力为零B ．摆球在运动过程中受到三个力的作用：重力、摆线的拉力和回复力C ．摆球在运动过程中，重力和摆线拉力的合力等于回复力D ．摆球在运动过程中，重力沿圆弧方向上的分力等于回复力解析：选D 摆球所受外力为重力和摆线拉力，B 错误；摆球的轨迹是圆弧，故重力、拉力的合力除提供回复力外，还提供向心力，C 错误；摆球所受合外力在圆弧方向的分力(等于重力沿圆弧方向的分力)作为回复力，在圆弧法线方向上的分力作为摆球做圆周运动的向心力，D 正确；除最高点外，摆球的回复力并不等于合外力，在最低点平衡位置处，回复力为零，回复力产生的加速度为零，但有向心力，有向心加速度，故重力与摆线拉力的合力不为零，A 错误。
二、单摆的周期┄┄┄┄┄┄┄┄②1．探究单摆的振幅、质量、摆长对周期的影响(1)探究方法：控制变量法。
(2)实验结论：①单摆振动的周期与摆球质量无关；②振幅较小时周期与振幅无关；③摆长越长，周期越长；摆长越短，周期越短。
2．周期公式(1)提出：周期公式是荷兰物理学家惠更斯首先提出的。
【成才之路】2014-2015学年高中物理 第12章 第3节波长、频率和波速课件 新人教版选修3-4
(2)当波速为 280m/s 时，则有：280＝40＋80k 解得：k＝3 故波沿－x 方向传播。 λ λ 1 由 v＝T，得 T＝v＝ s 35 P 质点第一次达到波谷经历时间 3 t＝ T＝2.1×10－2s 4
答案：(1)v＝(40＋80k)m/s 当k＝0、2、4„时，波沿x轴正向传播。 当k＝1、3、5„时，波沿x轴负向传播。
A．A＝1 m C．A＝1 m
f＝5 Hz f＝2.5 Hz
D．A＝0.5 m D．A＝0.5 m
f＝5 Hz f＝2.5 Hz
解析：由图象可以直接读出该波的振幅 A＝0.5m；经 0.6s， N 点开始振动，说明波在 0.6s 内向前传播了 6m，所以波的传 播速度为 s 6m v＝ t ＝ ＝10m/s， 0.6s 由图象知波长为 4m，所以周期为
(1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
(2)空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
2．双向性
(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。 (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定 由于波动问题的多解性，在解题时一定要考虑其所有的可 能性：
①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可
二、对波速的理解 1．波速的实质 波的传播速度即波形的平移速度。 2．波速的物理意义 波速是表示振动在介质中传播快慢的物理量，它等于单位 Δx 时间内振动向外传播的距离，即 v＝ 。 Δt
3．波长、频率、波速的决定因素 (1)周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波 源的周期和频率，与 v、λ 无任何关系。 (2)速度 v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物 理性质相同，波在其中传播的速度恒定。 (3)波长 λ：对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会 λ 变化，始终是 v＝T＝λf，既然 v、T 都由相关因素决定，所以 这些因素同时又共同决定了波长 λ，即波长 λ 由波源和介质共 同决定。
高中物理(人教)选修33教学课：第十章 第4节 热力学第二定律 第5节 热力学第二定律的微观解释
态,叫作热力学系统的宏观态。若规定、规则不同,则同一宏观态对
应不同的微观态。
系统的宏观态所对应的微观态的多少表现为宏观态无序程度
的大小。如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说这个“宏观
态”是比较无序的,同时也决定了宏观过程的方向性——从有序到无
热源或从单一热源吸收热量全部用来做功,不需通过第三方的帮助,
这里的帮助就是第三方提供能量等方式。
2.热力学第二定律的实质:热力学第二定律的每一种表述,都揭
示了大量分子参与宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行
的涉及热现象的宏观过程都是有方向性的。
3.两种表述是等价的。
如果克劳修斯表述不成立,则开尔文表述也不成立。
现象。因此,气体的自由扩散过程是沿着无序性增大的方向进行
的。综上可知,一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的
方向进行,这就是热力学第二定律的微观意义。
典题例解
【例 2】 关于热力学第二定律的微观意义,下列说法正确的是
(
)
A.大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动
B.热传递的自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动
一滴墨水……这些现象说明什么道理?
答案:自然界的宏观过程不可能自动地逆向进行。要使它们逆
向进行,就必须由外界对它们施加作用。
•1、使教育过程成为一种艺术的事业。
•2、教师之为教，不在全盘授予，而在相机诱导。2021/10/272021/10/272021/10/2710/27/2021 4:06:21 PM
能情况是左 0 右 4 或左 4 右 0。
2.试着从无序的角度谈谈上面问题中为什么“左 2 右 2”这种均
2024-2025学年高中物理第十三章光5光的衍射教案2新人教版选修3-4
八、作业评价
1.作业批改：对学生的作业进行认真批改，了解学生对光的衍射现象的掌握程度，及时发现学生的不足之处。
2.作业点评：对学生的作业进行点评，鼓励学生继续努力，对学生的优点给予肯定，对学生的不足之处给予指导。
最后，我注意到学生在课堂讨论中参与的积极性不高，这可能是因为我没有提供足够的问题来激发学生的思考。因此，我计划在未来的教学中设计更多的问题和讨论环节，以激发学生的思考和参与度。
板书设计
1.光的衍射现象的定义：
-光的衍射现象定义：当光遇到障碍物时，光波会绕过障碍物继续传播的现象。
2.衍射现象的条件：
-衍射现象条件：孔径或障碍物尺寸小于或相当于光波的波长，或者孔径或障碍物尺寸与光波波长相近。
教师备课：
深入研究教材，明确光的衍射教学目标和光衍射重难点。
准备教学用具和多媒体资源，确保光衍射教学过程的顺利进行。
设计课堂互动环节，提高学生学习光衍射的积极性。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入光衍射学习状态。
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的光的基本概念和波动理论，帮助学生建立知识之间的联系。
解答：
光的衍射现象在实际应用中非常广泛。例如，在激光技术中，激光束通过透镜或狭缝时会产生衍射现象，这被用于调整激光束的传播方向和聚焦。在光纤通信中，光的衍射被用于增加光信号的传输距离和容量。在显微镜和望远镜中，衍射现象被用于放大和观察微小物体。此外，光的衍射还被应用于光学传感器、光学成像技术以及光学显示技术等领域。
高中物理第十二章机械波第3节波长、频率和波速解析版新人教版选修3_4
波长、频率和波速1．波长(1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
通常用λ表示。
(2)特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2．周期和频率(1)定义：波上各质点的振动周期(或频率)。
(2)规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)。
(3)关系：周期T 和频率f 互为倒数，即f ＝1T。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。
(×)2．波速表示介质中质点振动的快慢。
(×)3．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。
(×)[释疑难·对点练]波长的确定(1)根据定义确定：①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长；②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
(2)根据波的图象确定：①在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长；②在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长； ③在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。
[试身手]1．关于波长，下列说法正确的是( )A ．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B ．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C ．在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长D ．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析：选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A 正确；在一个完整波形上，只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长，故B 错误；速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍，所以C 错误；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍，故D 错误。
1．波速定义机械波在介质中传播的速度。
人教版高中物理选择性必修三 第1章第4节分子动能和分子势能教学设计
版本科目年级课时教学设计课题分子动能和分子势能单元 1 学科物理年级选修3学习目标物理观念：知道分子的动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标准。
科学思维：知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。
科学探究：知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。
科学态度与责任：通过对分子内能与物体机械能的分析，体会宏观与微观的区别。
重点分子动能、分子势能、物体内能难点温度的宏观和微观意义，内能和机械能的区别教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课地面附近的物体所受的重力是G,由于重力做功具有跟路径无关的特点，所以存在重力势能。
重力势能由地球和物体的相对位置决定。
分子间的作用力做功是否也具有这一特点呢? 思考重力势能的特点类比旧知识，引入新知识。
让学生参与课题，活跃课堂气氛。
讲授新课一、分子动能组成物质的分子永不停息地做无规则运动（观看气体分子的无规则运动）1．分子动能：组成物体的分子由于热运动而具有的能叫做分子动能．2．平均动能：物体里所有分子动能的平均值叫做分子热运动的平均动能．温度与分子动能的关系观看视频，理解分子的无规则运动吸引学生注意力，引出分子动能的概念。
温度越高，分子运动越快温度（1）宏观含义：温度是表示物体的冷热程度．（2）微观含义（即从分子动理论的观点来看）温度是物体分子热运动的平均动能的标志，温度越高，物体分子热运动的平均动能越大．需要注意：同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同．所以分子热运动的平均速率不一定相同．答案：C二.分子的势能地面上的物体,由于与地球相互作用：重力势能发生弹性形变的弹簧, 相互作用：弹性势能分子间相互作用：分子势能1、分子势能:分子间存在着相互作用力，因此分子间所具有的由它们的相对位置所决定的能.2、分子势能与分子间距离的关系当r≈10-10m数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r0。
高中物理第三章《第4节-通电导线在磁场中受到的力》新人教版选修
[解析] 当开关K接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感 线的分布如图所示，由左手定则知通电直导线此时左端受力指 向纸内，右端受力指向纸外，故导线将转动，转到与磁感线接 近垂直时，整个导线受到的磁场力将竖直向下，故悬线张力变 大，选项D正确．
[答案] D
考点三 磁电式电流表 磁电式电流表的灵敏度较高，那么其原理是什么呢？
左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方 向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场 方向均垂直． (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一 定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角．但四指一定要指 向电流方向．
[变式训练] 如图所示，导线 ABC 为垂直折线，其中电流 为 I，AB＝BC＝L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场 的磁感应强度为 B，求导线 ABC 所受安培力的大小和方向．
把整段导线分为多段电流元，先用 左手定则判断每段电流元受力的方 电流元法 向，然后判断整段导线所受合力的 方向，从而确定导线的运动方向 环形电流可等效成小磁针，通电螺 等效法 线管可以等效成条形磁铁或多个环 形电流，反过来也成立
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊 特殊位置法 位置，然后判断其所受安培力的方向，从
(3)形象记忆左手定则和安培定则的不同用途：“力”字最 后一笔是向左写的，用左手判断安培力的方向，电流的磁场中的 “电”字最后一笔是向右写的，用右手判断电流的磁场方向．简 称“左力右电”．
2. 安培力的大小 (1)当 B 与 I 垂直时，F＝BIL；当 B 与 I 成 θ 角时，F＝BILsinθ， θ 是 B 与 I 的夹角． (2)B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度． (3)导线 L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公 式 F＝BILsinθ 仅适用于很短的通电导线(我们可以把这样的直 线电流称为直线电流元)．
选修3-4《波的形成和传播》教案
《12.1 波的形成和传播》学科：物理授课教师：姜恩海授课班级：高二（3）班一、教材分析《12.1 波的形成和传播》是新人教版高中物理选修3-4第十二章第一节的教学内容，主要学习机械波的形成过程，机械波的分类，可以说课程内容比较简单。
本节是对前面知识的提升，又是后面波动知识的基础。
二、教学目标1、知识目标：①知道直线上机械波的形成过程②知道什么是横波和纵波,知道波峰、波谷和密部和疏部③知道波在传播运动形式的同时也传递了能量2、能力目标：①培养学生进行科学探索的能力②培养学生观察、分析和归纳的能力3、情感、态度和价值观目标：通过对波动现象的研究培养学生的空间想象能力和思维能力三、教学重点、难点分析机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。
四、教学方法和教具实验探索和多媒体辅助教学，需要准备绳子、波动演示箱。
五、教学过程(一)复习旧知：提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？学生答：机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动．(二)情景导入、展示目标。
提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四周传播，直到很远。
［演示］绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？（激发兴趣，引出课题）在这两个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。
（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。
）学生会列举水波、声波、无线电波、光波。
教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。
水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。
这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。
（三）合作探究、精讲点拨现在学习第一节，波的形成和传播。
通过以上几个例子，师生共同分析，得出波产生的条件：① 振源：激发波动的振动系统（也称波源）②介质：波借以传播的物质波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）探究、波的形成和传播实验（一）理论分析：（以绳波为例，用白纸和磁铁演示，引导同学们动手画出相对应波形图）设想把绳分成许多小部分每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力。
2019_2020学年高中物理第12章机械波第2节波的图象练习(含解析)新人教版选修3_4
第2节 波的图象一、选择题1．一列简谐横波沿x 轴正向传播，某时刻的图象如图所示，坐标为(3,0)的质点经过14周期后该质点的坐标是( )A ．(3,2)B ．(4,2)C ．(4，－2)D ．(3,0)解析：选A 简谐波沿x 轴正方向传播，坐标为(3,0)的质点振动方向沿＋y 方向，经过14周期后该质点到达波峰，坐标为(3,2)，A 正确． 2．(多选)(2019·广东实验中学期末)如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知( )A ．质点b 此时位移为零B ．质点b 此时向－y 方向运动C ．质点d 的振幅是2 cmD ．质点a 再经过T 2通过的路程是4 cm ，偏离平衡位置的位移是4 cm 解析：选AC 由题中波形图知，质点b 在平衡位置，所以此时其位移为零，选项A 正确；因波沿x 轴正方向传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b 此时向＋y 方向运动，选项B 错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d 的振幅是2 cm ，选项C 正确；再经过T2的时间，质点a 将运动到负向最大位移处，通过的路程为4 cm ，但偏离平衡位置的位移是－2 cm ，选项D 错误．3．(2018·西安中学期中)如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形．当R 点在t ＝0时的振动状态传到S 点时，PR 范围内(含P ，R )有一些质点正在向y 轴负方向运动，这些质点的x 坐标取值范围可以是( )A．2 cm≤x≤4 cm B．2 cm≤x<4 cmC．2 cm≤x<3 cm D．2 cm<x≤3 cm解析：选C 当R点在t＝0时的运动状态传到S点时，其波形如图所示，由图可判断PR范围内正在沿y轴负方向运动的质点的x坐标取值范围为2 cm≤x<3 cm，符合题意的选项应为C.4．(多选)如图甲所示，波源S从平衡位置开始上、下振动，沿y轴方向，向上为y轴正方向，产生的简谐横波向右传播，经过0.1 s后，沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振动．若以P点开始振动的时刻作为计时的起点，P点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )A．波源S最初是向下振动的B．t＝0.2 s时P点向上振动C．0～0.1 s时间内P点运动的路程为2 mD．t＝0.6 s时P点处于波峰解析：选AB 根据题中P点的振动图象可知P点的起振方向向下，则波源开始振动的方向也向下，选项A正确；根据振动图象可知，t＝0.2 s时P点处于平衡位置向上振动，选项B正确；质点上下振动，0～0.1 s时间内P点运动的路程为一个振幅，大小未知，选项C错误；根据P点的振动图象可知t＝0.6 s时P点处于平衡位置，选项D错误．5．如图甲所示，S为振源，P质点距S的距离为r，t＝0时刻S由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，图乙为P质点从t1时刻开始振动的振动图象，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0时刻振源S 的振动方向沿y 轴正方向B ．t 2时刻P 质点振动速度最大，方向沿y 轴负方向C ．t 2时刻振源S 处于平衡位置向y 轴正方向振动D ．若波源停止振动，则P 质点也马上停止振动解析：选A 当机械波在t 1时刻刚传到P 质点时，P 质点的起振方向沿y 轴正方向，说明这列波的起振方向沿y 轴正方向，则t ＝0时，振源的振动方向沿y 轴正方向，选项A 正确；根据题图乙可知，t 2时刻P 质点处于平衡位置向y 轴正方向振动，即此时P 质点具有正向的最大速度，选项B 错误；根据题图乙无法确定t 2时刻振源S 的位置，选项C 错误；如果波源停止振动，则P 质点需要经过t 1时间才会停止振动，选项D 错误．6．(2019·大同一中期中)一列简谐波某时刻的波形图如图所示，此时刻质点P 的速度方向沿y 轴负方向．则( )A ．当质点P 位于最低点时，质点b 一定到达平衡位置B ．这列波沿x 轴正方向传播C ．当质点P 位于最低点时，质点b 一定到达x 轴下方D ．当质点P 位于最低点时，质点a 一定到达平衡位置解析：选C 质点P 沿y 轴负方向振动，根据上下坡法，可以判定该波是沿x 轴负方向传播的，B 错误；P 沿y 轴负方向运动得越来越慢，而b 沿y 轴负方向运动得越来越快，在位移相同时，b 到达平衡位置所需时间小于P 到达最低点所需时间，当P 沿y 轴负方向运动到最低点时，质点b 已过平衡位置且继续沿y 轴负方向运动，A 错误，C 正确；因为a 点在波峰的左边，a 点沿y 轴正方向运动，所以P 到达最低点时，a 点在最高点，D 错误．7．(2018·日照一中期中)一简谐机械波沿x 轴正方向传播，周期为T .在t ＝T2时刻该波的波形图如图1所示，a 、b 是波上的两个质点．图2表示某一质点的振动图象．下列说法正确的是( )A ．质点a 的振动图象如图2所示B ．质点b 的振动图象如图2所示C ．t ＝T 2时刻质点a 的速度比质点b 的大D ．t ＝T 2时刻质点a 的加速度比质点b 的大 解析：选D 由题图2可知t ＝T 2时质点在平衡位置，向y 轴负方向振动，故根据题图1和波沿x 轴正方向传播，可得在x ＝0和x ＝λ处质点振动如题图2所示，质点a 、b 振动都与题图2不符，故A 、B 错误；由题图1可得t ＝T2时刻，a 在波峰，速度为零，加速度最大，b 在平衡位置，速度最大，加速度为零，故C 错误，D 正确．8．(多选)(2019·浙江慈溪中学期末)如图甲所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形图，P 是离原点2 m 的一个质点，Q 是离原点4 m 的一个质点，此时离原点6 m 的质点刚刚要开始振动，图乙是该简谐波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)，由此可知( )A ．质点P 和质点Q 振动情况完全相同B ．t ＝0时刻质点Q 沿y 轴正方向振动C ．这列波的波源起振方向沿y 轴正方向D ．图乙可能是图甲中质点Q 的振动图象解析：选BD 由题图甲可知质点P 和质点Q 振动情况完全相反，选项A 错误；波沿x 轴正方向传播，所以t ＝0时刻质点Q 沿y 轴正方向振动，题图乙对应的可能是题图甲中质点Q 的振动图象，选项B 、D 正确；由离原点6 m 的质点刚刚要开始振动可知，波源起振方向沿y 轴负方向，选项C 错误．9．(多选)一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔L ＝0.1 m 选取一个质点，如图甲所示，t ＝0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t ＝0.3 s ，所选取的1～9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是( )A ．t ＝0.3 s 时刻，质点1向上运动B ．t ＝0.3 s 时刻，质点8向下运动C ．t ＝0至t ＝0.3 s 内，质点5运动的时间只有0.2 sD ．t ＝0.3 s 时刻，波恰好传到质点13解析：选BCD 根据波向右传播，知t ＝0.3 s 时刻，质点1和质点8均向下运动，选项A 错误，B 正确；质点起振方向向上，经过时间t ＝0.3 s ，所选取的1～9号质点间第一次出现题图乙所示的波形，可知质点1已经振动了1.5个周期，所以波恰好传到质点13，选项D 正确；在t ＝0.1 s 时刻，波传播到质点5，所以t ＝0至t ＝0.3 s 内，质点5运动的时间只有0.2 s ，选项C 正确．10．(2019·广州六中期末)一质点以坐标原点O 为中心位置在y 轴方向上做简谐运动，其振动图象如图所示．振动在介质中产生的简谐横波沿x 轴正方向传播．t ＝0时刻此质点开始振动，经过2 s 后此质点立即停止振动，则再经过1 s 后的波形图可能是(振动和波形图中质点的位移都规定向上为正)( )解析：选B 由振动图象知，t ＝0时刻质点向上振动，由题述知介质中各个质点均向上起振，结合波形平移法知，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．二、非选择题11．如图是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x 轴正向传播，求：(1)A 点、C 点、D 点的振动方向各是怎样的？(2)再经过34T ，质点A 通过的路程是多少？质点C 的位移是多少？ 解析：(1)波沿x 轴正方向传播，所以A 点向上振动，C 点向下振动，D 点的速度为0.(2)再过34T ，A 点的路程是3个振幅，即6 cm ，质点C 到达正向最大位移处，位移是2 cm. 答案：(1)见解析 (2)6 cm 2 cm12．如图所示，甲为某一列波在t ＝1.0 s 时的图象，乙为参与该波动P 质点的振动图象，波速为4 m/s.(1)说出两图中AA ′的意义；(2)说出图甲中OA ′B 图线的意义；(3)在图甲中画出再经3.5 s 时的波形图；(4)求再经过3.5 s 时P 质点的路程s 和位移．解析：(1)依题意可知，甲图中的AA ′表示处于A 处质点的振幅，乙图中的AA ′表示P 质点的振幅．(2)甲图中OA ′B 图线表示O 到B 之间所有质点在1.0 s 时的位移情况．(3)传播距离：Δx ＝v ·Δt ＝4×3.5 m＝14 m ＝(3＋1/2)×4 m.所以只需将波形向x 轴正方向平移2 m 即可，如图所示．(4)路程：因为n ＝Δt T /2＝3.51/2＝7，A 表示振幅，所以路程s ＝2An ＝2×0.2×7 m＝2.8 m ．位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需考查从图示时刻P 质点经T /2时的位移即可，由题图可知P 质点经T /2时的位移为0，所以经3.5 s 质点P 的位移仍为0.答案：(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 (4)2.8 m 0。
动量守恒定律第4节碰撞讲义-人教版高中物理选修3-5讲义练习
第4节碰撞1.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞，如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
2．两小球碰撞前后的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。
3．微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”，这样的碰撞又叫散射。
一、碰撞的分类1．从能量角度分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。
(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。
(3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大。
2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动。
(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动。
二、弹性碰撞特例1．两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后两球速度分别为v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1。
2．若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则v1′＝0，v2′＝v1，即两者碰后交换速度。
3．若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0。
表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止。
4．若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1。
表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去。
三、散射1．定义微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞。
2．散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。
1．自主思考——判一判(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量守恒定律。
(×)(2)速度不同的两小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。
2019-2020年人教版高中物理选修3-4教学案：第十二章 第4节 波的衍射和干涉含答案
第4节波的衍射和干涉一、波的衍射1．定义：波绕过障碍物继续传播的现象。
2．两种衍射现象(1)在水波槽中，在波源的前方放一个障碍物，使波源振动产生水波。
当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图12-4-1甲所示，虽然发生衍射现象，但不明显。
图12-4-1当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样，如图乙所示，衍射现象明显。
(2)在水波槽中，在波源前方放一个有孔的屏，使波源振动产生水波。
当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播，如图丙所示。
当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图丁所示，衍射现象明显。
3．发生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。
二、波的叠加1．波的叠加原理1.波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。
2．发生明显衍射的条件：缝孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长小。
3．波的干涉是指频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小。
几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质中的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
图12-4-2表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。
2．波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是两个位移的矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。
两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大。
(如图12-4-2所示)两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小。
(如图12-4-3所示)图12-4-2 图12-4-3三、波的干涉1．定义频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象。
2．稳定干涉条件(1)两列波的频率必须相同。
人教版高二物理选修3-2：4.4法拉第电磁感应定律课件
感应电动势
1．穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电 流。既然有感应电流，电路中就一定有电动势。如果电路没 有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。
2．在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生 感应电动势的那部分导体就相当于电源。电源内部的电流方 向由电源负极流到电源正极。电源外部的电流方向由电源正 极流出，从电源负极流入。
(1)I=0.2A (2)E=0 (3)Q=5.76J
磁感线，产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
4．导线切割磁感线时的感应电动势
（1）若B、L、v三者相互垂直时，感应电动势E=BLv
（2）若B、L、v有二者相互垂直，第三者与其中一者夹角为 θ时，感应电动势E=BLvsinθ
（3）若B、L、v三者间两两夹角分别为θ1和θ2时，感应电动 势E=BLvsinθ1sinθ2 （4）若切割磁感线是N匝线圈，且B、L、v三者相互垂直时， 感应电动势E=NBLv
9．一个由电阻均匀的导线绕制成的闭合线圈放在磁场中， 如图所示，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时 间均匀变化，下列方法可使感应电流增加一倍的是（ C ） A．把线圈匝数增加一倍 B．把线圈面积增加一倍 C．把线圈半径增加一倍 D．改变线圈与磁场方向的夹角
10．如图甲所示，一个圆形线圈匝数n=1000，线圈面积 S=200cm2，线圈电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻， 把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应 强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）前4s内通过电阻R的感应电流 （2）前5s内的感应电动势 （3）前6s内电阻R产生的热量
圈的n倍，即 E n t
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。
高中物理第四章电磁感应第4节法拉第电磁感应定律学案新人教版选修3_20316124.doc
第4节 法拉第电磁感应定律1.理解和掌握法拉第电磁感应定律，能计算感应电动势的大小.2.能够运用E＝Blv 或E ＝Blv sin θ计算感应电动势. 3.知道反电动势的定义和在生产中的应用.一、电磁感应定律 1.感应电动势（1）感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势. （2）电源：产生感应电动势的那部分导体相当于电源.（3）在电磁感应现象中，只要闭合回路中有感应电流，这个回路就一定有感应电动势；回路断开时，虽然没有感应电流，但感应电动势依然存在.2.法拉第电磁感应定律（1）内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比. （2）表达式：E ＝ΔΦΔt（单匝线圈）；E ＝nΔΦΔt（多匝线圈）. 二、导线切割磁感线时的感应电动势1.垂直切割：导体棒垂直于磁场运动，B 、l 、v 两两垂直时，如图甲所示，E ＝Blv .2.不垂直切割：导线的运动方向与导线本身垂直，但与磁感线方向夹角为θ时，如图乙所示，则E ＝Blv 1＝Blv sin θ.三、反电动势1.定义：电动机转动时，由于切割磁感线，线圈中产生的削弱电源电动势作用的感应电动势.2.作用：阻碍线圈的转动.判一判 （1）在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流.（ ）（2）线圈中磁通量增加时感应电动势增大，线圈中磁通量减小时感应电动势减小.（ ）（3）导线切割磁感线时，速度大的电动势一定大.（ ） 提示：（1）× （2）× （3）×做一做 下列叙述中影响感应电动势大小的因素是（ ） A.磁通量的大小 B.磁通量的变化率 C.电路是否闭合 D.磁通量的变化量提示：选B.在闭合电路中，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，所以决定感应电动势大小的因素是磁通量的变化率，故B 正确，A 、C 、D 错误.想一想 电动机正常工作时，通过电动机的电流I 为什么小于UR？（U 为加在电动机两端的电压，R 为电动机线圈的电阻）提示：电机线圈产生反电动势，对电流有阻碍作用，使电流I ＜U R.对法拉第电磁感应定律的理解和应用（1）感应电动势E 的大小取决于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt ，而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然的关系，与电路的电阻R 无关；感应电流的大小与E 和回路总电阻R 有关.（2）磁通量的变化率ΔΦΔt ，是Φ－t 图象上某点切线的斜率，可反映单匝线圈感应电动势的大小和方向.（3）E ＝n ΔΦΔt 只表示感应电动势的大小，不涉及其正负，计算时ΔΦ应取绝对值，至于感应电流的方向，可以用楞次定律去判定.（4）计算电动势时，常有以下两种情况：E ＝n ΔBΔt·S ——面积不变，磁感应强度变化； E ＝nΔSΔt·B ——面积改变，磁感应强度不变.命题视角1 对Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的理解下列几种说法中正确的是（ ）A.线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大 [思路点拨] Φ、ΔΦ、ΔΦΔt三者无必然联系.[解析] 感应电动势的大小和磁通量的大小、磁通量变化量的大小以及磁场的强弱均无关，它由磁通量的变化率决定，故选D.[答案] D命题视角2 公式E ＝n ΔΦΔt的应用（2018·阜阳高二检测）如图甲所示的螺线管，匝数n ＝1 500匝，横截面积S＝20 cm 2，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，则（1）2 s 内穿过线圈的磁通量的变化量是多少？ （2）磁通量的平均变化率多大？ （3）线圈中感应电动势大小为多少？[思路点拨] （1）磁通量的变化量用ΔΦ＝Φ2－Φ1求解； （2）感应电动势用公式E ＝n ΔΦΔt求解.[解析] （1）磁通量的变化量是由磁感应强度的变化引起的，则Φ1＝B 1S ， Φ2＝B 2S ，ΔΦ＝Φ2－Φ1，所以ΔΦ＝ΔBS ＝（6－2）×20×10－4Wb ＝8×10－3Wb. （2）磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝8×10－32Wb/s ＝4×10－3Wb/s. （3）根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小E ＝nΔΦΔt＝1 500×4×10－3V ＝6.0 V. [答案] （1）8×10－3Wb （2）4×10－3Wb/s （3）6.0 V（1）研究对象：E ＝n ΔΦΔt的研究对象是一个回路，而不是一段导体.（2）物理意义：E ＝n ΔΦΔt 求的是Δt 时间内的平均感应电动势；当Δt →0时，则E 为瞬时感应电动势.（3）E ＝n ΔΦΔt 求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某段导体的电动势.整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势不一定为零.（4）用公式E ＝nS ΔBΔt求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内的有效面积.【通关练习】1.（2018·辽宁凌源测试）如图所示，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ ）A.Ba 22ΔtB.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt解析：选B.线圈中产生的感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n ·ΔB Δt ·S ＝n ·2B －B Δt ·a 22＝nBa22Δt ，选项B 正确.2.（2018·北京丰台测试）如图所示，由相同导线制成的两个金属圆环a 、b 置于匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直.磁感应强度B 随时间均匀增大，两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电流分别为I a 和I b ，不考虑两圆环间的相互影响，下列说法正确的是（ ）A.I a ∶I b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向B.I a ∶I b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向C.I a ∶I b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D.I a ∶I b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向解析：选C.因金属圆环a 、b 是由相同导线制成的，故两个圆环的电阻率和横截面积相同，设电阻率为ρ，横截面积为S 0；根据法拉第电磁感应定律得感应电动势为E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔtS ＝ΔB Δt πr 2，，根据闭合电路欧姆定律与电阻定律，则有：I ＝E R ＝E ρL S 0＝ΔB Δt ×S 02ρr ，即电流与半径成正比，故I a ∶I b ＝2∶1，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的增大，即感应电流产生向外的感应磁场，根据楞次定律可得，感应电流均沿逆时针方向，故C 正确，A 、B 、D 错误.对公式E ＝Blv 的理解和应用1.对公式E ＝Blv sin θ的理解（1）该公式可看成法拉第电磁感应定律的一种特殊情况，通常用来求导体运动速度为v 时的瞬时电动势.（2）当B 、l 、v 三个量方向相互垂直时，E ＝Blv ；当有任意两个量的方向平行时，E ＝0.（3）式中的l 应理解为导体切割磁感线时的有效长度.若切割磁感线的导体是弯曲的，则应取其与B 和v 方向都垂直的等效线段长度来计算.如图中线段ab 的长即为导体切割磁感线的有效长度.（4）该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时.（5）当导体绕一端转动时如图所示，由于导体上各点的速度不同，是线性增加的，所以导体运动的平均速度为v －＝0＋ωl 2＝ωl 2，由公式E ＝Bl v －得，E ＝Bl ωl 2＝12Bl 2ω.（6）公式中的v 应理解为导体和磁场的相对速度，当导体不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生.2.公式E ＝n ΔΦΔt与E ＝Blv sin θ的区别与联系（2017·高考全国卷Ⅲ）如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）A.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向B.PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向C.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向D.PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向[解析] 金属杆PQ 向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS 中感应电流沿逆时针方向；原来T 中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ 中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T 的磁通量减小，根据楞次定律可知T 中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知A 、B 、C 项错误，D 项正确.[答案] D命题视角2 导体转动切割磁感线时的情况长为l 的金属棒ab 以a 点为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度ω做匀速转动，如图所示，磁感应强度为B ，求：（1）ab 棒各点的平均速率； （2）ab 两端的电势差大小；（3）经时间Δt ，金属棒ab 所扫过面积中磁通量为多少？此过程中平均感应电动势多大？[解析] （1）ab 棒各点的平均速率 v －＝v a ＋v b 2＝0＋ωl 2＝12ωl .（2）ab 两端的电势差大小：E ＝Bl v －＝12Bl 2ω.（3）经时间Δt 金属棒ab 所扫过的扇形面积为ΔS ，则： ΔS ＝12l 2θ＝12l 2ωΔt ，ΔΦ＝B ΔS ＝12Bl 2ωΔt .由法拉第电磁感应定律得： E ＝ΔΦΔt ＝12Bl 2ωΔtΔt ＝12Bl 2ω.[答案] （1）12ωl （2）12Bl 2ω （3）12Bl 2ωΔt 12Bl 2ω命题视角3 公式E ＝n ΔΦΔt与E ＝Blv 的区别（多选）（2018·沈阳高二检测）如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路.虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直.从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）A.感应电流方向不变B.CD 段导线始终不受安培力C.感应电动势最大值E ＝BavD.感应电动势平均值E －＝14πBav[思路点拨] （1）由楞次定律（或右手定则）判断I 的方向.（2）由E ＝n ΔΦΔt 计算平均感应电动势.（3）有效长度最大时，由E ＝Blv 计算最大值.[解析] 导体切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可知，感应电流方向不变，A 正确；感应电动势最大值即切割磁感线有效长度最大时的电动势，故E m ＝Bav ，C 正确；E －＝ΔΦΔt ，ΔΦ＝B ·12πa 2，Δt ＝2a v ，解得E －＝14πBav ，D 正确.[答案] ACD（1）应用E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Blv 计算感应电动势时，首先要注意弄清计算的是平均感应电动势还是瞬时感应电动势，其次要弄清产生类型是磁场变化型，还是切割型.（2）感应电动势的平均值不是最大值与最小值的平均值，其值一般由E －＝n ΔΦΔt求解.【通关练习】1.如图所示，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动，MN 中产生的感应电动势为E 1；若磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2.则通过电阻R 的电流方向及E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为（ ）A.c →a ，2∶1B.a →c ，2∶1C.a →c ，1∶2D.c →a ，1∶2解析：选C.由右手定则判断可得，电阻R 上的电流方向为a →c ，由E ＝Blv 知，E 1＝Blv ，E 2＝2Blv ，则E 1∶E 2＝1∶2，故选项C 正确.2.如图所示，边长为a 的正方形闭合线框ABCD 在匀强磁场中绕AB 边匀速转动，磁感应强度为B ，初始时刻线框所在平面与磁感线垂直，经过t 时刻转过120°角，求：（1）线框内感应电动势在t 时间段内的平均值； （2）转过120°角时感应电动势的瞬时值.解析：（1）设初始时刻线框向纸外的一面为正面，此时磁通量Φ1＝－Ba 2，磁感线从正面穿入，t 时刻后Φ2＝12Ba 2，磁感线从正面穿出，磁通量的变化量为ΔΦ＝3Ba22，则E －＝ΔΦΔt ＝3Ba22t.（2）计算感应电动势的瞬时值要用公式E ＝Blv sin θ. v ＝2πa 3t ，θ＝120°，所以E ＝3πBa23t .答案：（1）3Ba 22t （2）3πBa 23t电磁感应中电路的分析和计算1.电磁感应中的电路问题，实际上是电磁感应和恒定电流问题的综合题.感应电动势大小的计算、方向的判定以及电路的等效转化，是解决此类问题的关键.在题目中常涉及电流、电压、电功等的计算，还可能涉及电磁感应与力学、能量等知识的综合分析.2.解决问题的关键：产生感应电动势的那部分导体或线圈作为电路的电源和内电路.3.根据电磁感应的平均电动势求解电路中通过的电量：q ＝I －·Δt ＝E －R 总·Δt ＝n ΔΦΔt R 总·Δt ＝nΔΦR 总.命题视角1 电磁感应现象中电路的分析（2018·辽宁抚顺六校联考）如图甲所示，n ＝15匝的圆形线圈M ，其电阻为1 Ω，它的两端点a 、b 与阻值为2 Ω的定值电阻R 相连，穿过线圈的磁通量的变化规律如图乙所示.则（ ）A.线圈中感应电流是顺时针方向B.线圈中感应电动势大小为1.5 VC.电路中电流是1.0 AD.电阻R 的热功率是3.0 W[解析] 由Φ－t 图象知，穿过M 的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流是逆时针方向，选项A 错误；由法拉第电磁感应定律得：E ＝n ΔΦΔt ＝15×0.080.4V ＝3 V ，选项B 错误；由闭合电路欧姆定律得：I ＝ER ＋r ＝32＋1A ＝1 A ，选项C 正确；电阻R 的热功率是P ＝I 2R ＝12×2 W ＝2 W ，选项D 错误.[答案] C命题视角2 感应电荷量的计算（多选）（2018·河南永年一中月考）如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流i ，矩形金属线圈abcd 与导线共面，线圈的长是宽的2倍，第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d 点垂直纸面的轴线旋转90°到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是（ ）A.两次线圈所产生的平均感应电动势相等B.两次线圈所产生的平均感应电动势不相等C.两次通过线圈导线横截面积的电量相等D.两次通过线圈导线横截面积的电量不相等[解析] 根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈的磁通量不同，根据E －＝nΔΦΔt 可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，选项A 错误，B 正确；根据q ＝n ΔΦR可知两次通过线圈导线横截面积的电量不相等，选项C 错误，D 正确.[答案] BD电磁感应中电路问题的分析思路（1）明确哪部分导体或电路产生感应电动势，该导体或电路就是电源，其他部分是外电路.（2）用法拉第电磁感应定律或切割公式确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向.（3）分清内外电路，画出等效电路图.（4）运用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点，电功率与电热等公式联立求解.【通关练习】1.（2018·哈尔滨三中检测）如图，间距为L 的平行金属导轨上有一电阻为r 的金属棒ab 与导轨接触良好，导轨一端连接电阻R ，其他电阻不计，磁感应强度为B ，当金属棒ab以速度v 向右匀速运动时，下列说法正确的是（ ）A.电阻R 两端的电压为BLvB.ab 棒受到的安培力的方向向左C.ab 棒中电流大小为BLv /RD.回路中电流为顺时针方向解析：选B.金属棒产生的感应电动势为E ＝BLv ，ab 棒中电流大小为I ＝BLvR ＋r，由右手定则，感应电流方向由b 到a （逆时针方向），则R 两端电压为BLv －Ir ，由左手定则可知安培力向左，故选B.2.如图甲所示，水平放置的线圈匝数n ＝200匝，直径d 1＝40 cm ，电阻r ＝2 Ω，线圈与阻值R ＝6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d 2＝20 cm 的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化.试求：（1）电压表的示数；（2）若撤去原磁场，在图中竖直虚线的右侧空间加磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场，方向垂直纸面向里，试证明将线圈向左拉出磁场的过程中，通过电阻R 上的电荷量为定值，并求出其值.解析：（1）由E ＝n ΔΦΔt 可得E ＝n πd 22ΔB 4ΔtE ＝I （R ＋r ） U ＝IR解得U ＝1.5π V ≈4.71 V. （2）设线圈拉出磁场经历时间Δt . E －＝n ΔΦΔt ＝n πd 21B 4Δt ，I －＝E －R ＋r电荷量q ＝I －Δt 解得q ＝ n πd 21B4（R ＋r ），与线圈运动的时间无关， 即与运动的速度无关.代入数据即得q ＝0.5π C ≈1.57 C. 答案：（1）4.71 V （2）见解析[随堂检测]1.（2018·北京门头沟检测）如图所示，某课外活动小组的同学，把一根大约10 m 长的电线的两端用导线连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上.有两名同学站在东西方向摇动导线做“摇绳发电”实验，要使实验现象更明显，你认为下列改进措施可行的是（ ）A.减缓摇绳的速度B.站在南北方向摇动导线C.增加被摇动导线的长度D.把灵敏电流表改为伏特表解析：选C.根据E ＝BLv 可知，减缓摇绳的速度，则电动势减小，实验现象越不明显，选项A 错误；由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学站在南北方向摇动导线，产生的感应电动势较小，实验不明显，选项B 错误；根据E ＝BLv 可知，增加被摇动导线的长度，则电动势变大，实验现象越明显，选项C 正确；伏特表的内阻较大，则把灵敏电流表改为伏特表，指针偏转更加不明显，选项D 错误.2.如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B 中绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R 的电流的大小和方向是（金属圆盘的电阻不计）（ ）A.由c 到d ，I ＝Br 2ωRB.由d 到c ，I ＝Br 2ωRC.由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD.由d 到c ，I ＝Br 2ω2R解析：选C.金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r 的导体棒绕O 点做匀速圆周运动，其产生的电动势大小为E ＝Br 2ω2，由右手定则可知电流方向由c 指向d ，通过电阻R 的电流I ＝Br 2ω2R.3.（2018·北京朝阳区检测）如图1所示，闭合线圈放在匀强磁场中，t ＝0时磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图2所示.在0～2 s 内，线圈中感应电流（ ）A.逐渐增大，方向为逆时针B.逐渐减小，方向为顺时针C.大小不变，方向为顺时针D.大小不变，方向为先顺时针后逆时针解析：选C.第1 s 内，磁场的方向垂直于纸面向里，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；第2 s 内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀增加，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向.由E ＝nSΔBΔt可知，这2 s 内感应电动势恒定，故产生的电流大小不变，方向一直为顺时针.故C 正确，A 、B 、D 错误.4.如图所示，面积为0.2 m 2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B ＝（2＋0.2t ）T ，定值电阻R 1＝6 Ω，线圈电阻R 2＝4 Ω，求：（1）磁通量变化率和回路中的感应电动势； （2）a 、b 两点间电压U ab ； （3）2 s 内通过R 1的电量q .解析：（1）由B ＝（2＋0.2t ）T 可知ΔBΔt＝0.2 T/s.磁通量变化率为ΔΦΔt ＝ΔBΔt S ＝0.04 Wb/s.由法拉第电磁感应定律可知回路的感应电动势为E ＝nΔΦΔt ＝n ΔBΔtS ＝100×0.2×0.2 V ＝4 V. （2）a 、b 两点间电压U ab 等于定值电阻R 1两端的电压，则U ab ＝ER 1＋R 2R 1＝2.4 V. （3）2 s 内的磁感应强度变化量为 ΔB ＝ΔBΔt ·t ＝0.2×2 T ＝0.4 Tq ＝I －·Δt ＝nΔΦΔtR 总·Δt ＝n ΔΦR 总＝n ·S ΔB R 总＝100×0.2×0.410C ＝0.8 C.答案：（1）0.04 Wb/s 4 V （2）2.4 V （3）0.8 C[课时作业]一、单项选择题1.（2018·湖北宜昌远安一中月考）下列关于电磁感应的说法正确的是（ ） A. 在电磁感应现象中，有感应电动势，就一定有感应电流 B.穿过某电路的磁通量变化量越大，产生的感应电动势就越大 C.闭合电路置于磁场中，当磁感应强度为零时，感应电动势可能很大 D.公式E ＝Blv 中的l 是导体的长度解析：选C.在电磁感应现象中，有感应电动势，不一定有感应电流，只有当电路闭合时才有感应电流，选项A 错误；穿过某电路的磁通量变化率越大，产生的感应电动势就越大，选项B 错误；闭合电路置于磁场中，当磁感应强度为零时，磁通量的变化率可能很大，则感应电动势可能很大，选项C 正确；公式E ＝Blv 中的l 是导体切割磁感线的有效长度，选项D 错误.2.（2018·河北邢台一中检测）如图所示，在国庆60周年阅兵盛典上，我国预警机“空警－2000”在天安门上空时机翼保持水平，以120 m/s 的速度自东向西飞行.该机的翼展（两翼尖之间的距离）为50 m ，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.5×10－5T ，则（ ）A.两翼尖之间的电势差为0B.两翼尖之间的电势差为2.7 VC.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D.飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低解析：选C.由E ＝BLv 可得，两翼尖间的电势差为：U ＝E ＝BLv ＝4.5×10－5×50×120 V ＝0.27 V ，故A 、B 错误；由右手定则可知，电路中若有感应电流，其方向自右向左，因飞机此时作为电源处理，故电势应为左方高，故C 正确，D 错误.3.如图所示，在水平桌面上放着一个1匝的矩形线圈，线圈中心上方某处有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.04 Wb.在0.5 s 内将条形磁体放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为0.12 Wb ，则在这个过程中线圈的感应电动势为（ ）A.0.16 VB.0.24 VC.1.6 VD.2.4 V解析：选A.由题，穿过线圈的磁通量增加量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.12 Wb －0.04 Wb ＝0.08 Wb.根据法拉第电磁感应定律得，E ＝n ΔΦΔt ＝1×0.080.5V ＝0.16 V ，故A 正确.4.（2018·辽宁大连检测）穿过某闭合回路的磁通量Φ随时间t 变化的图象分别如图中的①～④所示，下列说法正确的是（ ）A. 图①有感应电动势，且大小恒定不变B.图②产生的感应电动势一直在变大C.图③在0～t 1时间内的感应电动势是t 1～t 2时间内感应电动势的2倍D.图④产生的感应电动势先变大再变小解析：选C.图①中磁通量没有变，因此没有感应电动势，故A 错误；图②中的磁通量均匀增加，则图象的斜率不变，因此感应电动势不变，故B 错误；图③在0～t 1时间内的斜率是t 1～t 2时间内斜率的2倍，所以在0～t 1时间内感应电动势是t 1～t 2时间内感应电动势的2倍，故C 正确；图④的斜率先减小后增大，故产生的感应电动势先变小再变大，故D 错误.5.如图所示，导线OA 长为l ，在匀强磁场中以角速度ω沿图中所示方向绕通过悬点O 的竖直轴旋转，导线OA 与竖直方向的夹角为θ.则OA 导线中的感应电动势大小和O 、A 两点电势高低情况分别是（ ）A.Bl 2ω O 点电势高 B.Bl 2ω A 点电势高 C.12Bl 2ωsin 2θ O 点电势高 D.12Bl 2ωsin 2θ A 点电势高 解析：选D.导线OA 切割磁感线的有效长度等于圆的半径，即R ＝l ·sin θ，产生的感应电动势E ＝12BR 2ω＝12Bl 2ωsin 2θ ，由右手定则可知A 点电势高，所以D 正确.6.（2018·武汉高二检测）物理实验中常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n ，面积为S ，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q ，由上述数据可得出被测磁场的磁感应强度为（ ）A.qR 2nSB.qR nSC.qR 2SD.qR S解析：选A.q ＝I －Δt ＝E －R ·Δt ＝n ΔΦΔt Δt ·R ＝n ΔΦR ＝n 2BS R ，所以B ＝qR 2nS .故选A.7.（2018·北京门头沟检测）如图甲所示，多匝线圈两端M 、N 与一个水平放置的平行板电容器相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化时，平行板电容器内的带电微粒恰好处于静止状态.下列说法正确的是（ ）A.如果只增加线圈匝数，微粒将向上运动B.如果只增加线圈匝数，微粒将向下运动C.如果只将下极板向下缓慢平移，微粒将向上运动D.如果只将下极板向下缓慢平移，微粒仍然保持静止解析：选A.开始时，微粒受向下的重力和向上的电场力平衡，即mg ＝E d q ，其中E ＝n ΔΦΔt；若如果只增加线圈匝数，则感应电动势E 变大，电场力变大，则微粒将向上运动，选项A 正确，B 错误；如果只将下极板向下缓慢平移，则d 变大，则电场力减小，则微粒将向下运动，选项C 、D 错误.二、多项选择题8.（2018·湖北武汉测试）如图所示，n ＝100匝的线框垂直放在匀强磁场中，线框面积为S ＝20 cm 2，线框的总电阻为R ＝20 Ω，若磁场的磁感应强度在Δt ＝0.2 s 的时间内由0.1 T 增加到0.5 T ，则下面说法正确的是（ ）A.线框中的感应电流方向是顺时针B.线框中的感应电流方向是逆时针C.产生的感应电动势大小为E ＝0.4 VD.产生的感应电流大小为I ＝0.2 A解析：选BC.当磁场增强时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的电流，故选项B 正确，A 错误；根据法拉第电磁感应定律知线框中产生的感应电动势为：E ＝n ΔΦΔt ＝100×0.5－0.10.2×20×10－4V ＝0.4 V ；产生的感应电流大小为I ＝E R ＝0.420A ＝0.02 A ，故选项C 正确，D 错误. 9.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 变化的关系图象如图所示，则（ ）A.在t ＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B.在t ＝1×10－2s 时刻，感应电动势最大 C.在t ＝2×10－2s 时刻，感应电动势为零D.在0～2×10－2s 时间内，线圈中感应电动势的平均值为零解析：选BC.由法拉第电磁感应定律知E ∝ΔΦΔt ，故t ＝0及t ＝2×10－2s 时刻，E ＝0，A 错，C 对；t ＝1×10－2s ，E 最大，B 对；0～2×10－2s ，ΔΦ≠0，E ≠0，D 错.10.用均匀导线做成的正方形线圈边长为l ，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以ΔBΔt的变化率增强时，则（ ）A.线圈中感应电流方向为acbdaB.线圈中产生的电动势E ＝ΔB Δt ·l22C.线圈中a 点电势高于b 点电势D.线圈中a 、b 两点间的电势差为ΔB Δt ·l22解析：选AB.根据楞次定律可知，选项A 正确；线圈中产生的电动势E ＝ΔΦΔt ＝S ΔBΔt＝l 22·ΔBΔt，选项B 正确；线圈中的感应电流沿逆时针方向，所以a 点电势低于b 点电势，选项C 错误；线圈左边的一半导线相当于电源，右边的一半导线相当于外电路，a 、b 两点间的电势差相当于路端电压，其大小为U ＝E 2＝l 24·ΔBΔt，选项D 错误.三、非选择题11.（高考江苏卷）做磁共振（MRI ）检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r ＝5.0 cm ，线圈导线的截面积A ＝0.80 cm 2，电阻率ρ＝1.5 Ω·m.如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B 在0.3 s 内从1.5 T 均匀地减为零，求：（计算结果保留一位有效数字）（1）该圈肌肉组织的电阻R ； （2）该圈肌肉组织中的感应电动势E ； （3）0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q . 解析：（1）由电阻定律得R ＝ρ2πrA，代入数据得R ≈6×103 Ω.（2）感应电动势E ＝ΔB ·πr2Δt，代入数据得E ≈4×10－2 V.（3）由焦耳定律得Q ＝E 2RΔt ，代入数据得Q ＝8×10－8J.答案：（1）6×103Ω （2）4×10－2V （3）8×10－8J12.（2018·吉林长春市十一中月考）如图1所示，一个圆形线圈的匝数n ＝100匝，线圈的面积S ＝0.2 m 2，线圈的电阻r ＝1 Ω，线圈外接一个阻值R ＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图2所示.求。
高中物理人教版选修3-4学案：第十五章第4节-广义相对论简介-
4．广义相对论简介1．知道相对论速度叠加规律。
2．知道相对论质能关系。
3．初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。
4．关注宇宙学的新进展。
狭义相对论告诉我们，物体运动的极限速度都不可能越过真空中的光速。
在宏观低速运动的条件下，伽利略的速度叠加原理简单有效，但对高速运动的物体及微观高速粒子，速度的叠加原理与传统经典观念矛盾，必须要考虑相对论效应。
考虑相对论效应的情况下速度的叠加是怎样的呢？提示：相对论效应指的是“动尺变短”或“动钟变慢”等。
在高速运动的参考系中，速度的叠加必须考虑这个因素，低速宏观状态下遵守伽利略的速度叠加原理，高速的情况下任何运动的速度不能超过光速。
一、狭义相对论的其他结论1．相对论速度变换公式设车对地的速度为v，人对车的速度为u′，车上人相对于地面的速度为u，(1)经典的时空观：u＝u′＋v。
(2)相对论的速度变换公式为：_______________________________________________。
如果车上人运动方向与车运动方向相同，u′取____值，如果车上人运动方向与车运动方向相反，u′取____值。
(3)结论：光速c是宇宙万物速度的极限，且相对于任何参考系都是不变的。
注意：它只适用于沿同一直线运动物体速度的叠加。
2．相对论质量(1)经典力学：物体的质量是______的，一定的力作用在物体上，产生的加速度也是______的，足够长的时间以后物体就可以达到______速度。
(2)相对论情况下：物体的质量随其速度的增大而增大。
物体以速度v运动时的质量m 与静止时的质量m0的关系式为：____________________。
3．质能方程质能方程：________。
质能方程表达了物体的质量m和它所具有的能量E之间的关系。
思考：有人根据E＝mc2得出结论：质量可以转化为能量、能量可以转化为质量。
这种说法对吗？二、广义相对论简介1．超越狭义相对论的思考爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：(1)引力问题，万有引力理论无法纳入______________的框架。
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第十二章 机械波
把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射 实验，出现了如图所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的 振动传到P处，在不改变挡板M和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？
解题指导：波能发生明显衍射的条件是孔的宽度或障碍物 的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小。在同种介质中，波速 物 确定，当改变波的频率时，也改变了波长的大小。
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第十二章 机械波
1．波的独立传播 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播。即各自的波长、频率
等保持不变。
2．波的叠加 波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果，由于总位移是两个位移的
矢量和，所以叠加区域的质点的位移可能增大，也可能减小。
物 理
两列同相波的叠加，振动加强，振幅增大(如图甲所示)。
选
修
两列反相波的叠加，振动减弱，振幅减小(如图乙所示)。
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第十二章 机械波
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物
理 选
图甲
图乙
修
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第十二章 机械波
3．干涉条件
(1)波的叠加是无条件的，任何频率的两列波在空间相遇都会叠加。
(2)稳定干涉图样的产生是有条件的，必须是两列同类的波，并且波的频率
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第十二章 机械波
解析：波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多， 或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸；二 是增大波的波长。由v＝λf可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水 波的波长。故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波 源振动的频率。
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第十二章 机械波
5．干涉图样及其特征 (1)干涉图样 ：如图所示
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物
理 选
(2)特征：①加强区和减弱区的位置固定不变。②弱(加强区与减弱区不随时间变化)。③加强区与减弱区互相间隔。
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第十二章 机械波
答案：N板上移或减小波源振动频率。
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第十二章 机械波
〔对点训练1〕 下列现象或事实属于衍射现象的是( C )
A．风从窗户吹进来
B．雪堆积在背风的屋后
C．水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有
影响
D．晚上看到水中月亮的倒影
解析：波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。C
特别提醒：(1)振动加强的点的振动总是加强，但并不是始终处于波峰或波 谷，它们都在平衡位置附近振动，有的时刻位移也为零。只是振幅为两列波振 幅之和，显得振动剧烈。
(2)振动减弱点的振动始终减弱，位移的大小始终等于两列波分别引起位移 的大小之差，振幅为两列波振幅之差。如果两列波的振幅相同，则振动减弱点 物 将会总是处于静止。
物 理
象。
选
修
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2．对明显衍射发生条件的理解 (1)波的衍射是波在传播过程中所具有的特征之一，衍射是否明显，通常的 衡量就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值，比值越小，衍射现象相对越明显。 (2)孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条 件，波的衍射没有条件。
相同、振动方向在同一直线上、相位差恒定。如果两列波的频率不相等，在同
一种介质中传播时其波长就不相等，这样不能形成稳定的振动加强点和减弱
点。因此我们就看不到稳定的干涉图样，只能是一般的振动叠加现象。
(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的，明显的干涉图样除了
满足相干条件外，还必须满足两列波振幅差别不大。振幅越是接近，干涉图样
理 选 修
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第十二章 机械波
1．生活中常见的波的衍射现象
(1)声波：声波的波长在1.7 cm～17 m之间，与一般障碍物的尺寸相比差不
多，或比其大，故声波的衍射现象极为明显。
(2)水波：水面上传播的波能够越过水面上的芦苇、小石块等障碍物，都是
典型的水波的衍射现象。
(3)无线电波：在房间中可以接收到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现
物
理 选
越明显。
修
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第十二章 机械波
4．关于加强点(区)和减弱点(区) (1)加强点：在某些点两列波引起的振动始终加强，质点的振动最剧烈，振 动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝A1＋A2。 (2)减弱点：在某些点两列波引起的振动始终相互削弱，质点振动的振幅等 于两列波的振幅之差，A＝|A1－A2|，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就 等于零，水面保持平静。
第十二章 机械波
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1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
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第十二章 机械波
课前预习
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第十二章 机械波
波的衍射
1．定义 波可以绕过__障__碍__物___继续传播的现象。
2．实验及现象 (1)实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个___狭__缝____。
人 教
___衍__射____现象的，一定是波。
版
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第十二章 机械波
『判一判』
(1)“隔墙有耳”指的是声波的衍射现象。( √ )
(2)敲击音叉使其发声，然后转动音叉，听到声音忽强忽弱是声波的干涉现
象。( √ ) (3)只有频率相同的两列波才可以叠加。( × )
(4)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。
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第十二章 机械波
(多选)(河南郑州一中2016年高二下学期期 中)如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们的振动同步且 振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的 波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说 法中正确的有( BC )
物
A．该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动都最强，d质点振动既不是最强
长为λ的声波沿水平管道自左向右传播，当声波到
达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的 路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的，
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物 若Δr＝|r2－r1|，则Δr等于( C )
理
选 修
A．波长λ的整数倍
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C．半波长2λ的奇数倍
B．波长λ的奇数倍 D．半波长2λ的偶数倍
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人
教 版
时，才能观察到明显的衍射现象。
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第十二章 机械波
波的叠加 1．波的独立传播特性 两列波相遇后，每列波仍象相遇前一样，保持各自__原__来__的__波__形__，继续向 前传播。(如图所示)
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第十二章 机械波
2．波的叠加原理 在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与__两__个__振__动____，其振动位 移等于这两列波分别引起的位移的__矢__量__和___，当两列波振动方向在同一直线上 时，这两个位移的矢量和在选定正方向后可简化为__代__数__和___。
的干涉，形成的图样叫波的干涉图样。
2．两列波产生稳定干涉的条件 ①两列波的_频__率___必须相同。
②两个波源的_相__位__差____必须保持不变。
物
理 选
3．波的干涉和衍射都是波所特有的现象
修
一 切 波 都 能 够 发 生 __干__涉____ 和 ___衍__射___ 现 象 ； 反 之 能 够 发 生 _干__涉____ 和
新课标导学
物理
选修3-4 ·人教版
第十二章
机械波 第四节 波的衍射和干涉
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第十二章 机械波
※ 知道波的衍射现象及衍射条件 ※ 知道衍射是波特有的现象 ※ 知道两列波叠加的位移规律 ※ 理解波的干涉现象及产生干涉的条件 ※ 知道波的干涉现象是波特有的现象
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第十二章 机械波
课内探究
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第十二章 机械波
探究一 对波的衍射现象的理解
我们在家中经常听到优美的声乐从窗外飘来，(如图)，声音为什么没被障 碍物所挡住？
提示：这是声波的衍射现象。声波在传 播过程中遇到障碍物时，可以绕过障碍物继 物 续传播。
A．蟋蟀的嘴 衍射
B．蟋蟀的翅膀 干涉
C．蟋蟀的翅膀 共振
D．蟋蟀的嘴 共振
解析：蟋蟀是依靠一双翅膀的振动发声，两翅膀的振动频率、振幅相同，
物
理 选
形成相干波源，在周围出现振动加强与减弱的区域。
修
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第十二章 机械波
『想一想』 如图所示，日常生活中“闻其声不见其人”的物理 现象的原因是什么？ 答案：声波在空气中的波长较长，可以跟一般障碍 物的尺寸相比拟，很容易发生衍射现象，绕过障碍物传 入人耳。而光波由于波长很短，障碍物或孔的尺寸远大 于光的波长，不能绕过障碍物发生衍射，所以只能听到 声音而看不到说话的人。