高中物理第二章恒定电流2.1导体中的电场和电流教案选修3_1

2.1、导体中的电场和电流
项目内容
课题 2.1、导体中的电场和电流修改与创新
教学目标
（一）知识与技能
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理
量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率
的关系。

（二）过程与方法
通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的
电场和恒定电流等方面的理解。

（三）情感态度与价值观
通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学
问题。

教学重、难点重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

教学
准备
多媒体课件
教学过程（一）先对本章的知识体系及意图作简要的概述
（二）新课讲述----第一节、导体中的电场和电流
1．电源：
先分析课本图2。

1-1 说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）
【问题】如何使电路中有持续电
流？（让学生回答—电源）
类比：（把电源的作用与抽水机
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．拉格朗日点又称平动点，处于该点上的小物体在两个大物体的引力作用下，小物体与大物体基本保持相对静止，由瑞士科学家欧拉和法国数学家拉格朗日推算得出。

这样的点在地月系统中共有五个，其中两个在地月连线上，如图所示，分别为L1，L2。

关于在这两个拉格朗日点上做圆周运动的两颗地球卫星，下列说法正确的是
A．两颗卫星运动的周期不相等
B．两颗卫星的线速度大小相等
C．L2点处卫星的向心加速度最大
D．L1点处的卫星向心加速度比月球的向心加速度大
2．将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如图所示，它的有效值是( )
A．2 A B． A
C． A D．1 A
3．如图所示，水平桌面上固定两条光滑平行导轨，导轨左端连接电源，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。

现将两根质量相同的导体棒M、N依次静置于导轨上的同一位置，接通电源，导体棒沿导轨从桌面右侧水平抛出，始终与地面平行，落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1和s2。

不计电源和导轨电阻，
导体棒与导轨垂直且接触良好，则安培力对导体棒做功之比为
A．1︰1 B．s12：s22
C．s1：s2D．
4．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆。

若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号的说法正确的是
A．“嫦娥四号”的发射速度必须大于11.2km/s
B．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度
C．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度
D．经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I
5．如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点．将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（）
A．电容器的电容增加
B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流
C．A、B两板间的电场强度增大
D．P点电势升高
6．在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。

设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于
A． B．
C． D．
二、多项选择题
7．质点做直线运动的速度v~时间t图像如图所示，该质点（）A．在第1秒末速度方向发生了改变
B．在第2秒末加速度方向发生了改变
C．第1秒末和第3秒末的位置相同
D．在前4秒内发生的位移为零
8．一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回斜面底端。

下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、动能E k、重力势能E P、机械能E随时间t或x（偏离出发点的距离）变化的图象，选斜面底端为零势能面，则下列图象可能正确的是（）
A．
B．
C．
D．
9．甲、乙两汽车在同一条平直公路上同向运动，其速度—时间图像分别如图中甲、乙两条曲线所示。

已知两车在时刻并排行驶。

下列说法正确的是（）
A．两车在时刻也并排行驶B．在
时刻甲车在后，乙车在前
C．甲车的加速度大小先增大后减小 D．乙车的加速度大小先减小后增大
10．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有( )
A．用户端交流电的频率为50 Hz
B．用户端电压为250 V
C．输电线中的电流为30 A
D．输电线路损耗功率为180 kW
三、实验题
11．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上，有一质量m=1 kg的物体，物体与斜面间的动摩
擦因数，物体在恒力F的作用下从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经2 s运动了10m。

(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8取g=10 m/s2)。

求
（1）物块沿斜面运动的加速度大小
（2）作用在物体上的恒力F的最小值及其与斜面的夹角
12．某同学用图甲所示的装置宋探究小车加速度与小质量的关系。

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示，其读数为__________cm；
(2)为了使细线对小车的拉力等于小车受到的合力，应__________；
A．平衡摩擦力
B．调节细线与长木板平行
C．使砝码及砝码盘的总质最远小于小车的质量
D．使砧码及砝码盘的总质量远大于小车的质量
(3)该同学完成相关操作后将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为
、，测出遮
光条的宽度为d，A、B之间的距离为x，则小车的加速度a=__________(用给定的物理量字母表示)；(4)若保持砝码和砝码盘的总质量m不变，改变小车质量M，则作出
图像为_________。

A． B．
C． D．
四、解答题
13．如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为R，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且
，两盒间电压为U.A处的粒子源可释放初速度不计的带电
粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。

通过电源正负极的
交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量.已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q.
(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响.
①求粒子可获得的最大速度v m；
②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第1次进入D2盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比.
(2)根据回旋加速器的工作原理，请通过计算对以下两个问题进行分析：
①在上述不考虑相对论效应和重力影响的情况下，计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，为何常常忽略粒子通过两盒间狭缝的时间，而只考虑粒子在磁场中做圆周运动的时间；
②实验发现：通过该回旋加速器，加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。

这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。

结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

14．如图，在金属导轨MNC和PQD中，MN与PQ平行且间距为L＝1 m，MNQP所在平面与水平面夹角α＝37°．N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值R＝10 Ω的电阻．光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角均为θ＝53°．ab棒的初始位置在水平导轨上与NQ重合．ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ＝0．1，由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止．金属棒ab和ef质量均为m＝0．5 kg，长均为L＝1 m．空间有竖直方向、磁感应强度B＝2 T的匀强磁场（图中未画出）．两金属棒与导轨保持良好接触，ef棒的阻值R＝10 Ω，不计所有导轨和ab棒的电阻．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．忽略感应电流产生的磁场．若ab棒在拉力F的作用下，以垂直于NQ的速度v1＝1 m/s在水平导轨上向右匀速运动，且运动过程中ef棒始终静止（g取10 m/s2，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8）．
（1）求金属棒ab运动到x＝0．3 m处时，经过ab棒的电流大小；
（2）推导金属棒ab从NQ处运动一段距离x过程中拉力F与x的关系式；
（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2＝2 m/s在水平导轨上向右匀速运动，在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止．求此状态下磁感应强度B的最大值（此问结果可只保留一位有效数字）．
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．CD
8．AB
9．BD
10．AC
三、实验题
11．(1)（2）
12．030 AB C 四、解答题
13．(1)①②
(2)①
②
14．（1）0.22A
（2）
（3）4.79T；磁场方向可竖直向上，也可竖直向下。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，预计在2020年全部建成。

关于这5颗静止轨道卫星，下列说法正确的是
A．线速度相同B．角速度相同
C．向心加速度相同D．所受向心力相同
2．如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态，给小球B施加水平力F使其缓慢上升直到小球A刚要滑动。

在此过程中
A．水平力F的大小不变
B．杆对小球A的支持力不变
C．杆对小球A的摩擦力先变小后变大
D．轻绳对小球B的拉力先变大后变小
3．“嫦娥五号”月球探测器预计在2019年年底发射，采集月球样品并返回地球，全面实现月球探测工程“三步走”战略目标.若“嫦娥五号”卫星在距月球表面H处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥五号”在该轨道上某点采取措施，使卫星降至椭圆轨道Ⅱ上，如图所示.若近月点接近月球表面，而H等于月球半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上的运行周期为
A．B．
C．
D．
4．如图所示，质量为m的小球用OB和O＇B两根轻绳悬挂，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30º和60º，此时OB绳的拉力大小为F1。

若烧断O＇B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳的拉力大小为F2，则F1∶F2等于
A．1∶4 B．1∶3 C．1∶2 D．1∶1
5．一艘在火星表面进行科学探测的宇宙飞船，在经历了从轨道Ⅰ→轨道Ⅱ→轨道Ⅲ的变轨过程后，顺利返回地球。

若轨道Ⅰ为贴近火星表面的圆周轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，P点的速度小于Q点的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上运动的机械能大于轨道Ⅲ上运动的机械能
C．测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以测出火星的平均密度
D．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的加速度大于飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的加速度
6．以一定的初速度从地面竖直向上抛出一小球，小球上升到最高点之后，又落回到抛出点，假设小球所受空气阻力与速度大小成正比，则小球在运动过程中的机械能E随离地高度h变化关系可能正确的是( )
A． B．
C． D．
二、多项选择题
7．在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是( )
A．此时P、Q两点运动方向相同
B．再经过0.5s质点N刚好位于(－5m，20cm)位置
C．该波只有遇到2m的障碍物才能发生明显衍射
D．波的频率与波源的振动频率无关
E. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz
8．某容器中盛有水,底部O处发出的光束中含有a、b两种色光,在水与空气界面的折射情况如图所示。

以下判断正确的是。

A．水对a光折射率比水对b光折射率小
B．在水中a光的速度比b光速度小
C．在真空中,a光的波长比b光的波长小
D．增大光束在水中的入射角,界面处折射光先消失的是b光
E. 用同一实验装置做光的干涉实验,屏上相邻亮条纹中心间距,a光间距比b光大
9．如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。

一电子从a点移动到b点，电势能减小W；若电子从c点移动到d点，电势能也减小W。

下列说法正确的是
A．电子从M点移动到N点，电势能也减小W
B．b点的电势一定低于d点的电势
C．电场强度的方向一定是从b点指向a点
D．a、c两点间的电势差等于b、d两点间的电势差
10．如图所示，一根套有轻质细环的粗糙杆水平放置,一小球用细线系在细环上,小球置于一光滑斜面上,现用力将斜面缓慢右移（从虚线运动到实线）,此过程中细环始终静止在原位置,则下列说法正确的是( )
A．斜面对小球的支持力变大 B．杆对细环的摩擦力变小
C．细线对细环的拉力变大 D．杆对细环的支持力变小
三、实验题
11．如图所示，质量为3 kg的物块静止在粗糙水平面上。

现用F = 10 N的力斜向下推物块，F与水平面的夹角θ＝37º，物块与水平面间的动摩擦因数。

若最大
静摩擦力等于滑动摩擦力，g =10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。

求物块此时所受摩擦力的大小及方向。

12．一汽缸竖直放在水平地面上，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔与外界相通，大气压强p0＝1.0×105Pa．当汽缸内气体温度为127 ℃时，缸内气柱长度L1＝20 cm，g取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．
（ⅰ）当缸内气柱长度L1＝20cm时，缸内气体压强为多少?
（ⅱ）当缸内气柱长度L2＝24 cm时，缸内气体温度为多少K?
四、解答题
13．如图所示，A气缸截面积为500cm2，A、B两个气缸中装有体积均为10L、压强均为1atm、温度均为27℃的理想气体，中间用细管连接．细管中有一绝热活塞M，细管容积不计．现给左面的活塞N施加一个推力．使其缓慢向右移动,同时给B中气体加热,使此过程中A气缸中的气体温度保持不变．活塞M保持在原位置不动．不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1atm=105Pa．当推力
时,求：
①活塞N向右移动的距离是多少?
②B气缸中的气体升温到多少?
14．如图所示，在矩形区域abcd内存在一个垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场，oa边长为
，ab边长为L。

先从o点沿着ob方向垂直磁场射入各种速率的带电粒子，已知粒子的质量为m、带电量为q（粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计），求：
（1）垂直ab边射出磁场的粒子的速率v；（2）粒子在磁场中运动的最长时间t m。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．ABE
8．ADE
9．ABD
10．AD
三、实验题
11．8N，方向水平向左
12．（1）（2）480K 四、解答题
13．① 5 cm；②127℃
14．（1）（2）。