新題型解法二10

1、新型題解法二新型題解法二二、閱讀材料題二、閱讀材料題1.新概念：要理解。新概念：要理解。2.新規(guī)律：不用理解，只要知道每個(gè)新規(guī)律：不用理解，只要知道每個(gè)量表示什么。量表示什么。3.等等量關(guān)系：列方程用的。量關(guān)系：列方程用的。 4.理想化條件。理想化條件。例例1：磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能：磁場(chǎng)具有能量，磁場(chǎng)中單位體積所具有的能量叫做能量密度，其值為量叫做能量密度，其值為B2/2 ，式中，式中B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，是磁感應(yīng)強(qiáng)度， 是磁導(dǎo)率，在空氣中是磁導(dǎo)率，在空氣中 為一已知常數(shù)，為了近似測(cè)得為一已知常數(shù)，為了近似測(cè)得條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，一學(xué)

2、生用一根，一學(xué)生用一根端面面積為端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P，再，再用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離用力將鐵片與磁鐵拉開(kāi)一段微小距離 l，并測(cè)出拉力，并測(cè)出拉力F，如圖所示，因?yàn)槿鐖D所示，因?yàn)镕所作的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所所作的功等于間隙中磁場(chǎng)的能量，所以由此可得磁感強(qiáng)度以由此可得磁感強(qiáng)度B與與F、A之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為B。 P N F l P N F l B2/ /2 ，解：解：B 2 F/ /A，F(xiàn)所作的功：所作的功：間隙中磁場(chǎng)的能量：間隙中磁場(chǎng)的能量：A lF l例例2：劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一：劈尖干涉是一種薄

3、膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩片玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入從而在兩片玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：（特點(diǎn)：（1）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度）任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等，（相等，（2）任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定，）任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定，現(xiàn)若將圖甲裝置中抽去一

4、張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形現(xiàn)若將圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣膜后，從上往下觀察到的干涉條紋空氣膜后，從上往下觀察到的干涉條紋甲 兩 張 紙 片 乙 例例3設(shè)想宇航員完成了對(duì)火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐設(shè)想宇航員完成了對(duì)火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖所示。為了安返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖所示。為了安全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度。已知返回全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度。已知返回艙返回過(guò)程中需克服火星的引力做功艙返回過(guò)程中需克服火星的引力做功WmgR（1R/r），返回），返回艙與人的總

5、質(zhì)量為艙與人的總質(zhì)量為m，火星表面的重力加速度為，火星表面的重力加速度為g ，火星的半徑，火星的半徑為為R，軌道艙到火星中心的距離為，軌道艙到火星中心的距離為r，不計(jì)火星表面大氣對(duì)返回，不計(jì)火星表面大氣對(duì)返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響，則該宇航員乘坐的返回艙至少需艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響，則該宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得多少動(dòng)能才能返回軌道艙？要獲得多少動(dòng)能才能返回軌道艙？軌道艙軌道艙GMm0/r2m0v2/rv2GM/r對(duì)返回艙對(duì)返回艙Wmv2/2Ek0Ek0mv2/2W mGM/2rmgR(1R/r) mR2g/2rmgR(1R/r) mgR(1R/2r) 例例4：下圖為一測(cè)量燈泡發(fā)光強(qiáng)度

6、的裝置，：下圖為一測(cè)量燈泡發(fā)光強(qiáng)度的裝置，AB是一個(gè)有刻度是一個(gè)有刻度的底座兩端可裝兩個(gè)燈泡，中間帶一標(biāo)記的光度計(jì)可在底座上移的底座兩端可裝兩個(gè)燈泡，中間帶一標(biāo)記的光度計(jì)可在底座上移動(dòng)，通過(guò)觀察可以確定兩邊燈泡在光度計(jì)上的照度是否相同。已動(dòng)，通過(guò)觀察可以確定兩邊燈泡在光度計(jì)上的照度是否相同。已知照度與燈泡的發(fā)光強(qiáng)度成正比、與光度計(jì)到燈泡的距離的平方知照度與燈泡的發(fā)光強(qiáng)度成正比、與光度計(jì)到燈泡的距離的平方成反比?，F(xiàn)有一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為成反比?，F(xiàn)有一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為I0的燈泡的燈泡a和一個(gè)待測(cè)燈泡和一個(gè)待測(cè)燈泡b。分別。分別置于底座兩端（如圖）。置于底座兩端（如圖）。（1）怎樣測(cè)定待測(cè)燈泡的發(fā)光強(qiáng)度）怎樣

7、測(cè)定待測(cè)燈泡的發(fā)光強(qiáng)度Ix？（2）簡(jiǎn)單敘述一個(gè)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。）簡(jiǎn)單敘述一個(gè)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法。 a b A B r1 r2 照度照度kI/r2 a b A B r1 r2 偶然誤差：被測(cè)物、測(cè)量者偶然誤差：被測(cè)物、測(cè)量者多次測(cè)量求平均值。多次測(cè)量求平均值。系統(tǒng)誤差：原理、儀器系統(tǒng)誤差：原理、儀器得出得出kI0/ /r12kIx/ /r22。練習(xí)練習(xí)1：電偶極子模型是指電量為：電偶極子模型是指電量為q、相距為、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖（電荷，用圖（a）

8、所示的矢量表示，科學(xué)家在描述某類(lèi)物質(zhì)的電）所示的矢量表示，科學(xué)家在描述某類(lèi)物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯電性，當(dāng)加上外電場(chǎng)后，子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯電性，當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而使物體中的合電場(chǎng)發(fā)生變化。使物體中的合電場(chǎng)發(fā)生變化。（1）如圖（）如圖（b）所示，有一電偶極子放在場(chǎng)強(qiáng)為）所示，有一電偶極子放在場(chǎng)強(qiáng)為E0的勻強(qiáng)外的勻強(qiáng)外電場(chǎng)中，若電偶極子的方向

9、與外電場(chǎng)方向的夾角為電場(chǎng)中，若電偶極子的方向與外電場(chǎng)方向的夾角為 ，求作用在，求作用在電偶極子上的電場(chǎng)力繞電偶極子上的電場(chǎng)力繞O點(diǎn)的力矩；點(diǎn)的力矩； E0 E0 q l q q q q q l O O A q q q q 圖（a） 圖（b） 圖（c） FFM2Fl sin /2qE0l sin 力偶矩力偶矩練習(xí)練習(xí)1：電偶極子模型是指電量為：電偶極子模型是指電量為q、相距為、相距為l的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)的一對(duì)正負(fù)點(diǎn)電荷組成的電結(jié)構(gòu)，電荷組成的電結(jié)構(gòu)，O是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向是中點(diǎn)，電偶極子的方向?yàn)閺呢?fù)電荷指向正電荷，用圖（正電荷，用圖（a）所示的矢量表示，科學(xué)家在描述某類(lèi)物質(zhì)的）所示的矢

10、量表示，科學(xué)家在描述某類(lèi)物質(zhì)的電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電電性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為物質(zhì)是由大量的電偶極子組成的，平時(shí)由于電偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯電性，當(dāng)加上外偶極子的排列方向雜亂無(wú)章，因而該物質(zhì)不顯電性，當(dāng)加上外電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向電場(chǎng)后，電偶極子繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，最后都趨向于沿外電場(chǎng)方向排列，從而使物體中的合電場(chǎng)發(fā)生變化。排列，從而使物體中的合電場(chǎng)發(fā)生變化。（2）求圖（）求圖（b）中電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方）中電偶極子在力矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)到外電場(chǎng)方向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功；向的過(guò)程中，電場(chǎng)力所做的功； E0 E0 q

11、 l q q q q q l O O A q q q q 圖（a） 圖（b） 圖（c） FFW2Fl(1cos )/2 qE0l(1cos )（3）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值與相應(yīng)的電勢(shì)能；向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值與相應(yīng)的電勢(shì)能； E0 E0 q l q q q q q l O O A q q q q 圖（a） 圖（b） 圖（c） MqE0l sin 0 10 2 W1q 1q 2q( 1 2)W2q 1q 2qE0l 1 2qE0lq( 1 2) E0 E0 q l q q q q q l O O A q q

12、 q q 圖（a） 圖（b） 圖（c） W00 10 2 W1WqE0lW2 (qE0l/2qE0l/2)qE0l(qE0l/2qE0l/2)（3）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方）求電偶極子在外電場(chǎng)中處于力矩平衡時(shí)，其方向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值與相應(yīng)的電勢(shì)能；向與外電場(chǎng)方向夾角的可能值與相應(yīng)的電勢(shì)能；（4）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線(xiàn)上，）現(xiàn)考察物質(zhì)中的三個(gè)電偶極子，其中心在一條直線(xiàn)上，初始時(shí)刻如圖（初始時(shí)刻如圖（c）排列，它們相互間隔距離恰等于）排列，它們相互間隔距離恰等于l，加上外電，加上外電場(chǎng)場(chǎng)E0后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外電場(chǎng)方向，若在圖中后，三個(gè)電偶極子轉(zhuǎn)到外

13、電場(chǎng)方向，若在圖中A點(diǎn)引入一電點(diǎn)引入一電量為量為q0的點(diǎn)電荷（的點(diǎn)電荷（q0很小，不影響周?chē)妶?chǎng)的分布），求該點(diǎn)很小，不影響周?chē)妶?chǎng)的分布），求該點(diǎn)電荷所受電場(chǎng)力的大小。電荷所受電場(chǎng)力的大小。 E0 E0 q l q q q q q l O O A q q q q 圖（a） 圖（b） 圖（c） q0qqFq2kqq0/(3l/2)28kqq0/9l2F0q0E0Fq0E08kqq0/9l2練習(xí)練習(xí)2：如圖為某電子秤原理示意圖，：如圖為某電子秤原理示意圖，AB為一均勻的滑線(xiàn)電為一均勻的滑線(xiàn)電阻，阻值為阻，阻值為R，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有，兩邊分別有P1、P2 兩個(gè)滑動(dòng)頭，兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1

14、可可在豎直絕緣光滑固定桿在豎直絕緣光滑固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，簧處于原長(zhǎng)時(shí)，P1 剛好指著剛好指著A端。端。P1與托盤(pán)固定相連。若與托盤(pán)固定相連。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧勁度系數(shù)為將顯示物體重力的大小。已知彈簧勁度系數(shù)為k，托盤(pán)自身質(zhì)量，托盤(pán)自身質(zhì)量為為m0，電源電動(dòng)勢(shì)為，電源電動(dòng)勢(shì)為 ，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋瑑?nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求：。求：（1）托盤(pán)上未放物體時(shí)，在托盤(pán)重力的作用下，）托

15、盤(pán)上未放物體時(shí)，在托盤(pán)重力的作用下，P1離離A的的距離距離x1m0gkx1x1m0g/k力學(xué)量力學(xué)量長(zhǎng)度長(zhǎng)度電學(xué)量電學(xué)量電壓電壓傳感器傳感器（m0m）gkx2x2（m0m）g/k練習(xí)練習(xí)2：如圖為某電子秤原理示意圖，：如圖為某電子秤原理示意圖，AB為一均勻的滑線(xiàn)電為一均勻的滑線(xiàn)電阻，阻值為阻，阻值為R，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，兩邊分別有，兩邊分別有P1、P2 兩個(gè)滑動(dòng)頭，兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1 可可在豎直絕緣光滑固定桿在豎直絕緣光滑固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，簧處于原長(zhǎng)時(shí)，P1 剛好指著剛好指著A端。端。P1與托盤(pán)固定相連。若與托盤(pán)固定相連。若P

16、1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過(guò)放大，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧勁度系數(shù)為將顯示物體重力的大小。已知彈簧勁度系數(shù)為k，托盤(pán)自身質(zhì)量，托盤(pán)自身質(zhì)量為為m0，電源電動(dòng)勢(shì)為，電源電動(dòng)勢(shì)為 ，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?，?nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求：。求：（2）托盤(pán)上放有質(zhì)量為）托盤(pán)上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，的物體時(shí)， P1離離A的距離的距離x2（3）在托盤(pán)上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，方法是：調(diào)節(jié)）在托盤(pán)上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，方法是：調(diào)節(jié)P2 ，使，使P2 離離A的距離也為的距離也為x1，從而使，從而使P1、

17、P2 間電壓為零。校準(zhǔn)間電壓為零。校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體零點(diǎn)后，將物體m放在托盤(pán)上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量放在托盤(pán)上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與與P1、P2間間的電壓的函數(shù)關(guān)系式。的電壓的函數(shù)關(guān)系式。xx2x1 UIRx Rx/R mg/k x/L mg/Lk mULk/ g例例1：利用掃描隧道顯微鏡（：利用掃描隧道顯微鏡（STM）可以得到物質(zhì)表面原子排）可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖象，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律列的圖象，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律. 下面的照片是一些晶下面的照片是一些晶體材料表面的體材料表面的STM圖象，通過(guò)觀察、比較，可以看到這些材料都圖象，通過(guò)觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間

18、排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征. 則構(gòu)成這則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是 （1）_；（2）_；排列是有規(guī)律的排列是有規(guī)律的各個(gè)方向排列的規(guī)律是不同的各個(gè)方向排列的規(guī)律是不同的三提問(wèn)題：三提問(wèn)題：例例2：有一組同學(xué)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行專(zhuān)題研究，他們通過(guò)查閱資料得知十七世：有一組同學(xué)對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行專(zhuān)題研究，他們通過(guò)查閱資料得知十七世紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)為：一麥桿粗細(xì)的玻璃管，一端與一紀(jì)時(shí)伽利略曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)溫度計(jì)，其結(jié)構(gòu)為：一麥桿粗細(xì)的玻璃管，一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中

19、，并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱，雞蛋大小的玻璃泡相連，另一端豎直插在水槽中，并使玻璃管內(nèi)吸入一段水柱，根據(jù)管中水柱高度的變化可測(cè)出相應(yīng)的溫度。為了研究根據(jù)管中水柱高度的變化可測(cè)出相應(yīng)的溫度。為了研究“伽利略溫度計(jì)伽利略溫度計(jì)”，同，同學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖所示的測(cè)溫裝置，圖中學(xué)們按照資料中的描述自制了如圖所示的測(cè)溫裝置，圖中A為一小塑料瓶，為一小塑料瓶，B為一吸管，通過(guò)軟木塞與為一吸管，通過(guò)軟木塞與A連通，管的下端豎直插在大水槽中，使管內(nèi)外水面連通，管的下端豎直插在大水槽中，使管內(nèi)外水面有一高度差有一高度差h，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：（1）在不同溫度下分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的水柱高）在

20、不同溫度下分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的水柱高h(yuǎn)，記錄數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)表中，記錄數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格，由此可得結(jié)論：數(shù)據(jù)計(jì)算相鄰兩次測(cè)量水柱的高度差，并填入表內(nèi)的空格，由此可得結(jié)論：I當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)水柱高度當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)水柱高度h將；將；II水柱高度水柱高度h隨溫度的變化而變化；試從理論上分析隨溫度的變化而變化；試從理論上分析并證明結(jié)論并證明結(jié)論II的正確性（提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大的正確性（提示：管內(nèi)水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一個(gè)大氣壓）：氣壓）：。溫度溫度171921232527h30.024.919.714.69.44.2 h5.1A

21、B h 水 減小減小5.25.15.25.2均勻均勻A B h 水 所以所以 h V/ /Sk t/ /S， Vk Tk t，V/TV/T V/ Tk，解：等壓過(guò)程解：等壓過(guò)程（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)用“伽利略溫度計(jì)伽利略溫度計(jì)”來(lái)測(cè)溫度，來(lái)測(cè)溫度，還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：還存在一些不足之處，其中主要的不足之處有：I ；II 。 溫度溫度171921232527h30.024.919.714.69.44.2 h5.1A B h 水 零點(diǎn)位置：零點(diǎn)位置：測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：系統(tǒng)誤差（原理）：系統(tǒng)誤差（原理）：沒(méi)問(wèn)題沒(méi)問(wèn)題玻璃管很細(xì)，變化范圍小。玻璃管很

22、細(xì)，變化范圍小。要等壓。要等壓。例例3：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如），如圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為壓為0，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓正比的輸出電壓U。現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、的砝碼、電壓表

23、、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖。且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖。輸入 受壓面 輸出 力電轉(zhuǎn)換器 輸入部分輸入部分輸出部分輸出部分受壓面受壓面例例3：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到

24、一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如），如圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為壓為0，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓正比的輸出電壓U。現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)

25、換器的受壓面上）。于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。（1）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并）設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖。且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫(huà)出完整的測(cè)量電路圖。輸入 受壓面 輸出 力電轉(zhuǎn)換器 分壓器接法分壓器接法V先放先放m0，測(cè)出，測(cè)出U0，則，則kU0/m0，（定標(biāo)），（定標(biāo)）再放再放m，測(cè)出，測(cè)出U，則，則Ukm，mUm0/U0，例例3：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)

26、換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如），如圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為壓為0，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓正比的輸出電壓U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。于

27、力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù)）簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù)k，并測(cè)出待測(cè)物，并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量體的質(zhì)量m。測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差：零點(diǎn)位置：零點(diǎn)位置：若若m過(guò)大，過(guò)大，U超出電壓表量程。超出電壓表量程。電池用舊了可能會(huì)影響讀數(shù)。電池用舊了可能會(huì)影響讀數(shù)。調(diào)節(jié)輸入端電壓時(shí)，輸出端電壓表調(diào)節(jié)輸入端電壓時(shí)，輸出端電壓表示數(shù)調(diào)不到零。示數(shù)調(diào)不到零。例例3：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，：某學(xué)生為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為

28、該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如），如圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電圖所示，測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為壓為0，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成，而后在其受壓面上放一物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓正比的輸出電壓U。現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、電鍵及導(dǎo)線(xiàn)若干、待測(cè)物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的

29、測(cè)量。請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量。（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題。）請(qǐng)?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題。例例1：來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速為零），經(jīng)一加速電：來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速為零），經(jīng)一加速電壓為壓為800 kV的直線(xiàn)加速器加速，形成電流強(qiáng)度為的直線(xiàn)加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流，已知質(zhì)子電荷的細(xì)柱形質(zhì)子流，已知質(zhì)子電荷e1.61019 C，這束，這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)，假設(shè)分布，假設(shè)分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距質(zhì)子源相距L和和4L的兩處，各取一段很

30、短的相等長(zhǎng)度的的兩處，各取一段很短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和和n2，則，則n1/n2_。 四、建模題四、建模題vtvInevt/tnev，可見(jiàn)可見(jiàn)n與與v成反比，成反比，而而eELmv2/2。則則n1/n22:1。 NI/e 103/1.61019 6.251016 建模：電流、單位長(zhǎng)度內(nèi)質(zhì)子數(shù)與速度的關(guān)系建模：電流、單位長(zhǎng)度內(nèi)質(zhì)子數(shù)與速度的關(guān)系：設(shè)單位長(zhǎng)度內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為設(shè)單位長(zhǎng)度內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為n，解：每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為解：每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為例例2：如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置：如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖，一邊長(zhǎng)

31、為的示意圖，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、截面為正方形的塑料管道水平、截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為放置，其右端面上有一截面積為A的小噴口，噴口離地的小噴口，噴口離地的高度為的高度為h，管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部和上，管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒部分別嵌有兩根金屬棒a、b，其中棒，其中棒b的兩端與一電壓的兩端與一電壓表相連，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)棒表相連，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí)，活塞向右勻速推時(shí)，活塞向右勻速推動(dòng)液體從噴口水平射出，液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離動(dòng)液體

32、從噴口水平射出，液體落地點(diǎn)離噴口的水平距離為為s，若液體的密度為，若液體的密度為 ，不計(jì)所有阻力，求：（，不計(jì)所有阻力，求：（1）活）活塞移動(dòng)的速度，塞移動(dòng)的速度，F(xiàn)AvAs g/2h/L2 ，取時(shí)間取時(shí)間t內(nèi)噴出的液體得：內(nèi)噴出的液體得：vtL2v0tA ，可解出：，可解出：可解出可解出v0s g/2h，hgt2/2，sv0t解：（解：（1）由平拋運(yùn)動(dòng)得：）由平拋運(yùn)動(dòng)得：取時(shí)間取時(shí)間t內(nèi)噴出的液體內(nèi)噴出的液體Ptmv02/2mv2/2 ，m Av0t，P Av0 (v02 v2) /2 Av03(1A2/L4)/2 ，例例2：（：（2）該裝置的功率，）該裝置的功率，由安培力做功得：由安培力做

33、功得：BILvP，可解出：，可解出：BP/ILv Av03(1A2/L4)/2ILv A(L4A2) s2/4IhL3，例例2：（：（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，的大小，由原理出發(fā)提問(wèn)：由原理出發(fā)提問(wèn)：UBLv，可能可能B變小或變小或I變小引起變小引起 v變小，變小，例例2:（4）若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，若在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)變小，試分析其可能的原因。試分析其可能的原因。例例3:（1）外力緩慢推動(dòng)活塞將空氣壓縮為原來(lái)的十分之一，）外力緩慢推動(dòng)活塞將空氣壓縮為原來(lái)的十分之一，若活塞氣缸間的摩擦不計(jì)，圖（若活塞氣缸間的摩擦不計(jì)，圖（b）是壓縮空氣的等溫圖像，從）是壓縮空

34、氣的等溫圖像，從圖像估算出外界對(duì)空氣所做的功圖像估算出外界對(duì)空氣所做的功W的大小的大小. WpSL p V 即即p-V圖線(xiàn)下的圖線(xiàn)下的“面積面積”W123pV 23 1.0 105 34 106J78 JpSL開(kāi)閥前開(kāi)閥前:（2）打開(kāi)閥門(mén)，在壓縮空氣推動(dòng)下，子彈射出槍膛，若子彈與）打開(kāi)閥門(mén)，在壓縮空氣推動(dòng)下，子彈射出槍膛，若子彈與槍管間的摩擦不計(jì)，在取兩位有效數(shù)字的條件下，子彈出槍口的槍管間的摩擦不計(jì)，在取兩位有效數(shù)字的條件下，子彈出槍口的速度速度v的大小的大小.槍管體積：槍管體積： Vl1S20 3.14 0.22 cm32.5 cm3 開(kāi)閥后看作等壓過(guò)程開(kāi)閥后看作等壓過(guò)程 p2p1V1/V21.0 106PaW2（p2p0）Sl1（p2p0） V（1.0 1061.0 105） 2.5 106 J2.25 J， W2mv2/2 v 2W2/m 7.5m/s（3）每射出一發(fā)子彈，系統(tǒng)做功的效率是多少？）每射出一發(fā)子彈，系統(tǒng)做功的效率是多少？ W2 100%/W12.25 100%/782.9%例例4：自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外：自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱(chēng)為熱輻射，熱輻射具輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱(chēng)為熱輻射，熱輻射具有如下特點(diǎn)：（