2020-2021粵教版物理第三冊(cè)教師用書：第6章 章末綜合提升含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材粵教版物理必修第三冊(cè)教師用書：第6章章末綜合提升含解析[鞏固層·知識(shí)整合][提升層·能力強(qiáng)化］各種功率的變化分析和計(jì)算1.對(duì)于純電阻電路（如白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路），電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W＝Q＝UIt＝eq\f(U2,R)t＝Pt。2．對(duì)于非純電阻電路（如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)，電功大于電熱。在這種情況下，不能用I2Rt或eq\f(U2，R)t來(lái)計(jì)算電功，電功用W＝UIt來(lái)計(jì)算，電熱用Q＝I2Rt計(jì)算?！纠?】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)是6V，內(nèi)阻是0。5Ω，電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為0。5Ω,限流電阻R0為3Ω,若理想電壓表的示數(shù)為3V,試求：(1)電源的功率和電源的輸出功率；(2）電動(dòng)機(jī)消耗的功率和電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率.［解析]（1)I＝IR0＝eq\f（UR0，R0)＝1A；電源的功率PE＝IE＝6W；內(nèi)電路消耗的功率Pr＝I2r＝0。5W；電源的輸出功率P出＝PE－Pr＝5。5W。（2）電動(dòng)機(jī)分壓UM＝E－Ir－UR0＝2。5V；電動(dòng)機(jī)消耗的功率PM＝IUM＝2。5W;熱功率P熱＝I2rM＝0.5W；電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P機(jī)＝PM－P熱＝2W。［答案](1）6W5。5W(2）2.5W2W[一語(yǔ)通關(guān)]解答有關(guān)電動(dòng)機(jī)問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)可以看成純電阻電路,P＝UI＝I2R＝eq\f（U2,R）均成立.(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，是非純電阻電路，P電＝UI>P熱＝I2R，U≠IR而有U〉IR。（3）輸入功率指電動(dòng)機(jī)消耗的總功率，熱功率是線圈電阻的發(fā)熱功率，輸出功率是指電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率,三者的關(guān)系：UI＝I2R＋P機(jī)。磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁感線1.磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁極周圍的一種特殊物質(zhì)，磁體之間、磁體與電流之間以及電流與電流之間的作用都是通過(guò)這種特殊的物質(zhì)而發(fā)生的。2．磁場(chǎng)的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小只取決于磁場(chǎng)本身的性質(zhì),與F、I、L無(wú)關(guān)。3．磁感線的疏密程度反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，線上某點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同。磁感線是閉合的曲線，在磁體內(nèi)部磁感線從S極指向N極,在磁體外部磁感線從N極指向S極.【例2】關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線，下列說(shuō)法正確的是()A．磁場(chǎng)并不是真實(shí)存在的，而是人們假想出來(lái)的B．磁鐵周圍磁感線的形狀，與鐵屑在它周圍排列的形狀相同，說(shuō)明磁場(chǎng)呈線條形狀,磁感線是磁場(chǎng)的客觀反映C．磁感線可以用來(lái)表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向D．磁感線類似電場(chǎng)線，它總是從磁體的N極出發(fā)，到S極終止C［磁體和電流周圍的空間均存在著磁場(chǎng),磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣也是一種客觀存在的物質(zhì)，為了形象地描述磁場(chǎng)，用磁感線將抽象的磁場(chǎng)描繪出來(lái)，磁感線是假想的曲線；鐵屑在磁場(chǎng)中被磁化為小磁針，在磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，最后規(guī)則地排列起來(lái)，顯示出磁感線的形狀，并非磁場(chǎng)的客觀反映；電流的磁場(chǎng)和磁體的磁場(chǎng)的磁感線都是閉合曲線,在磁體外從N極到S極，在磁體內(nèi)從S極到N極；而電場(chǎng)線從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止，不閉合，磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁感線上任一點(diǎn)的切線方向，即小磁針N極在某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向，就是該點(diǎn)磁場(chǎng)方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。因此正確選項(xiàng)為C。］［一語(yǔ)通關(guān)］1掌握磁場(chǎng)和磁感線的區(qū)別：磁場(chǎng)是真實(shí)存在的，磁感線是假想的。2掌握磁感線與電場(chǎng)線的區(qū)別：電場(chǎng)線不閉合,磁感線閉合。光電效應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用1。“光電子的動(dòng)能”可以是介于0～Ekm的任意值，只有從金屬表面逸出的光電子才具有最大初動(dòng)能，且隨入射光頻率增大而增大。2．光電效應(yīng)是單個(gè)光子和單個(gè)電子之間的相互作用產(chǎn)生的，金屬中的某個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子的能量，只有當(dāng)電子吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng).3．入射光強(qiáng)度指的是單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，在入射光頻率ν不變時(shí)，光強(qiáng)正比于單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)，但若入射光頻率不同,即使光強(qiáng)相同，單位時(shí)間內(nèi)照到金屬表面單位面積上的光子數(shù)也不相同,因而從金屬表面逸出的光電子數(shù)也不相同（形成的光電流也不相同）?！纠?】(多選)如圖所示是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器等幾部分組成。當(dāng)用綠光照射圖中光電管陰極K時(shí)，可發(fā)生光電效應(yīng)，則以下說(shuō)法中正確的是（）A．增大綠光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能增大B．增大綠光的照射強(qiáng)度，電路中的光電流增大C．改用比綠光波長(zhǎng)大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流D．改用比綠光頻率大的光照射光電管陰極K時(shí)，電路中一定有光電流BD［光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大綠光的照射強(qiáng)度,單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)增多，所以光電流增大，選項(xiàng)B正確；改用比綠光波長(zhǎng)更大的光照射時(shí)，該光的頻率不一定滿足發(fā)生光電效應(yīng)的條件，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若改用頻率比綠光大的光照射，一定能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)D正確。]［一語(yǔ)通關(guān)］1某種色光強(qiáng)度的改變決定單位時(shí)間入射光子數(shù)目改變，光子能量不變。2光電效應(yīng)中光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率和金屬材料有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。［培養(yǎng)層·素養(yǎng)升華]日常生活中的量子物理學(xué)實(shí)例量子力學(xué)是一門公認(rèn)的與其它任何科學(xué)不一樣、相當(dāng)奇特的科學(xué)，它描寫微觀世界的事物。在許多人看來(lái),抽象和違反直覺(jué)的的量子物理是可望而不可及。實(shí)際上許多量子物理學(xué)的實(shí)例就在你身邊!下面僅舉幾個(gè)日常生活中的量子物理學(xué)實(shí)例,其中有的往往并沒(méi)有被意識(shí)到是量子力學(xué)的事例.[設(shè)問(wèn)探究］1．很多人喜歡吃燒烤,熊熊的燒烤炭火燃燒，加熱發(fā)著紅光而烤熟東西。熾熱的物體會(huì)發(fā)光是一種人們司空見(jiàn)慣的現(xiàn)象：加熱物體時(shí)會(huì)先發(fā)出紅色，溫度再高時(shí)變成黃色，然后溫度再高時(shí)變成白色。具體的顏色取決于什么？2．一塊玻璃和一塊鐵放在相同的高溫下，出現(xiàn)的現(xiàn)象相同，幾百年來(lái)科學(xué)家們一直想認(rèn)知這是為什么。直到1900年，量子力學(xué)的奠基人之一普朗克正確地解釋了這一現(xiàn)象。你知道這是為什么嗎？3．無(wú)論是夜晚還是白天，你到處都可以看到省電的熒光燈；你現(xiàn)在計(jì)算機(jī)或手機(jī)屏幕上看信息，所使用的光是熒光的;你打開(kāi)平板電視，所使用的是被稱為發(fā)光二極管的LED熒光的背光顯示器。與白熾燈泡有什么不同？提示：1．不取決于是什么物質(zhì)，只要是足夠地?zé)峋蛪蛄耍膊蝗Q于如何加熱，僅取決于溫度.2．盡管它們的物理性質(zhì)非常不同,但它們發(fā)出完全相同的光譜。3．老式的白熾燈泡通過(guò)使一根燈絲發(fā)熱到足以發(fā)出明亮的白光的方式來(lái)發(fā)光，就如上面燒烤發(fā)光一樣，所以白熾燈泡會(huì)很熱.但熒光燈比白熾燈更高效,因?yàn)槟芰恐饕苯訁⑴c發(fā)光,而不是加熱燈絲.因此，熒光燈的熱量更低、能源效率更高且使用壽命更長(zhǎng)。[深度思考]1．現(xiàn)在各行各業(yè)基本都有應(yīng)用激光了,以后激光的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普及。比如家里的水龍頭，菜刀，電腦芯片，電路板等,激光是怎么產(chǎn)生的？2．你的電腦與手機(jī)還包含帶有稱為電荷耦合器件傳感器的數(shù)碼相機(jī)，這個(gè)傳感器基于什么原因?[參考答案］1．這是因?yàn)楣馀c物質(zhì)的相互作用，實(shí)質(zhì)上是組成物質(zhì)的微觀粒子吸收或輻射光子，同時(shí)改變自身運(yùn)動(dòng)狀況的表現(xiàn)。微觀粒子都具有特定的一套能級(jí)（通常這些能級(jí)是分立的)。任一時(shí)刻粒子只能處在與某一能級(jí)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)（或者簡(jiǎn)單地表述為處在某一個(gè)能級(jí)上）。與光子相互作用時(shí)，粒子從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)，并相應(yīng)地吸收或輻射光子。2．這個(gè)傳感器基于光電效應(yīng)。［素養(yǎng)點(diǎn)評(píng)］量子力學(xué)，在科學(xué)家愛(ài)因斯坦和玻爾的眼中被看作是“上帝跟宇宙玩擲骰子"的學(xué)科，它帶來(lái)了許許多多令人震驚不已的結(jié)論.量子化是量子力學(xué)中非常重要和基本的概念，同時(shí)這一概