1.(上海長寧區(qū)08屆高三第一學期期末質(zhì)量檢測)如圖a所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流i,電流隨時間變化的規(guī)律如圖b所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N,則在下列時刻( )
A、t1時刻N>G, P有收縮的趨勢.
B、t2時刻N=G,此時穿過P的磁通量最大.
C、t3時刻N=G,此時P中無感應(yīng)電流.
D、t4時刻N<G,此時穿過P的磁通量最。
7、電磁感應(yīng)過程是其他形式的能和電能的轉(zhuǎn)化過程,因此有關(guān)電磁感應(yīng)和能量的轉(zhuǎn)化和守恒的綜合性題目應(yīng)當引起我們的高度重視。
類型一研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗
[例1](上海松江區(qū)08屆高三第一學期期末卷)如圖所示的器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流的方向。
(1)在給出的實物圖中,用筆線代替導線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
(2)將線圈L1插入線圈L2中,合上開關(guān)S,能使線圈L2中感應(yīng)電流的磁場方向與線圈L1中原磁場方向相同的實驗操作是( )
A.插入鐵芯F B.拔出線圈L1
C.使變阻器阻值R變大 D.斷開開關(guān)S
導示:(1)在上圖中,用筆線代替導線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
(2) BCD
類型二楞次定律推論的應(yīng)用
[例2](上海金山區(qū)08屆高三第一學期期末測試卷)著名物理學家費曼曾設(shè)計過這樣一個實驗裝置:一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動,在圓板的中部有一個線圈,圓板的四周固定著一圈帶電的金屬小球,如圖所示。當線圈接通電源后,將產(chǎn)生流過圖示方向的電流,則下列說法正確的是( )
A、接通電源瞬間,圓板不會發(fā)生轉(zhuǎn)動
B、線圈中電流強度的增大或減小會引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動
C、若金屬小球帶正電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相同
D、若金屬小球帶負電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相同
導示:選擇BD。帶電的金屬小球旋轉(zhuǎn),作定向移動將形成電流。根據(jù)楞次定律可以知道,當線圈中電流強度的增大或減小時,會引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動。接通電源瞬間,原來電流由無到有,帶正電的圓板的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來電流方向相反,帶負電的圓板的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來電流方向相同。
類型三運動和力問題
[例3].(上海黃浦區(qū)08屆高三第一學期期末測試卷)如圖所示,兩條平行的金屬導軌MP、NQ與水平面夾角為,設(shè)導軌足夠長。導軌處在與導軌平面垂直的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B=0.80T,與導軌上端相連的電源電動勢E=4.5V,內(nèi)阻r=0.4Ω,水平放置的導體棒ab的電阻R=1.5Ω,兩端始終與導軌接觸良好,且能沿導軌無摩擦滑動,與導軌下端相連的電阻R1=1.0Ω,電路中其它電阻不計。當單刀雙擲開關(guān)S與1接通時,導體棒剛好保持靜止狀態(tài),求:
(1)磁場的方向;
(2)S與1接通時,導體棒的發(fā)熱功率;
(3)當開關(guān)S與2接通后,導體棒ab在運動過程中,單位時間(1s)內(nèi)掃過的最大面積。
導示:(1)磁場的方向:垂直斜面向下。
(2)當S與1接通時
導體棒上的電流
導體棒的發(fā)熱功率
(3)S與1接通時,導體棒平衡有:
S與2接通后,導體棒切割磁感線產(chǎn)生電流,最后勻速運動單位時間內(nèi)掃過面積最大,勻速運動時
;
得單位時間掃過最大面積為
類型四能量轉(zhuǎn)化問題
[例4].(上海松江區(qū)08屆高三第一學期期末測試卷) 如圖所示,光滑的平行水平金屬導軌MN、PQ相距L,在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻,在兩導軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導軌平面豎直向上、寬為d的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。
一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導體棒ab垂直擱在導軌上,與磁場左邊界相距d0,F(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab,使它由靜止開始運動,棒ab離開磁場前已做勻速直線運動,棒ab與導軌始終保持良好接觸,導軌電阻不計,F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖,F(xiàn)0已知。求:
(1)棒ab離開磁場右邊界時的速度。
(2)棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能。
(3)d0滿足什么條件時,棒ab進入磁場后一直做勻速運動。
導示:(1)設(shè)離開右邊界時棒ab速度為v,則有:
; ;對棒有:
解得:
(2)在ab棒運動的整個過程中,根據(jù)動能定理:
由功能關(guān)系: ,解得:
(3)設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0,則有
當v0=v,即時,進入磁場后一直勻速運動。
類型三綜合應(yīng)用問題
[例5].(上海普陀區(qū)08屆高三年級期末調(diào)研試卷)如圖所示,一有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B,方向分別垂直紙面向里和向外,磁場寬度均為L,在磁場區(qū)域的左側(cè)相距為L處,有一邊長為L的正方形導體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直,F(xiàn)使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。若以初始位置為計時起點,規(guī)定B垂直紙面向里時為正,
(1)試畫出線框通過磁場區(qū)域過程中,線框中的磁通量j與前進的時間t之間的函數(shù)關(guān)系;
(2)求線框在通過磁場過程中,線框中電流的最大值;
(3)求線框在通過磁場過程中,拉力功率的最大值;
(4)在此過程中,線框中產(chǎn)生的熱量Q。
導示:(1)見下圖
(2)Imax=
(3)F=FA=,P=Fv=
(4)Q=
6、電磁感應(yīng)中的動力學問題要理順力學量和電學量間的關(guān)系,關(guān)注安培力F=B2L2v/R的二級結(jié)論并注意F受v的影響這一特殊點;電路問題要注意應(yīng)用“先電后力”的思路分析。
5、整體把握本章內(nèi)容:本章涉及楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律兩大規(guī)律,前者判斷感應(yīng)電流的方向,后者計算感應(yīng)電動勢的大小,都是高考考查的重點。
4、一般與特殊的關(guān)系:右手定則是楞次定律的特殊形式,E=n△ф/△t和E=Blv sinθ是一般(普遍)和特殊的關(guān)系。
3、等效法:不規(guī)則導體垂直切割磁感線產(chǎn)生的電動勢可用其等效長度替代;對復雜的電磁感應(yīng)綜合問題,要善于畫出導體、框架的等效電路圖。
2、因果關(guān)系法:楞次定律反映了“因果”之間的辯證關(guān)系,原因?qū)е陆Y(jié)果,結(jié)果又反過來影響(“阻礙”)原因,從而引導我們既可由“因”索“果”,也可由“果”索“因”地分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象;左、右手定則之間的區(qū)別,也主要是“因果”不同,左手定則“因電而受力”,右手定則“因動而生電”。
1、類比法:本章概念抽象,不易理解,要注意通過實驗和類比的方法掌握。如ф、△ф、△ф/△t的關(guān)系可與v、△v、△v/△t的關(guān)系類比。
15.(2010·鄭州調(diào)研)三聚氰胺(C3N6H6,如圖所示)為白色晶體、
無味,形似蛋白粉,其N含量為66%左右,但其本身幾乎
沒有任何營養(yǎng)價值。奶粉中添加三聚氰胺之后,會出現(xiàn)蛋
白質(zhì)含量高的假
象。嬰幼兒長時間攝入三聚氰胺會造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害,膀胱、腎部結(jié)石,嚴重時可導致患兒死亡。根據(jù)以上材料,請回答以下問題:
(1)嬰幼兒奶粉中的三聚氰胺能否用雙縮脲試劑檢測出來? 。為什么? 。
(2)嬰幼兒攝入蛋白質(zhì)后,會在體內(nèi)通過 作用生成對細胞具有毒害作用的NH3,NH3在肝臟內(nèi)很快被轉(zhuǎn)化為無毒的 ,最終經(jīng)腎臟排出體外。但是人體不能把三聚氰胺分解掉或轉(zhuǎn)化為無毒的物質(zhì),是由于人體內(nèi) 。
(3)食品、藥品調(diào)查小組為驗證被三聚氰胺污染的食品的危害,做了如下實驗:
第一步:選取健康且生長狀況相同的小鼠若干只,平均分為兩組,分別編號甲、乙。
第二步:甲組每天 ;
乙組每天 。
第三步: 。
第四步:每天檢測小鼠的健康狀況,統(tǒng)計各組小鼠發(fā)病(死亡)的數(shù)目。
實驗結(jié)果: 。
實驗結(jié)論: 。
解析:雙縮脲試劑只能用于檢測含有肽鍵的化合物,三聚氰胺沒有肽鍵的結(jié)構(gòu)。肝臟具有解毒的功能,但人體內(nèi)沒有分解或轉(zhuǎn)化三聚氰胺為無毒物質(zhì)的酶。驗證被三聚氰胺污染的食品的危害,設(shè)計實驗組,每天飼喂含三聚氰胺的食品,對照組每天飼喂不含三聚氰胺的食品。答題時要注意體現(xiàn)“單一變量”的詞語的準確使用,例如使用“等量”、“相同”、“適宜”等詞語,即控制無關(guān)變量。該實驗為驗證性實驗,實驗結(jié)果是飼喂含三聚氰胺的相同食品的小鼠發(fā)病(死亡)率高于對照組。
答案:(1)不能 因為三聚氰胺分子中沒有類似肽鍵的結(jié)構(gòu)
(2)脫氨基 尿素 缺乏分解或轉(zhuǎn)化該物質(zhì)(三聚氰胺)的酶
(3)飼喂不含有被三聚氰胺污染的食品 飼喂含有被三聚氰胺污染的食品 在適宜并相同的條件下飼喂一段時間
結(jié)果:乙組小鼠的發(fā)病(死亡)率高于甲組
結(jié)論:含有被三聚氰胺污染的食品可導致動物發(fā)病(死亡)
14.質(zhì)檢人員在某牛奶企業(yè)質(zhì)檢過程中發(fā)現(xiàn)有如圖所示結(jié)構(gòu)的化合物。
(1)這種化合物叫 。構(gòu)成它的基本單位是 。若它在小腸中被水解,則不可能產(chǎn)生 (填選項號)。
(2)若組成該化合物的基本單位每種各一個,重新合成新的物質(zhì),最多可形成 種。這是由于形成它的基本單位的 不同造成的。
(3)通過實驗得知該化合物能與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng),溶液顏色呈 ,這是由于化合物中含有 (寫結(jié)構(gòu)式)的緣故。
(4)現(xiàn)有99個氨基酸(假設(shè)它們的平均相對分子質(zhì)量為100),在細胞的 (細胞器)中,通過 的方式形成了一條環(huán)狀的多肽鏈。則其相對分子質(zhì)量比原來減少了 ,此環(huán)狀的多肽鏈含氨基的數(shù)量至少是 個,含肽鍵 個。
解析:(1)該化合物含四個肽鍵,應(yīng)為多肽,其單位為氨基酸,相關(guān)的R基依次為-CH3、-H、-CH3、-CH2-SH、-H(共3種)。該多肽水解后,不可能產(chǎn)生D所示的氨基酸。(2)由3種各一個氨基酸可最多形成3×2×1種多肽。(3)含兩個或兩個以上肽鍵的化合物均可與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng),呈現(xiàn)紫色。(4)氨基酸在核糖體中縮合,99個氨基酸縮合為環(huán)肽可形成99個肽鍵,此環(huán)肽所含的氨基數(shù)量取決于R基中氨基數(shù),若R基不含氨基,則環(huán)肽中也不含氨基。
答案:(1)多肽 氨基酸 D (2)6 排列次序
(3)紫色
(4)核糖體 脫水縮合 1782 0 99
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