学习物理要注重对本质的理解

《学习物理要注重对本质的理解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学习物理要注重对本质的理解我们知道物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，科学家进行物理研究时不仅关注表面现象更注重对支配表面现象背后的一般规律的研究。我们屮学牛进行物理学习时也要这样，注重对物理本质的理解，理解了一个问题的物理本质不仅解决了这一个问题，还可以推断出在英他条件下会是一种什么情况。举个例了，教材告诉我们电流的物理意义是单位时间内通过导体任—•横截面的电荷量，教材还告诉我们导线中电流的微观表达式是I=nesv,那么在其他情况下电流又町以表示成什么呢？我们只冇理解了电流的物理意义再结合具体的条件才能解决这个问题。近年的高考题多次考査同学们对物理本质的理解。一、电

2、流与电阻的微观本质例1(2015年北京卷)真空中放置的平行金属板口J以作为光电转换装置，如图所示，光照前两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子对能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变，a和b为接线柱。己知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出吋的最大动能为，元电荷为eo(1)求A板和B板之间的最大电势差Um,以及将a、b短接时回路中的电流I短(2)图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r。(3)在a和bZ间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U,外电阻上的消耗电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运

3、动到B板的过程小损失的动能之和设为厶区。请推导证明:P=AEk0(注意:解题过程小需要用到、但题1=1没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明)解析：(1)A板中逸出的电子累积在B板上，在A、B两板间形(1)A板中逸岀的电子累积在B板上，在A、B两板间形成由A指向B的电场。从A板后续逸出的电子在向B板运动的过程屮会受到电场力的作用而做减速运动。达到稳定状态时，从A板逸出的最人动能的电子到B板时动能恰好为零。根据动能定理0-EKm=-eUm①从而得到久=如②e若将a、b短接，则两板间电势差为零，从而两板间无电场，从A板逸出的电子均能完整通过整个回路，即短路电流I^=Ne③。(2)当外电

4、路断路时，A、B两板间电压为该直流电源的电动势。E=Um=^®e电源内阻r=—=^⑤。/短加(3)证明：设连接外电阻之后，单位时间内到达B板的电了个数为则冋路屮电流I=Nre⑥外电阻上消耗的电功率P=UI⑦单位时间内到达B板的电子，从A板运动到B板过程中损失的动能之和为AEk⑧综合⑥⑦⑧式可得，P=^Ek⑨。点评：木题考查了考生对电流和电阻物理意义的理解，得到在此装置中电流和电阻的微观木质。二、电流的形成例2(2015年安徽卷)一根长为L,横截血积为S的金属棒，其材料的电阻率为Q。棒内单位体积白由电子数为刀，电子的质量为/〃，电荷量为耳在棒两端加上恒定的电压吋，林内产生电流、自山电子

5、定向运动的平均速率为几则金属棒内的电场强度大小为()A.也B.业C.TD.型2eLeSL解析：/=—,I=neSv„R=p—,E=—,联立得Pnev,故选C。RSL点评：本题考查的知识点是电流形成的原因，电路和电场。电流是电荷的定向移动形成的，电荷的移动是在电场力作为动力的作用下形成的，这就是电流形成的原因。三、电磁感应的微观模型例3(2014年北京卷)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示，固定于水平面的U形导体框处于竖直向下的匀强磁场中，金属直导线MN在与英垂直的水平恒力F作用下，在导体框上以速度e做匀速运动，速度导线始终与导线框形成闭合电路。己知导线厶恰好

6、等于平行导轨间距，磁场的磁感应强度为框的电阻。v与恒力F方向相同;xXxMXXX电阻为其长度xXXXXX反忽略摩擦力和导线XBXX■FxxxXxXnxxx(1)通过公式推导验证：在△/时间内，F对导线MN所做的功”等于电路获得的电能”电，也等于导线MN中产生的焦耳热0(2)若导线MN的质Mm=8.()g,长度Z=().l()m,感应电流Z=1.()A,假设一个原了贡献1个自由电子，计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速度久(下表中列出一些你可能会用到的数据)；阿伏伽德罗常数必6.0x1O^mof1元电荷e1.6x1019C导线MN的摩尔质量“6.0x1O'2kg/mol(3

7、)经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电了与金属离子(即金属原了失去电了示的剩余部分)的碰撞。展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电了的运动的模型：在此基础上，求出导线中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力;/的表达式。解析：(1)电动势E=BLv,导线匀速运动，受力平衡F=F^=BIL,在&时间内，外力尸对导线做功W=FvAt=F^vAt=BILvAt,电路获得的电能=Eq=IEAt=BILvAt,可见，F对导线MN所做的功等于电路获