光的折射
1.光的折射:
定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射。
折射角:折射光线和法线间的夹角。
光的折射定律
(1)在光的折射现象中,折射光线、入射光线、法线都在同一个平面内。折射光线、入射光线分居法线两侧,光从空气斜射入水或其他介质时,折射角小于入射角,;光从水或其它介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,
(2)斜射时,总是空气中的角大;垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变
(3)、折射角随入射角的增大而增大
(4)、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生
(5)、光的折射中光路是可逆的。
典型例题
如图所示,光从空气射入水中,请在括号中填入介质名称,并完成光路图(在线上标出箭头,并画出反射光和法线)。
.如图所示:
解析:过折射点作垂直于界面的法线,因为光是从空气斜射入水中,并且入射光线、折射光线和法线在同一平面内,入射光线和折射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角,所以可以确定入射光线的方向和折射光线的方向;再根据反射光线和入射光线分居法线两侧,并且都在空气中,反射角等于入射角,标出反射光线的方向。如图所示:
易错点拨:在题目中同时存在反射和折射是,考生容易找错反射角和折射角,应注意在两种透明介质的界面上,会同时发生折射和反射,反射光线与入射光线分居法线两侧且在同种介质中;折射光线与入射光线也是分居法线两侧,但在两种不同介质中.
针对练习1、人站在岸边看到池水中的鱼比鱼的实际位置要浅些(选填“深”或“浅”),这是由于光从水中射向空气时发生折射的缘故。
针对练习2如图所示,一条光线经空气和玻璃的界面时发生反射和折射现象,则下列判断正确的是()
A.为界面,其上方为空气B.为界面,其下方为空气
C.为界面,其右方为空气D.为界面,其左方为空气
2.C解析:在发生反射和折射时,反射光线和入射光线在同种介质中,折射光线在另一种介质中,所以为界面,从图中可以看出折射角小于入射角,所以光是从空气射入玻璃,界面右方是空气。
2.光的折射现象及其应用:
从水中发出的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得物体变浅了,所以看到的物体是光的折射形成的虚像
典型例题如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是()
A.B.C.D.
B
故选B。
点睛:重点是光的直线传播、反射、折射所形成的现象,身边有很多例子,是比较容易区分的,注意理论联系实际,多总结。
易错点拨:在学习完光的直线传播、光的反射、和光的折射后考生容易搞混各种现象的成因,(1)光在同一均匀介质中沿直线传播.光沿直线传播的实例有:小孔成像、激光准直、影子、日食和月食等;(2)光照在不同介质面上时,会发生反射现象,平面镜成像就是具体应用;(3)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向就会发生偏转,即光的折射现象,凸透镜成像就是具体应用.
针对练习1潜水员在水中看岸上的小鸟,下图中能正确表示其光线的传播大致路径的是(
)
针对练习2夏天暴雨后,有时天空会出现美丽的彩虹,它是光的_________形成的。(选填“折射和反射”、“反射”或“折射”).
2.折射解析:雨过天晴,天空出现了美丽的彩虹,这是由于空气中有大量的水,将太阳光进行折射;由于不同颜色的光的折射程度不同,所以人们可以清晰地分辨出七种颜色的光。
针对练习3鱼儿在清澈的河水里游动,有经验的渔民看到鱼后,可以用鱼叉将鱼叉到(如图甲)(1)有经验的渔民应该用鱼叉瞄准位置,才能将鱼叉到;(2)在图乙中利用光路图说明理由.
2.(1)看到鱼的下方;(2)如图所示.
解析:水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,光由水斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的鱼的虚像.所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到;
欧姆定律及其应用
1、内容:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;2、公式:I=U/R,U表示导体两端的电压,单位是V;R表示导体的电阻,单位是Ω;I表示通过导体的电流,单位是A。
3、单位使用:使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一,I的单位是A,U的单位是V,R的单位是Ω。
4、要理解欧姆定律的内容(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变。(2)注意顺序,不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果。是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。2.欧姆定律的表达式I=U/R,可变形为U=IR和R=U/I,但这三个式子是有区别的。(1)I=U/R,是欧姆定律的表达式,它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。(2)U=IR,当电流一定时,导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比,因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定,跟I、R无关,此式在计算比值时成立,不存在任何物理意义。(3)R=U/I,此公式也是一个量变式,不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位,即电流的单位为安培,符号A;电压的单位为伏特,符号V;电阻的单位为欧姆,符号Ω,且有1A=1V/1Ω。5、要明白定律的适用范围(1)定律只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。(2)定律只适用于纯电阻电路。如:电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路,如:电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
典型例题如图所示电路,滑动变阻器上标有“50Ω 1A”,电源电压恒为6V,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V。为保证电路的安全,变阻器R2的取值范围是()A.0Ω~10ΩB.0Ω~50ΩC.10Ω~50ΩD.10Ω~40Ω
解析:由闭合开关S,移动滑动变阻器滑片到某一位置时,电流表示数为0.2A,电压表示数为2V可知,R1的阻值是R1=U/I=2V/0.2A=10Ω,因为电压表量程为0~3V,所以滑动变阻器R2两端的最小电压为6V-3V=3V,此时电路中的电流为I=U1/R1=3V/10Ω=0.3A,不会烧坏电流表,所以由串联分压U1/U2=R1/R可知,滑动变阻器R2接入电路中的最小电阻R2小=R1=10Ω。又因为滑动变阻器R2接入电路中的阻值越大,电路中的电流越小,R1两端的电压越小,所以滑动变阻器R2接入电路中的阻值可以最大为50Ω。故选C
答案:C
针对练习1如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,当滑动变阻器R2的滑片P向a端移动时,以下判断正确的是()
A.电压表与电流表的比值变小B.电压表与电流表的比值不变
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小D.电流表的示数变小,电压表的示数变小
1、B解析:观察图5可知:开关S闭合后,R1与滑动变阻器R2串联,电压表测R1两端电压,电流表测串联电路中的电流。当滑动变阻器R2的滑片P向a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,串联电路总电阻变小,由得电路中电流变大,即电流表示数变大,D选项错误;R1阻值不变,由U=IR知R1两端电压变大,即电压表示数变大,C选项错误;电压表与电流表的比值等于电阻R1,所以电压表与电流表的比值不变,A选项错误;B选项正确,选填B。
针对练习2对于欧姆定律的公式,下列说法中正确的是()
A.根据R=U/I,当U=0时,R=0B.根据R=U/I,当U增大时,R增大
C.根据R=U/I,I增大时R减小D.根据R=U/I,对于同一段导体,I与U成正比
针对练习3如图所示电路,电源两端电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,下列判断正确的是(
)
A.电压表V1示数与电流表A的比值变大
B.电压表V2示数与电流表A的比值不变
C.电压表V1示数的变化量大于电压表V2示数的变化量
D.电压表V1示数的变化量小于电压表V2示数的变化量
D
由电路图可知,R0与R1、滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由I=U/R知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,因为R1为定值电阻,电压△UV2=U滑′﹣U滑=[U﹣I′(R1+R2)]﹣[U﹣I(R1+R2)]=(I﹣I′)(R1+R2)=﹣△I(R1+R2)因
△IR1
<
△I(R1+R2)
,所以,电压表V1示数变化量的绝对值小于电压表V2示数变化量的绝对值,故C错误,D正确。故选:D。
点睛:由电路图可知,R0与R1、滑动变阻器R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0与R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化,然后判断电压表V1与电流表A的比值变化以及电压表V2示数与电流表示数的比值的变化;(2)根据串联电路的特点和欧姆定律分别表示出两电压表示数的变化量,然后比较两者的绝对值得出答案。
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