凸透镜成像规律
1.凸透镜成像规律:
凸透镜成像动态变化规律
(1)u=2f是成放大实像和缩小实像的分界点;
(2)u=f是成实像和虚像的分界点;
(3)u=f是正立和倒立的分界点;
(4)u=f是像和物体同侧、异侧的分界点;
(5)uf时,物近→像远、像变大;物远→像近、像变小;
(6)uf时,物远→像远、像变大;物近→像近、像变小.span=""/f时,物远→像远、像变大;物近→像近、像变小.
实像和虚像:
实像:光屏能承接到所成的像,且物与像在异侧.
虚像:光屏不能承接到所成的像,且物与像在同侧.
成实像时,物距增大,像距减小,像缩小;
成虚像时,物距增大,像距增大,像放大。
典型例题
用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像.下列说法正确的是
A.凸透镜的焦距是40cm
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,烛焰可在光屏上成清晰的像
易错点拨:凸透镜成像规律是一难点,考生出错率较高,可分以下几步进行研究
第一步:弄清题中的数据的含义,看是物距、像距、焦距。
第二步:从题中信息弄清楚到底是哪一种成像规律。
第三步:确定物距和焦距的关系或像距和焦距的关系,并用字母具体表示出来。
第四步:将数据代入字母关系式中解不等式,问题就得到解决了。
针对练习1如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是
A.此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
B
A.如图此时物距大于像距,成倒立缩小的实像,所以此成像特点与照相机成像特点相同,故A错误;
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,即物距继续增大,则像距应减小,像变得更小,所以移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像,故B正确;
C.如图此时光屏到凸透镜的距离为17cm,且像距位于一倍到二倍焦距之间,得:
,解得:,所以若蜡烛移至45cm刻度线处,此时物距小于焦距,不能成实像,故C错误;
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,即凹透镜,此时光线会发散一些,像右移,所以将光屏右移可再次成清晰的像,故D错误;
故选B。
点睛:凸透镜成像规律的实验是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小,这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大。
针对练习2在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验.要想在光屏上再次成清晰的像的方法:一是将光屏向移动一定距离,可在光屏上得到一个清晰的实像(放大、缩小),二是在发光体与透镜之间放置一个焦距合适的(远视镜、近视镜)。
2.左;缩小;近视镜解析:由“先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜移动,即向左移动光屏,且像变小,即此时成倒立缩小的实像;也可以使得光屏不动,让光线推迟会聚,也能使得像成在光屏上,故应该在蜡烛和凸透镜之间放一个能使得光线发散的透镜,即凹透镜,故为近视镜。
针对练习3在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是()
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
C[来源:学.科.网]
分析:(1)根据像距和物距的关系焦距的大小;
(2)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断;
(3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点;
(4)物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
解答:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、将蜡烛移动到35cm刻度处,,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
故选:C。
本题考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握规律的内容,解决此题的关键是求出焦距的大小
2.探究凸透镜成像规律:
1、实验装置如图所示:
2、安装细节:调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一高度的同一直线上,使像成在光屏的中央。
3、评估交流:无论如何移动光屏,均得不到像的原因:一是凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度;二是蜡烛在一倍焦距内或蜡烛在焦点上;三是成像位置在光具座以外。
4、深入拓展:①遮住凸透镜一部分,成像性质不变,像变暗;②蜡烛与光屏对调后,物距变像距,像距变物距,像的大小与对调前相反,这也说明了光路的可逆性。
典型例题某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,进行了以下实验步骤:
(1)将凸透镜正对太阳,在另一侧移动光源,距凸透镜10cm处,光屏接收到一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距为________________cm.
(2)如图所示,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在________________,移动光屏始终找不到像,这是因为透镜与蜡烛的距离10cm所致(选填“大于”、“等于”或“小于”),应将蜡烛向________________(选填“左”或“右”)移动一段距离后,才能在光屏上得到烛焰清晰的像.
(3)把蜡烛移动到B处,移动光屏可得到________________的像(选填“放大”或“缩小”).再将蜡烛移动到A处,并移动光屏可得到________________的像(选填“放大”或“缩小”),此时光屏与透镜的距离________________10cm(选填“大于”或“小于”).
易错点拨:蜡烛与光屏之间的距离不能太小,否则不能成像.(2)蜡烛的火焰偏高时,像会偏低.(3)如果凸透镜只有一半或其中的一半被遮住了,像也是完整的,但是像的亮度比较暗
针对练习1某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如下图所示,凸透镜的焦距是l0cm。(刻度尺上标记的点,相邻两点间的距离为10cm)
(1)实验前,将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度,其中凸透镜对光有___的作用。(选填“会聚”或“发散”)
(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立的、缩小的实像。生活中的_______就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于____cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
会聚照相机(有照相功能的设备都给分)10
解答:(1)实验前,调整蜡烛,凸透镜,光屏的中心在同一高度上,目的是成像在光屏的中心;凸透镜对光有会聚作用。
(2)由图可见,蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律,移动光屏所以会在光屏上得到倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于10cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。因为物距小于焦距时,不成实像;[来源:Z+xx+k.Com]
故答案为:(1).会聚(2).照相机(有照相功能的设备都给分)(3).10
此题是探究凸透镜成像的实验,考查了学生对实验操作的要求,一定要注意实验前的调整工作,同时还考查了凸透镜成像的规律及应用,要注意理解应用。
针对练习2小丽同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图所示.在实验过程中保持凸透镜的位置不变,请你根据所学知道回答下列问题.
(1)实验前应首先调节蜡烛的焰心、________________、光屏的中心,在同一高度.
(2)改变蜡烛的位置,使其位于20cm刻度线外,再移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的倒立、________________的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)
(3)在实验(2)的基础上,将蜡烛和光屏互换位置,此时烛焰在光屏上成清晰________________的________________实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)
(4)改变蜡烛的位置,使其位于56cm刻度线处,小丽从透镜的左侧通过透镜可以看到一个清晰的________________(选填“倒立”或“正立”)的像.利用这种成像规律可制成________________镜.
2.(1)凸透镜的中心(2)缩小(3)倒立放大(4)正立放大镜解析:凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立放大虚像.应用是放大镜.物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪.物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距.物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机.(1)在实验前应先调节烛焰、凸透镜、光屏,使它们的中心大致在同一高度,这样所成的像在光屏的中央,便于观察.故答案为:凸透镜的中心.(2)由题意知,此凸透镜的焦距f=10cm,则2f=20cm.若将蜡烛置于20cm刻度处,则物距u=50cm-20cm=30cm>2f.所以成倒立、缩小的实像,此时像距处于f和2f之间.故答案为:缩小.(3)若将(2)中的蜡烛和光屏互换位置,则物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立、放大的实像.故答案为:倒立;放大.(4)若将蜡烛放在56cm刻度处,则物距u=56cm-50cm=6cm<f.所以成正立、放大的虚像.放大镜就是根据这个原理制成的.
电功率
电功率:
1、定义:电流在单位时间内所做的功。
2、物理意义:表示电流做功快慢的物理量(灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小)
3、电功率计算公式:P=UI(适用于所有电路)P=W/t(常用于计算一段时间的问题)
对于纯电阻电路可推导出:
①串联电路中常用公式:P=I2R
②并联电路中常用公式:P=U2/R
③计算总功率常用公式P总=P1+P2(无论用电器串联或并联)总功率常用公式:P总=U总2/R
4、在电路中的特点:W1/W2=R1/R2(串联与电阻成正比)
W1/W2=R2/R1(并联与电阻成反比)
5、单位:国际单位瓦特(W)常用单位:千瓦(kw)
6、额定功率和实际功率:
⑴额定电压:用电器正常工作时的电压。额定功率:用电器在额定电压下的功率。
注意:用电器铭牌的含义(“知道四个量”)某灯泡上标有“PZ22OV-25”字样分别表示:普通照明,1、额定电压V2、额定功率25W3、额定电流0.11A(I=P/U)4、灯丝阻值2936Ω(R=U2额/P额)。
⑵U实=U额P实=P额用电器正常工作(灯正常发光)
U实<U额P实<P额用电器不能正常工作(灯光暗淡)
U实U额P实P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)
依据:实际电功率随电压变化而变化(同大同小)根据P=U2/R可得
7、计算实际电功率常用的方法:P实=U实2/R
P实=(U实/U额)2×P额
8、额定电功率和实际电功率的关系
特点与电压的关系工作情况
额定电功率唯一性U实=U额灯正常发光
实际电功率可变性随U实而变化可正常发光、微弱发光、强烈发光
典型例题小灯泡L上标有“2.5v”字样,它的电阻随它两端电压变化的图像如图甲所示。将小灯泡L和电阻R0接入图乙所示的电路中,电源电压为3v,且保持不变。当开关S闭合时,小灯泡L恰好能正常发光。下列说法不正确的是()
A.开关S闭合前,小灯泡L的电阻为2Ω
B.小灯泡L正常发光时时,L的电阻为10Ω
C.小灯泡L的额定功率为0.6W
D.电阻R0的阻值为2Ω
答案:C
针对练习1甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是()[来源:学.科.网]
A.两灯均正常发光时,相同时间乙灯消耗的电能较少
B.甲灯的实际功率一定是40W
C.将乙灯接入V电路中,它的额定功率为30W
D.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大
针对练习2某实验小组在做“探究串联电路的电压规律”实验时,连好了如图所示的电路,闭合开关S后发现L2正常发光,L1只能微弱发光。以下对于这一现象产生的原因分析中,合理的是()
A.灯L1发生断路B.灯L1发生短路
C.由于灯L1的电阻较大,实际功率较小D.由于灯L1的电阻较小,实际功率较小
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