高考物理新题型近年来，各地的高考物理试题中出现了不少物理STS试题，也涌现了一批新题型．本讲座将就物理STS暨高考物理新题型做一简要介绍．物理STS纵览近年各地的高考物理试题，浓重的STS气息扑面而来，出现了不少联系生活、生产实际的试题．这类试题选材灵活，立意新颖，要求考生对试题所展示的实际情景进行分析、判断，弄清楚物理情景，抽象出物理模型，然后运用相应的物理知识解答．1．物理学与现代生活在物理学习中，广泛地联系社会生活实际，将大大地扩充自己的知识面，开拓自己的眼界，从而感到物理学就在身边，是一门活生生的学问．【例1】（2003年全国理科综合卷）曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图1为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图2所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动．设线框由N＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm（见图2）．现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）[答案]ω＝3.2rad/s【例2】电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成．起加热作用的是安装在锅底的一系列半径不同的同心导电环（导电环的分布如图所示）．导电环所用材料每米的电阻为，从中心向外第n个同心圆环的半径为（n＝1，2，3，…，），已知cm．当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，该磁场的磁感应强度B1随时间的变化率为，求：（1）半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值是多少?（2）假设导电圆环产生的热全部以波长为m的红外线光子辐射出来，那么半径为r1的导电圆环上每分钟辐射出的光于数是多少?（3）若不计其他损失，所有（共7个）导电圆环释放的总功率P是多大?（以上计算中可取，J·s）[答案]A，，W【例3】家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，如图为磁控管的示意图，一群电子在垂直于管的某截面内做匀速圆周运动，在管内有平行于管轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，在运动中这群电子时而接近电极1，时而接近电极2，从而使电极附近的电场强度发生周期性变化，由于这一群电子散布的范围很小，可以看作集中在一点，共有N个电子，每个电子的电量为e，质量为m，设这群电子圆形轨道的直径为D，电子群离电极1端点P的最短距离为r．（1）这群电子做圆周运动的速率、频率各是多少?（2）在电极1的端点P处，电场强度变化的频率是多少?（3）在电极1的端点P处，运动的电子群产生的电场强度最大值、最小值各是多少?[答案]（1），（2）（3），【例4】如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路，其中，运行绕组是电冰箱在工作时的电动机定子，由于它是两向的，启动时必须依靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场。在启动绕组的分路中串联有一个PTC元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器。电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，当电动机转起来正常工作以后，PTC元件温度较高，启动绕组电流很小，以下判断正确的是A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少C．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的D．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变[答案]BD【例5】家庭电路的线路均有一定的电阻，所以当家中大功率的家电（如空调、电热器等）启动时，其余电灯都会突然变暗，通过下面的实验可以估测线路的电阻。如图所示，r表示线路上的总电阻，L为一个功率为P1的普通灯泡，为交流电压表，R是一个功率为P2的大功率电热器（P2P1）。实验时断开K，测得电压为U1，合上K测得电压为U2，如何估算线路上的电阻？写出估算的计算式。...
