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科普下巧用物理思维解答凸透镜成像规律

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  判断成像情况的方法:
  1.确定物体在哪一侧,在什么范围内?(通过物距判断成像情况)
  2.确定光屏在哪里?谁是接收者(通过像距判断成像情况)
  3.做一个比大小:判断物距与像距的大小关系,从而确定物体与像的大致位置。不需要精确。当U>V 时 思考何时会出现这样的情况 脑中要呈现出凸透镜成像的实验图!
  回想发现 当蜡烛(即物体)在 2f之外时 U会大于V ——判断出 此时成的是倒立缩小的像。
  凸透镜解题思路一:动变定法
  我们经常会遇到这样的题目,物体,光屛,透镜三者会发生移动。这类题目感觉比较麻烦,那么我们遇到了如何解决呢?和数学一样,我们要把动态变定态来思考。
  例1.如图所示,将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的跟离为l。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )。
  A.一定小于l
  B.一定等于l
  C.一定大于l
  D.可能小于l,也可能大于l
  【试题解析】 由于光斑到凸透镜的距离为l时,即像距为l时,纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,所以凸透镜的焦距f≠l;若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,因此f一定小于l.故BCD错误,故A正确.
  【答案】故选A
  【总结】通过上题讲解,我们总结下方法:
  1.确定初始位置: 未移动前物体在三范围中的哪一个,像在哪个范围内,成像情况。
  2.如果知道移动方向的,则物体远离透镜,像变小,物体靠近透镜,像变大。反过来像离透镜越近,像越小,像离透镜越远,像越大。(学会根据物体和像的位判断像的大小)
  2.1不知道移动方向,告知你像的变化情况的,那么像变大 说明物体在靠近透镜,像变小则物体在远离透镜。光屛则相反。
  2.2如果是透镜在移动的,那么我们看透镜往哪一侧在靠近,往物体测靠的,其实就是物体离透镜变近,说明像在变大。反之,像变小。
  2.3确定末位置:通过以上方法基本可以确定出,物体的一个末位置是在三个范围里的哪一个,以及像的成像情况,则可以解决相关题目。
  凸透镜解题思路二:枚举法
  例2.某同学用一凸透镜做实验,发现当物距为40cm时,能在光屏上成倒立、放大的清晰的像,则以下说法正确的是( )
  A. 物距为18cm时,能成倒立、缩小的实像
  B. 物距为30cm时,一定能成正立放大的虚像
  C. 物距为20cm时,一定能成正立放大的虚像
  D. 物距为80cm时,能成倒立、放大的实像
  【分析思路】本题考查的是凸透镜成像规律的应用,应先确定凸透镜的焦距,再分析焦距与物距的关系(这是解决这类题型的思路),据物距为40cm时成倒立、放大的实像说明40cm在凸透镜的1倍焦距与2倍焦距之间,即f<40cm<2f,解得20cm
  【答案】C
  注意:根据题意,可确定焦距的范围,然后把各项分别检验,以找到正确答案。在比较时要枚举出各种可能,否则容易造成失误。
  枚举法在判定凸透镜不能成像的问题上也有其应用。比如:若在光具座上无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到清晰的像,原因有:①由于物距小于或等于焦距,不能成实像②能成实像,但由于光屏、透镜、蜡烛三者的中心不在同一高度,光屏不能移到像所在位置;③能成实像,由于像距太大,光屏调不到像所在位置。

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