教科版高三物理：二轮复习计划与磁场、电磁感应、交流电的梳理.doc

高考复习研讨会交 流 材 料 二轮复习计划与磁场、电磁感应、交流电的梳理 高三物理通过第一轮的复习，应该说学生已基本能掌握中学物理学中的基本概念、规律，及其应用。但学生对这些方面的知识，总体感觉是比较零散的，同时，对于综合方面的应用更存在较大的问题。目前，物理总复习普遍进入二轮，在第二轮复习中，首要的任务是能把整个高中的知识网络化、系统化，把所学的知识连成线，铺成面，织成网，疏理出知识结构，使之有机地结合在一起。另外，要在理解的基础上，能够综合各部分的内容，进一步提高解题能力。一、磁场、电磁感应、交流电部分考试说明的变化1原来47考点“安培力 安培力的方向”和48考点“匀强磁场中的安培力”合并为新的44考点“安培力”；并去除说明“通电线圈磁力矩的计算不作要求”2.原来49“洛仑兹力 洛仑兹力的方向”、50“洛仑兹力公式”考点合并为新的45考点“洛伦兹力”。 3. 将“变压器”考点变成“理想变压器”，将说明“计算限于电压与匝数的关系”改为“限于单相理想变压器”二、重点、热点问题的梳理高频考点1：带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动【考点梳理】带电粒子在磁场中的运动是高中物理的一个难点，也是高考的热点。在历年的高考试题中几乎年年都有这方面的考题。在指导高三复习过程中，对带电粒子在有界磁场中的运动问题进行专题复习，探究解题方法，能取得良好的教学效果。带电粒子在有界磁场中的运动问题，综合性较强，解这类问题既要用到物理中的洛仑兹力、圆周运动的知识，又要用到数学中的平面几何及解析几何知识。下面按照有界磁场的形状对这类问题进行分类解析，供参考。一、带电粒子在半无界磁场中的运动OBSVP例： 一个负离子，质量为m，电量大小为q，以速率V垂直于屏S经过小孔O射入存在着匀强磁场的真空室中(如图1).磁感应强度B的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图1中纸面向里.(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位置与O点的距离.(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P,证明:直线OP与离子入射方向之间的夹角跟t的关系是。注意对称性，速度与边界的夹角相等。二、带电粒子在圆形磁场中的运动MNO,LAOP例、圆心为O、半径为r的圆形区域中有一个磁感强度为B、方向为垂直于纸面向里的匀强磁场，与区域边缘的最短距离为L的O处有一竖直放置的荧屏MN，今有一质量为m的电子以速率v从左侧沿方向垂直射入磁场，越出磁场后打在荧光屏上之P点，如图3所示，求OP的长度和电子通过磁场所用的时间。注意：沿半径射入的粒子还沿半径射出，区分磁场半径和轨迹圆的半径。BABdVV300O三、带电粒子在长足够大的长方形磁场中的运动例、如图所示，一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是 ，穿透磁场的时间是 。四、带电粒子在环状磁场中的运动例、核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图7所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内。设环状磁场的内半径为R1=0.5m，外半径R2=1.0m，磁场的磁感强度B=1.0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×C/，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度。试计算（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度。 （2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。五、带电粒子在有“圆孔”的磁场中运动abcdSo例、如图所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r，在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为B。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为、带电量为q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）abcdSo六、带电粒子在相反方向的两个有界磁场中的运动例7、如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1） 中间磁场区域的宽度d;带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.OO3O1O2600BBELdO七、带电粒子在有界磁场中运动的临界问题“临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中，如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等，这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语，其最终的求解一般涉及极值，但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题，在解答上除了有求解临界问题的共性外，又有它自身的一些特点。 1、解题方法 画图动态分析找临界轨迹。 2、常见题型（B为磁场的磁感应强度，v0为粒子进入磁场的初速度） 这类题目关键是作图，将圆进行旋转或缩放，图画准了，问题就解决了一大半，余下的就只有计算了这一般都不很难。综上所述，运动的带电粒子垂直进入有界的匀强磁场，若仅受洛仑兹力作用时，它一定做匀速圆周运动，这类问题虽然比较复杂，但只要准确地画出运动轨迹图，并灵活运用几何知识和物理规律，找到已知量与轨道半径R、周期T的关系，求出粒子在磁场中偏转的角度或距离以及运动时间等问题就不太难。高频考点2：带电粒子在复合场中的运动命题规律：带电粒子在复合场中的运动是电学的重要题型，是高考考查的重点和热点，带电粒子在复合场中的运动常常以压轴题出现，难度大、分值高、区分度大。解决这类问题的方法可按以下思路进行：正确进行受力分析、除弹力、重力、摩擦力，要特别注意电场力和磁场力的分析。正确进行物体的运动状况分析，找出物体的速度、位置及变化，分清运动过程，如果出现临界状态，要分析临界条件。恰当选用解决力学问题的三大方法：1)牛顿运动定律及运动学公式(一般只适用于匀变速运动)；2)用动量观点分析，即动量守恒定律（暂不要求掌握）；3)用能量观点分析，包括动能定理和机械能(或能量)守恒定律，应注意：不论带电体运动状态如何，洛仑兹力永远不做功，电场力与重力做功与路径无关。在这三大方法中，应首选能量观点和动量观点进行分析。此类问题特别要注意带电粒子在复合场中运动的物理模型的分析qEqvBmgB、E1：匀速直线运动例、设在地面上方的真空中，存在的匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向相同，电场强度的大小E=4.0V/m，磁感应强度的大小B=0.15T，今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直于场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场所有可能的方向（角度可以用反三角函数表示）。2、匀变速直线运动例、质量为m，电量为+q的小球以初速度v0以与水平方向成角射出，如图2所示，如果在空间加上一定大小的匀强电场和匀强磁场后，能保证小球沿v0方向做匀减速直线运动，试求所加匀强电场的最小值和匀强磁场的方向，加了这个二个场后，经多长时间速度变为零?3、匀速圆周运动例：在如图4所示的直角坐标系中，坐标原点O处固定有正点电荷，另有平行于y轴的匀强磁场.一个质量为m、带电量+q的微粒，恰能以y轴上点为圆心作匀速圆周运动，其轨迹平面与x O z平面平行，角速度为，旋转方向如图中箭头所示。试求匀强磁场的磁感应强度大小和方向？4、摆线运动例设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示.已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零.C点是运动的最低点.忽略重力,以下说法中正确的是:A. 这离子必带正电荷. B.A点和B点位于同一高度. C.离子在C点时速度最大.D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点.5、几种运动交替组合例、直线运动和圆周运动如图7所示，X轴上方有匀强磁场B，下方有竖直向下匀强电场E。电量为q、质量为m（重力不计），粒子静止在y轴上。X轴上有一点N(L.0)，要使粒子在y轴上由静止释放而能到达N点，问：(1)粒子应带何种电荷? 释放点M应满足什么条件? (2)粒子从M点运动到N点经历多长的时间?类平抛运动和圆周运动组合例（2011全国理综第25题）如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点P0的距离。粒子的重力可以忽略。高频考点3：电磁感应与图象动态发布：2011江苏物理第5题、2011海南物理第6题、2010上海物理第19题命题规律：电磁感应与图象是高考考查的重点和热点，考查电磁感应与图象的试题一般为选择题，难度中等偏难。【命题分析】：电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间（或位移）变化的图像，解答的基本方法是：根据题述的电磁感应物理过程或磁通量（磁感应强度）的变化情况，运用法拉第电磁感应定律和楞次定律（或右手定则）判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。例（2011江苏物理第5题）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。t=0时，将开关S由1掷到2。Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是【点评】此题电容器放电时引起的电磁感应相关图象。高频考点4：电磁感应中的动力学、能量问题动态发布：2011天津理综物理第12题、2011上海物理第32题、2009年北京理综第24题1.考点分析：本部分内容是历年高考考查的重点，年年都有考题，题目往往综合性较强，与前面的知识联系较多，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，突出考查考生理解能力、分析综合能力，这类问题不少同学都感到困难。因此，本专题是复习中应强化训练的重要内容。解决这类问题的基本方法： 先做“源”的分析：分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r 再进行“路”的分析：分析电路结构，弄清串并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解然后是“力”的分析：分析力学研究对象的受力情况，尤其注意其所受的安培力在后是“动”的分析：根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型最后是“能”的分析：寻找电磁感应过程和力学对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系。 例（2011天津理综物理第12题）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m=0.02kg，电阻均为R=0.01，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2，问：（1）通过棒cd的电流I是多大，方向如何？（2）棒ab受到的力F多大？（3）棒cd每产生Q=0.1J的热量，力F做的功W是多少？【点评】此题考查平衡条件、焦耳定律、闭合电路欧姆定律、功、热量等相关知识点。例（2011上海物理第32题）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m，两导轨间距L=0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.5，质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求：(1)金属棒在此过程中克服安培力的功；(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度(3)为求金属棒下滑的最大速度，有同学解答如下：由动能定理，。由此所得结果是否正确？若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答。高频考点：自感现象动态发布：2011北京理综第19题、2010北京理综第19题、2010江苏物理第4题、2010高考海南物理第7题命题规律：自感现象是高考考查的重点和热点，考查自感现象的试题一般为选择题，难度中等。 高频考点：交变电流的产生、交变电流图象动态发布： 2011天津理综卷物理第4题、2011四川理综卷第20题、2010广东理综第19题、2007年高考北京理综第17题 命题规律：交变电流的产生、交变电流图象是高考考查的重点和热点，考查交变电流的产生、交变电流图象为选择题，难度中等。高频考点：变压器、变压器与图象、变压器交流动态电路分析动态发布：2011年江苏物理第13题、2011新课标理综第17题、2011浙江理综卷第16题、2010重庆理综第17题、2010海南物理第19题、2011广东理综第19题、2010四川理综第19题 2011山东理综卷第20题、2011福建理综第15题、2010全国理综2第19题、2010天津理综物理第7题、2010山东理综第19题命题规律：变压器与图象及交流动态电路分析是高考考查的重点和热点，考查变压器与图象试题一般为选择题，也可能为计算题，难度中等。高频考点：电能的输送动态发布：2010江苏物理第7题、2010浙江理综第17题、2010福建理综第13题、2006广东物理第14题命题规律：考查电能输送的试题大多为选择题。高频考点：传感器动态发布：2011江苏物理第6题、2010北京理综的24题、2011海南物理第6题、2011山东理综物理第14题、2010新课标理综卷第13题命题规律：考查传感器一般为选择题，难度不大 三、二轮复习计划与策略1、夯实“双基”依然是二轮及冲刺复习备考的主旋律。 没有哪个高考命题的老师会忽视对基础的考察。，几乎所有的难题都可以用不同的方法分解成简单的题。 以11年高考物理为例：考到全卷总分的45就可以拿到B,考到全卷满分的70就可以拿到A。可见只要抓好基础就不会影响等级。由于一模以后普遍物理学科的课时减少，过去传统的侧重能力训练的、过细的，按章节的二轮专题复习方法已经不可行，也没有必要。而应该结合各校学生的特点，与时俱进、改革创新。一轮复习是“打实基础，适当兼顾能力”，二轮复习也只能是“侧重基础，兼顾能力”，以中档题为主，促达B率。2、复习要突出主干知识：力学和电磁学地位更加突出，我们在复习中一定要抓住必考四个模块中的主干知识，抓住主干知识之间的综合，注重主干知识的评讲、训练与解法的总结、归纳、提升，加强对高考热点问题的复习。3、“选修3-4、选修3-5”做到“不深究”但“细而全”选修三个模块均为“”级要求并且删去了较为陌生的内容。试卷中三道选考试题必须具备相对独立性，不可能相互综合，也不可能与前面的必考部分综合过深。我们在深度上不能太追求，不必过于深究，但要做到“细而全”。“细而全”就是按高考考试说明要求的知识点逐一复习，不留空白点，同时要关注课本上插图及作业题及外省的高考题。2010、2011年3-5中第（1）小题均来自于课本中的插图。2011江苏高考3-5中第（3）小题是来自2010年全国高考卷选择题。 4、对必考“高频知识点”，进行专项小题训练对高考中必考的“高频知识点”进行形式多样化的、难度、题型与高考想适应的小题训练。比如：共点力平衡，万有引力定律，交流电（变压器），电场中电场线、电势能，电容与电感等高考常考难度中下的选择题，我们就等多训练一些这方面难度不大、典型的选择题；再比如：牛顿定律、圆周运动、动能定理、磁场，电磁感应是高考常考计算题，我们就多训练一些这一部分中等难度的、典型的计算题，力争让学生把高考的计算题第1、第2题（1）、（2）小问、第3题第（1）小问的分数能得到；比如：实验题是考试复习“性价比”较高的部分，复习时以考试说明要求的实验为载体，多复习基本仪器读数，由实验数据画图象，电学实验图连接。5、复习要关注创新：近两年的高考试卷均注重创新，突出了与生产生活实际的联系。因此复习时要关注科学的发展和前沿的科学动态与高中物理知识的联系。6、对学生因材施教，做好分层教学：不同层次的学生，对物理等级的要求是不一样的，复习讲义、授课内容、作业的要求等都要区分对待。7、加强研究和学习，注重外来信息的收集和整理.8、我校物理复习大概安排:2.72.23 传感器、3-4一轮复习2.24-3.4 3-5一轮复习3.53.9 外地一模试卷3.10 月考3.12-3.27 二轮复习、综合练习3.29-3.30 二模考试4.2-5.4 二轮复习、做各市模拟试卷,灌输考试经验,培养心理素质，迎接三模。5.7-5.9 三摸考试5.11-6.1 调研试题、外市模拟卷、消化练习、适应性练习6.2-6.6 学生回归课本，消化回顾，考前指导，调整状态，准备迎考二轮复习分为9个专题，力学3个：“动力学”“曲线运动、万有引力”“功和能”；电学3个：“电场”、“磁场和复合场”、“电磁感应、交流电”;实验2个“力学实验”、“电学实验”;“选修3-4”“3-5”为1个专题。四选编题1在同一点O抛出的三个质量相同的物体做平抛运动的轨迹如图4所示。设三个物体做平抛运动的时间分别为tA、tB、tC ，抛出时的机械能为EA、EB 、EC ，则（ C ）AEAEBECtAtBtCBEAEBECtA=tB=tCCEAEBECtAtBtCDEAEBECtAtBtC2. 如图所示为竖直平面内的直角坐标系一个质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成角(90°)不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是(BC) A当Fmgtan 时，质点的机械能守恒 B当Fmgsin 时，质点的机械能守恒 C当Fmgtan 时，质点的机械能可能减小也可能增大 D当Fmgsin 时，质点的机械能可能减小也可能增大 3假设有一固定的S极磁单极子，其磁场分布与负点电荷电场分布相似，周围磁感线呈均匀辐射状分布，如图所示。距离它r处磁感应强度大小为B = k/r2，k为常数。现有一带电小球在S极附近做匀速圆周运动。则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（ AC ）A若小球带正电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图甲所示甲乙B若小球带正电，其运动轨迹平面在S的正下方，如图乙所示C若小球带负电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图甲所示D若小球带负电，其运动轨迹平面在S的正上方，如图乙所示4(13分)如图所示，两个相同质量m0.2kg的小球用长L0.22mm的细绳连接，放在倾角为30°的光滑斜面上，初始时刻，细绳拉直，且绳与斜面底边平行在绳的中点作用一个垂直于绳沿斜面向上的恒力F2.2N，在F的作用下两小球向上运动，小球沿F方向的位移随时间变化的关系式为skt2(k为恒量)经过一段时间两小球第一次碰撞，又经过一段时间再一次发生碰撞由于两小球之间有粘性，每一次碰撞后，小球垂直于F方向的速度将损失0.3m/s，当力F作用了2s时，两小球发生最后一次碰撞，且不再分开，取g10m/s2，求：(1)最后一次碰撞后，小球的加速度；(2)最后一次碰撞后瞬间，小球的速度；(3)整个碰撞过程中，系统损失的机械能；(4)两小球相碰的总次数答案(1)0.5m/s2(2)1m/s(3)0.242J(4)4次解析(1)对两小球整体由牛顿第二定律有a0.5m/s2(2)小球沿F方向的位移随时间变化的关系式为：skt2，所以沿F方向做匀加速运动vtat0.5×2m/s1m/s(3)根据功能关系得机械能损失EF2mgsin30°s·2mvF2mgsin30°×at2·2mv0.242J(4)假设在拉力作用的前2s内两球未发生碰撞，在2s时，小球沿F方向的分速度为vx，垂直F方向的分速度为vy，根据动能定理，有F2mgssin30°·2mv·2mv·2mvvxatsat2联立解得：vy1.1m/s因每次碰撞后小球垂直于F方向的速度将损失0.3m/s所以n3.674(次)5在坐标系xOy中，有三个靠在一起的等大的圆形区域，分别存在着方向如图8422所示的匀强磁场，磁感应强度大小都为B0.10 T，磁场区域半径r m，三个圆心A、B、C构成一个等边三角形，B、C点都在x轴上，且y轴与圆形圆域C相切，圆形区域A内磁场垂直纸面向里，圆形区域B、C内磁场垂直纸面向外在直角坐标系的第、象限内分布着场强E1.0×105 N/C的竖直方向的匀强电场，现有质量m3.2×1026 kg，带电荷量q1.6×1019 C的某种负离子，从圆形磁场区域A的左侧边缘以水平速度v106 m/s沿正对圆心A的方向垂直磁场射入，求：(1)该离子通过磁场区域所用的时间(2)离子离开磁场区域的出射点偏离最初入射方向的侧移为多大？(侧移指垂直初速度方向上移动的距离)(3)若在匀强电场区域内竖直放置一挡板MN，欲使离子打到挡板MN上时偏离最初入射方向的侧移为零，则挡板MN应放在何处？匀强电场的方向如何？解析：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在A、C两区域的运动轨迹是对称的，如图所示，设离子做圆周运动的半径为R，圆周运动的周期为T，由牛顿第二定律得：qvBm又T，解得：R，T将已知量代入得：R2 m设为离子在区域A中的运动轨迹所对应圆心角的一半，由几何关系可知离子在区域A中运动轨迹的圆心恰好在B点，则：tan ，30°则离子通过磁场区域所用的时间为：t4.19×106 s.(2)由对称性可知：离子从原点O处水平射出磁场区域，由图可知侧移为d2rsin 22 m.(3)欲使离子打到挡板MN上时偏离最初入射方向的侧移为零，则离子在电场中运动时受到的电场力方向应向上，所以匀强电场的方向向下离子在电场中做类平抛运动，加速度大小为：aEq/m5.0×1011 m/s2，沿y方向的位移为：yat2d沿x方向的位移为：xvt，解得：x2 m所以MN应放在距y轴2 m的位置