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走近09高考物理 浅析高考电学题 陈林龙 近四年全国卷i中电学内容分布情况 一 回望与预期 通过分析可得出以下特点 1 电学内容 实验除外 在试卷中所占比重较为稳定 基本上是两个选择题 一个计算题 压轴题 2 考察重点非常集中 每年均涉及带点粒子在电磁场中的运动和电磁感应 且带点粒子的运动均以压轴题形式出现 3 计算题都未涉及到电磁感应 显示出一定的延续性和统一性 2 2008年全国各地高考试题分析 各地试卷的分析结果 1 考察重点较为一致 还是以粒子在场中的运动和电磁感应现象作为核心内容 2 值得注意的是几份试卷的计算题均有电磁感应内容 这是和全国卷i的较大区别 3 选择题所涉及知识点较为分散 仅从08年试题看 对交变电流的考察次数较多 新增的内容 简单的逻辑电路 传感器两块内容 删掉的内容 电磁波整章内容 3 省学科教学指导意见与08考试大纲的区别 4 对09年省命题特点的预期 1 坚持考查学科基础知识和主干内容 2 注重实验能力的考核 尤其是设计和完成实验的能力 3 利用新信息或开放性试题考查创新能力 4 重视对教材中新增内容的考察 由带电粒子在电磁场中运动结合动力学 运动学知识构成一类题目 05 06 07 08全国卷i的25题均是如此 电学计算题的命题预期 由电磁感应与直流电路 安培力 牛顿定律 能量守恒定律等知识构成另一类题目 2003 2004两年全国卷i的电学试题即如此 电学选择题的命题预期 1 高考选择题仍将注重物理学科的主干知识 非重点章节的核心内容的考察 同时可能与生活实际或与大学物理相结合 2 交流电 传感器 逻辑电路等问题可能会在选择题中出现 毕竟作为高中物理的必要部分 交变电流已经连续5年没有在浙江卷中出现 逻辑电路作为新增内容也有一定的出现概率 而传感器内容出现在实验中的可能性会更大 策略1 将内容系统化 网络化 对电学内容可以总结为 两场 两路 6概念 两场 电场和磁场 电生磁 安培定则 磁生电 法拉第电磁感应定律 最后归纳为电磁场 电磁波 两路 直流电路和交流电路 他们都符合欧姆定律和焦耳定律 都符合能的转化和守恒定律 6个重要概念 电场强度 电势 电动势 磁感应强度 磁通量和交流电的有效值 二 复习策略 内容的提炼 知识的串联对比 易混淆点的辨析 问题1 质量为m 电量为q的带正电粒子以v0的速度射入垂直磁感强度为b的匀强磁场中 若不计粒子的重力 问带电粒子将作什么运动 为什么 v0 带电粒子运动的半径和周期是多少 策略2 由易至难形成较稳定的解题策略 问题2 速度为零 质量为m 电量为q的正离子经过电压u加速 进入磁感应强度为b的匀强磁场 到达记录它的照相底片上的p点 若测得p点到入口处s1的距离为x 试求离子的质量 s1 问题3 质量为m 带电荷量为q的粒子 重力不计 以初速度v垂直于磁场方向 沿与边界成30 角的方向射入磁感应强度为b的匀强磁场中 画出粒子运动的轨迹 求正负粒子在磁场中运动的时间之比 问题4 若此带电粒子的质量m 1 7 10 27kg 电荷量q 1 6 10 19c 以速度v 3 2 106m s 沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中 磁感应强度b 0 17t 磁场的宽度l 10cm 求 1 偏转角 2 出磁场时偏离入射方向的距离d o 问题5 在半径为r的圆内有的匀强磁场 一个电子从a点沿ao方向垂直射入磁场 离开磁场时电子获得60 的偏角 试求电子的速度和在磁场中运动的时间 问题6 电子以某一速度进入两个宽度均为d的匀强磁场区域 磁感应强度大小均为b 方向如图 磁场区域右侧有一个荧光屏 思考 电子打到荧光屏上的位置坐标x和电子的速度的函数关系 若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上 试在图上定性地画出电子运动的轨迹 问题7 在一个圆形区域内 方向相反的匀强磁场分布在半圆形区域 中 a2a4与a1a3的夹角为60 一电子从a1处沿与a1a3成30 的方向射入磁场 并以垂直于a2a4的方向经过圆心o进入 区 最后从a4处射出磁场 求区域 的磁感应强度之比 问题8 两平面荧光屏互相垂直放置 在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴 交点o为原点 如图所示 在y 0 00 x a的区域由垂直于纸面向外的匀强磁场 两区域内的磁感应强度大小均为b 在o点处有一小孔 一束质量m 带电量q的正离子沿x轴经小孔o射入磁场 最后打在竖直和水平荧光屏上 使荧光屏发亮 入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值 已知速度最大的粒子在0 x a的区域中运动的时间与在x a的区域中运动的时间之比为2 5 在磁场中运动的总时间为7t 12 其中t为该粒子在磁感应强度为b的匀强磁场中作圆周运动的周期 试求两个荧光屏上亮线的范围 不计重力的影响 总结 解题的关键是分析物理过程 确定带电粒子在磁场中作圆周运动的圆心和半径 画出轨迹 再利用圆周运动的半径及周期公式求解 速度选择器 选修3 1p98 策略3 回归课本 重视课本中的例题和课后练习 衍生题 空间匀强电场沿 y方向 匀强磁场沿 z方向 有一带正电的粒子 m q 沿x轴从o点以初速度v0 2e b射入场区 如图8所示 求 1 此带电粒子距x轴的最大距离 2 此带电粒子轨迹与x轴相切的那些点的坐标x 质谱仪选修3 1p100 衍生题 如图3所示 在半径为r的绝缘圆筒内有磁感应强度为b的匀强磁场 方向垂直于纸面向里 圆筒正下方有小孔c与平行金属板m n相通 两板间距离为d 与电动势为e的电源连接 一带电量为 q 质量为m的带电粒子 开始时静止于c点正下方紧靠n板的a点 经电场加速从c点进入磁场后 经过最短时间又从c点射出 已知带电粒子与筒壁的碰撞是弹性碰撞 且碰撞中不损失电荷 求 1 筒内磁场的磁感应强度的大小 2 带电粒子从a点出发到c点射出所经历的时间 深挖教材中的其他内容 静态 平衡 法测油滴电荷 动态 非平衡 法测油滴电荷 原线圈两端导线的接入方式 原副线圈的匝数比 原副线圈的粗细 1 2007年法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔由于发现巨磁电阻 gmr 效应而荣获了诺贝尔物理学奖 如图是利用gmr设计的磁铁矿探测仪原理示意图 图中gmr在外磁场作用下 电阻会发生大幅度减小 下列说法正确的是a 若存在磁铁矿 则指示灯亮b 若存在磁铁矿 则指示灯不亮c 若电阻r调大 该探测仪的灵敏度提高d 若电阻r调小 该探测仪的灵敏度提高 三 试题预测 2 如图所示 三根通电长直导线p q r互相平行 垂直纸面放置 其间距均为a 电流强度均为i 方向垂直纸面向里 已知电流为i的长直导线产生的磁场中 距导线r处的磁感应强度b ki r 其中k为常数 某时刻有一电子 质量为m 电量为e 正好经过原点o 速度大小为v 方向沿y轴正方向 则电子此时所受磁场力为 a 方向垂直纸面向里 大小为b 方向指向x轴正方向 大小为c 方向垂直纸面向里 大小为d 方向指向x轴正方向 大小为 3 如图所示 螺线管与相距l的两竖直放置的导轨相连 导轨处于垂直纸面向外 磁感应强度为b0的匀强磁场中 金属杆ab垂直导轨 杆与导轨接触良好 并可沿导轨无摩擦滑动 螺线管横截面积为s 线圈匝数为n 电阻为r1 管内有水平向左的变化磁场 已知金属杆ab的质量为m 电阻为r2 重力加速度为g 不计导轨的电阻 不计空气阻力 忽略螺线管磁场对杆ab的影响 1 为使ab杆保持静止 求通过ab的电流的大小和方向 2 当ab杆保持静止时 求螺线管内磁场的磁感应强度b的变化率 3 若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率 k 0 将金属杆ab由静止释放 杆将向下运动 当杆的速度为v时 仍在向下做加速运动 求此时杆的加速度的大小 设导轨足够长 4 如图所示为某种新型分离设备内部电 磁场分布情况图 自上而下分为 三个区域 区域 宽度为d1 分布有沿纸面向下的匀强电场e1 区域 宽度为d2 分布有垂直纸面向里的匀强磁场b1 宽度可调的区域 中分布有沿纸面向下的匀强电场e2和垂直纸面向里的匀强磁场b2 现有一群质量和带电量均不同的带电粒子从区域 上边缘的注入孔a点被注入 这些粒子都只在电场力作用下由静止开始运动 然后相继进入 两个区域 满足一定条件的粒子将回到区域 其他粒子则从区域 飞出 三区域都足够长 已知能飞回区域 的带电粒子的质量为m 6 4 10 27kg 带电量为q 3 2 10 19c 且有d1 10cm d2 5cm e1 e2 40v m b1 4 10 3t b2 2 10 3t 试求 1 该带电粒子离开区域 时的速度 2 该带电粒子离开区域 时的速度 3 为使该带电粒子还能回到区域 的上边缘 区域 的宽度d3应满足的条件 4 该带电粒子第一次回到区域 的上边缘时离开a点的距离 谢谢诸位 5 如图ox oy oz为相互垂直的坐标轴 oy轴为竖直方向 整个空间存在竖直向下的匀强磁场 磁感应强度大小为b 现有一质量为m 电量为 q的小球从坐标原点o以速度v0沿ox轴正方向抛出 不计空气阻力 重力加速度为g 求 1 若在整个空间加一匀强电场e1 使小球在xoz平面内做匀速圆周运动 求场强e1和小球运动的轨道半径 2 若在整个空间加一匀强电场e2 使小球沿ox轴做匀速直线运动 求e2的大小 3 若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场e3 e3 3mg q 求该小球从坐标原点o抛出后 经过y轴时的坐标y和动能ek 6 如图所