电磁学联系实际问题研究(发言).ppt

电磁学联系实际问题的研究 1 主要内容 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考查特点简析二 电磁学联系实际类试题的解题策略 2 选择题 含小实验 考查特点 基于课本和学生学习的实际 从演示实验命题 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考察特点 3 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考察特点 4 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考查特点 计算题 23题 考查特点 5 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考查特点 计算题 23题 考查特点以科技 社会发展为背景 文字叙述多 重点考察考生应用物理知识解决实际问题的能力 试题一般可以拆解为两个部分 信息部分 文字 数据 图片问题部分 三小问 开放性设问解题关键 文字 情景 模型 规律 问题解决 6 2 计算题学生困难分析 1 题目信息量大 文字叙述多 让学生一看就产生畏难情绪 读不下去 2 物理情景新颖 难以提取物理模型 一 北京高考物理电磁学联系实际问题考察特点 学生的基础知识 基本模型和方法积累不到位造成解题的困难 巧妇难为无米之炊 一轮复习要解决的问题 7 二 电磁学联系实际类试题的解题策略 1 学生难点 题目信息量大 文字叙述多 让学生一看就产生畏难情绪 读不下去 应对策略 1 培养学生良好的应试心理和承压能力 2 养成良好的审题习惯和技巧 学会画草图 边读边画 2011北京23题 8 善于拆分过程 阶段性 将题目涉及的整个过程恰当地划分为若干阶段联系性 找出各阶段之间什么物理量联系 以及各个阶段的链接点 即临界点 规律性 明确每个阶段分别遵循什么物理规律 2011朝阳一模23题 9 理解物理语言的含义 发现隐含条件 把握临界状态的含义 提取有用信息 案例 2011江理综卷 静电除尘装置中有一长为L 宽为b 高为d的矩形通道 其前 后面板使用绝缘材料 上 下面板使用金属材料 图乙是装置的截面图 上 下两板与电压恒定的高压直流电源相连 质量为m 电荷量为 q 分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道 当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和 同时被收集 通过调整两板间距d可以改变收集效率 当d d0时 为81 即离下板0 81d0范围内的尘埃能够被收集 不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用 求收集效率为100 时 两板间距的最大值dm 10 2 学生困难 物理情景新颖 名词没听过 难以提取物理模型 应对策略 寻找中心问题 物理模型 对谁 经历什么过程 具体思维过程 1 具体科学技术问题 2 提取物理信息 3 属于哪一类物理知识范围 4 抽象物理模型 5 应用对应的物理规律 6 解决问题 11 案例 2006北京24 磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用 图1是在平静海面上某实验船的示意图 磁流体推进器由磁体 电极和矩形通道 简称通道 组成 如图2所示 通道尺寸a 2 0m b 0 15m c 0 10m 工作时 在通道内沿z轴正方向加B 8 0T的勾强磁场 沿x轴负方向加匀强电场 使两金属板间的电压U 99 6V 海水沿y轴方向流过通道 已知海水的电阻率 0 20 m 1 船静止时 求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向 2 船以vs 5 0m s的速度匀速前进 若以船为参照物 海水以5 0m s的速率涌入进水口 由于通道的截面积小于进水口的截面积 在通道内海水速率增加到vd 8 0m s 求此时两金属板间的感应电动势U感 3 船行驶时 通道中海水两侧的电压按U U U感由计算 海水受到电磁力的80 可以转化为对船的推力 当船以vs 5 0m s的速度匀速前进时 求海水推力的功率 12 具体科学技术问题 磁流体推进船提取物理信息 电流与磁场间的相互作用 安培力提供动力属于哪一类物理知识范围 磁场对电流的作用力抽象物理模型 通电导体在磁场中受安培力应用对应的物理规律 安培力公式解决有关问题 计算安培力 感应电动势 功率 13 理想模型的分类一是 对象模型 如质点 点电荷 单摆 弹簧振子 理想气体 带电粒子等 二是对象模型经历的 理想过程 如匀速直线运动 匀变速直线运动 类 平抛运动 匀速圆周运动 简谐运动 简谐波 电磁感应等 做每一道试题都要建立 对象模型 和 过程模型 14 案例 2008北京卷23题 风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源 风力发电机是将风能 气流的动能 转化为电能的装置 其主要部件包括风轮机 齿轮箱 发电机等 如图所示 2 风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积 设空气密度为 气流速度为v 风轮叶片长度为r 求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm 在风速和叶片数确定的情况下 要提高风轮机单位时间内接受的风能 简述可采取的措施 15 对象模型 一段时间t内通过风轮机叶片的空气 类似质点 过程模型 与风轮机相互作用 速度减为0内在规律 动能转化为电能解题关键 情景模型 16 基础知识 基本模型和方法积累不到位造成解题的困难 应对策略 一轮复习重视基础知识 强化基本模型 17 18 电磁场与科技的联系主要体现 利用电磁场对电荷或电流的作用来控制其运动 使其平衡 加速 偏转或转动 理想模型 模型受力特点 模型运动规律 19 模型的基本运动规律与解决方法 20 联系实际情景归类 21 示波管 电场加速 电场偏转 匀速直线运动 加速电场中 偏转电场中 水平方向 竖直方向 偏转位移飞出电场后偏转位移 电子在荧光屏的位置 22 或 23 问题讨论 1 反向延长线过水平位移的中点 2 偏转位移与q m无关 3 U1一定时Y与U2成正比 所以示波管可以测电压 4 分析可知示波管的灵敏度为U2 d 5 改变U2可以控制电子打在荧光屏竖直方向的位置 改变Ux可以控制电子打在荧光屏水平方向的位置 2011海淀零模23题 喷墨打印2011西城一模23题 示波管 24 速度选择器 电场力与洛仑兹力的平衡 讨论 1 任何一个存在正交电场的磁场的空间都可看作速度选择器2 速度选择器只选择速度而不选择粒子的种类 与粒子的电性 电荷量 质量无关 不计重力 3 对于确定的速度选择器有确定的入口与出口 25 质谱仪 电场加速 磁场偏转 质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具 电场加速 磁场偏转 26 回旋加速器 电场加速 磁场偏转 五个重要问题 1 带电粒子在D型盒中回旋周期等于两盒狭缝间高频电场的变化周期 与带电粒子速度无关 2 带电粒子在D形金属盒内运动的轨道半径 不等距分布 3 带电粒子获得的最高能量 在带电粒子一定的条件下 Em决定于D形盒的最大半径和磁感应强度 27 回旋加速器 电场加速 磁场偏转 五个重要问题 4 带电粒子在回旋加速器内的运动时间 设带电粒子在磁场中转动的圈数为n 加速电压为U 因每加速一次粒子获得能量为qU 每圈有两次加速 结合知 5 由于随着带电粒子速度的增加 当速度接近光速时 根据爱因斯坦狭义相对论可以知道 粒子质量增加 回转周期变大 而与交变电压周期不一致 使加速器无法正常工作 所以回旋加速器不能无限地对带电粒子加速 28 磁流体发电机 带电粒子在电场力和洛仑兹力作用下的偏转与平衡 29 学生需要弄清的问题 1 用左手定则判定 正负离子如何偏转 那块金属板是电源的正极 2 用该装置发电时 电源的电动势是多大 3 电源的内阻为多大 4 电键闭合时 通过电阻的电流方向如何 电流为多大 5 电键闭合时 路端电压是多大 30 磁流体发电机 电磁流量计 霍尔效应 电磁流量计 霍尔效应 磁流体发电机 31 等效方法 导体棒切割磁感线 32 07年 09年 06年 10年 E BLv 关键是弄清谁是 33 2012浙江理综 闪烁装置2011重庆理综 可测速跑步机2012江苏 发电装置2012丰台一模 河流发电20