高中物理作为高考重要科目,高考大纲中列出的考试内容范围包括必修模块和选修模块。必修模块(包括必修1和必修2)中考点共有23个,其中级要求14个(位移、速度和加速度;匀变速直线运动及其公式、图象;力的合成和分解;共点力的平衡;牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用;运动的合成与分解;抛体运动;匀速圆周运动的向心力;功和功率;动能和动能定理;重力做功与重力势能;功能关系、机械能守恒定律及其应用;万有引力定律及其应用;环绕速度)。选修模块(包括选修3-1和3-2)中考点共有36个,其中级要求11个(库仑定律;电场强度、点电荷的场强;电势差;带电粒子在匀强电场中的运动;欧姆定律;闭合电路欧姆定律;匀强磁场中的安培力;洛伦兹力公式;带电粒子在匀强磁场中的运动;法拉第电磁感应定律;楞次定律)。
高考大纲中要求的实验共有11个(选修模块中6个,选修模块中5个)。通过分析近五年的高考试题,可以发现高考大纲中列出的必考内容59个考点中,其中级要求考点25个,考查频率高的考点只有18个。也就是说,在每年的高考必考部分12个试题中,绝大多数试题是考查这18个核心考点的。
因此在高考冲刺阶段,重点加强这18个核心考点的训练,就可拿得高分,赢在高考。
十。七、电磁感应。
考点分析】电磁感应中级要求内容有法拉第电磁感应定律和楞次定律,考查热点是导体切割磁感线产生感应电动势和感应电流、相关图象、自感等。
解题技巧】一般思路:先电后力。先作“源”的分析:
找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:电路结构,弄清串、并联关系,求出相应部分的电流大小,以便安培力的求解。
然后进行“力”的分析:研究对象( 如金属杆、导体线圈等)的受力情况尤其注意其所受的安培力。接着进行“运动”状态的分析:
根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。最后是“能量”的分析:寻找电磁感应过程和力学研究对象的运动过程中能量转化和守恒的关系。
考前**】1.如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当ab棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为p0,除灯泡外,其他电阻不计,要使稳定状态灯泡的功率变为2p0,下列措施正确的是
a.换一个电阻为原来一半的灯泡
b.把磁感应强度b增为原来的2倍
c.换一根质量为原来的倍的金属棒
d.把导轨间的距离增大为原来的倍
解析: 解答这类问题的基本思路是:先求出灯泡功率p与其他量的关系式,然后再讨论各选项是否正确.金属棒在导轨上下滑的过程中,受重力mg、支持力fn和安培力f=ilb三个力的作用.其中安培力f是磁场对棒ab切割磁感线所产生的感应电流的作用力,它的大小与棒的速度有关.当导体棒下滑到稳定状态时(匀速运动)所受合外力为零,则有mgsinθ=ilb.此过程小灯泡获得稳定的功率p=i2r.由上两式可得p=m2g2rsin2θ/b2l2.要使灯泡的功率由p0变为2p0,根据上式讨论可得,题目所给的四个选项只有c是正确的.
答案:c2. 如图所示,两根相距d=0.
20 m的平行金属长导轨,固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的感应强度b=0.20 t.导轨上面横放着两根金属细杆,构成矩形回路,每根金属细杆的电阻r=0.25 ω,回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力作用下,沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5.
0 m/s.不计导轨上的摩擦.
1)求作用于每根金属细杆的拉力的大小;
2)求两金属杆在间距增加δl=0.40 m的滑动过程中共。
产生的热量.
解析:设匀强磁场方向竖直向上.在两金属杆匀速平移的过程中,等效电路如图所示,即两杆可以等效为两个串联的同样的电源(e0).根据能量转化和守恒定律,当杆匀速运动时,两拉力(f)的机械总功率等于闭合电路的热功率,即
p=2fv=
所以,每根金属杆受到的拉力大小为
f==3.2×10-2 n
在两金属杆增加距离δl的过程中,产生的热量就等于两拉力所做的功,即
=2fδl/2=fδl=1.28×10-2 j
3. 一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻r=0.
5ω,金属框放在表面是绝缘且光滑的斜面顶端,自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边bb’平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端bb’,设金属框在下滑时即时速度为v,与此对应的位移为s,那么v2-s图象如图2所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问:
1)分析v2-s图象所提供的信息,计算出斜面倾角和匀强磁场宽度d。
2)匀强磁场的磁感强度多大?金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少?
3)现用平行斜面沿斜面向上的恒力f作用在金属框上,使金属框从斜面底端bb’静止开始沿斜面向上运动,匀速通过磁场区域后到达斜面顶端。试计算恒力f做功的最小值。
解析:⑴本题的关键信息隐含在图像中,只有读懂两副图,才能够掌握运动过程。
从s=0到s=1.6米的过程中,由公式v2=2as,得该段图线斜率a=5m/s2,根据牛顿第二定律 mgsinθ=ma
从线框下边进磁场到上边出磁场,均做匀速运动(看图得出)
线框通过磁场时,t =t1+t2+t3=0.8+0.25+0.2=1.25秒。
⑶在未入磁场时 f-mgsinθ=ma2
进入磁场f=mgsinθ+f安, ∴f安=ma2
最小功 4. 有一种磁性加热装置,其关键部分由焊接在两个等大的金属圆环上的n根间距相等的平行金属条组成,成“鼠笼”状,如图12—3—16所示.每根金属条的长度为l,电阻为r,金属环的直径为d、电阻不计.图中虚线所示的空间范围内存在着磁感应强度为b的匀强磁场,磁场的宽度恰好等于“鼠笼”金属条的间距.当金属环以角速度ω绕过两圆环的圆心的轴 oo′转动时,始终有一根金属条在垂直切割磁感线.“鼠笼”的转动由一台电动机带动,这套设备的效率为η,求电动机输出的机械功率.
解析: 处于磁场中的金属条切割磁感线的线速度为v=ω
产生的感应电动势为e=blv=blω
通过切割磁感线的金属条的电流为
i=磁场中导体受到的安培力为f=bil
克服安培力做功的功率为p安=fv=
电动机输出的机械功率为p=p安/η
联立以上各式解出。
p=5. 磁悬浮列车的原理如图所示,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场b1,b2,导轨上有金属框abcd,金属框的面积与每个独立磁场的面积相等,当匀强磁场b1,b2同时以v沿直线导轨向右运动时,金属框也会沿直线导轨运动,设直导轨间距为l=0.4m,b1=b2=1t,磁场运动速度为v=5m/s,金属框的电阻为r=2欧姆。
试求:1)若金属框不受阻力时,金属框如何运动?
2)当金属框始终受到f=1n的阻力时,金属框最大速度是多少?
3)当金属框始终受到1n的阻力时,要使金属框维持最大速度,每秒钟需要消耗多少能量?这些能量是谁提供的?
解析:(1)此题的难点在于存在交变磁场。首先分析 ac和bd边产生的感应电动势,由于磁场方向相反,且线圈相对于磁场向左运动,因此,在如图位置的电动势方向相同(逆时针),根据左手定则,ac和bd边受到的安培力都向右。
所以金属框做变加速运动,最终做匀速直线运动。
2)当金属框受到阻力,最终做匀速直线运动时,阻力与线框受到的安培力平衡。设此时金属框相对于磁场的速度为v相。
所以金属框相对于地面的速度为。
(3)要使金属框维持最大速度, 必须给系统补充能量:一方面,线框内部要产生焦耳热;另一方面,由于受到阻力,摩擦生热。设每秒钟消耗的能量为e,这些能量都是由磁场谁提供。
由于摩擦每秒钟产生的热量为q1:
每秒钟内产生的焦耳热为q2:
所以。这些能量都是由磁场谁提供。
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