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高考物理:用负反馈、解决电磁感应切割问题及仪器处理

时间:2019-05-16 09:42:18本文内容及图片来源于读者投稿,如有侵权请联系xuexila888@qq.com 惠敏 我要投稿

  导读:教书育人楷模,更好地指导自己的学习,让自己不断成长。让我们一起到学习啦学习吧!下面学习啦网的小编给你们带来了《高考物理:用负反馈、解决电磁感应切割问题及仪器处理》供考生们参考。

  物理高考大纲:会使用仪器处理问题

  物理《考试大纲》对学生的能力要求、考试的内容范围、题型示例均没有做实质性的变化,说明2008年的高考将继续保持稳定.试题仍以中档题为主,内容仍以力学、电磁学等主干知识为主,热学、光学、原子物理、机械波等以选择题的形式出现,试题突出理论联系生产、生活实际和现代科学技术.通过对考试大纲中题型示例的分析,题目的数量和难度与去年持平.

  从《考试大纲》以及《试题调研》第6辑对考纲的解读来看,2008年高考将会重点突出以下几点:第一,突出对主要学科知识的考察,物理科高考以力学和电磁学为主,涉及这两部分的试题会达到80%以上,当然也不能完全排除主干知识中的非热点问题的出现可能性;第二,对于提取信息能力的考察力度有所加强,如图像、图表、数据列表形式的题目的比重逐年增加;第三,突出对学生实验创新能力的考查,一些联系实际的应用题和信息题的比重会加大.

  高考物理试题会具有以下特点:(1)凸现新课程理念,从而体现高考改革对新课程改革的支持与推动作用;(2)继续加大考查能力力度,命题设计将突出真实性和情景性;(3)重视考查学生得出结论的过程;(4)强调人文关怀,较好地处理主干知识与非主干知识考查的关系;(5)以联系生活、生产实际、科学前沿为背景,关注科学发展现状,渗透科学研究方法;(6)关注物理学的技术应用所带来的社会热点问题;(7)实验试题强调设计和探究能力,实验题命题重视课本上的实验,但不是简单地照抄课本上的实验,而是对原实验给予改造、改进和创新,考查学生实验设计和探究能力.

  实验在高考中占据较大分量,这里简单的就高考对实验能力的要求做一个简单的解读,希望对考生有所帮助。

  考纲要求:能独立完成“知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论;能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题.

  能力解读:

  对高中阶段要求会做的分组实验,必须独立地、认真地、带有研究性地做过,在做实验的过程中必须清楚地理解实验的原理、思想和方法;熟悉并掌握实验仪器的工作原理、使用方法;要知道某些实验中可能存在的系统误差和消除系统误差的方法;要知道某些实验中误差的主要来源,会采用多次测量求平均值的方法减少偶然误差;会记录实验数据和处理实验数据并得出结果.

  (1)应独立、认真地完成规定地各实验,因为自己认真做实验与看别人做实验和听别人讲实验所得到的感受和经验是不同的.尽管高考只能以笔试的方式考查考生的实验能力,但高考中的实验题,还是非常注意尽可能区分哪些考生是认真做过实验的,哪些考生是没有认真做过的.

  (2)能灵活地运用学过地理论、实验方法、仪器去处理、分析、研究某些未做过的实验,包括设计某些比较简单的实验.另外,已经学过的演示实验,也属于实验考查的一部分要求,要通过演示实验仔细观察现象和产生该现象的条件、环境,对观察到的现象进行思索,发现问题,提出问题.

  (3)不仅要掌握已做过的那些实验,而且能灵活地运用学过的理论、实验方法和仪器去处理其他的实验,当然这应是一些比较简单的实验.这方面的例题很多,特别是近几年的实验考题,明显地加强了这种能力的考核.实质上是考查考生在学过的实验基础上的“独立思考能力”、“灵活运用能力”.

  考查特点:注重基本实验能力的考查.实验仪器及装置的识别;实验条件的控制;处理实验数据和有效数字的能力;减少实验误差的方法.这种考查主要是把误差分析放在设计中或语言表述中,而不是要求计算相对误差,绝对误差;实验原理的简单理解.设计原理图装置图、设计实验方案包括实验步骤.设计实验能力这个是近年重点考查对象,与课程改革趋势强调实验创新能力、实验解决实际问题能力、灵活运用实验方法能力是一致的.

  【样例5】置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm,刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率.

  【答案】n=1.3

  【能力分析】本题要求考生能灵活地运用学过的测定固体材料折射率的实验理论、实验方法和仪器去处理测定某种透明液体折射率的实验.重在考查考生能从具体的、个别的实验中悟出某些共性的东西,可以把它们迁移到别处,用它们来解决没有做过的实验中的某些问题的实验能力.

  在《考试大纲》中,虽然把目前要考查和可能考核的能力列出几个方面,其实这些能力都是密切结合在一起不可分割的,分列出的目的只是为了使考生了解得具体一些.实际上,求解每道物理试题常常需要各方面的能力,不能说某道试题只考查某一种能力,而且对能力的考查是离不开具体知识的.通常,每道试题既考查了考生对具体知识的掌握程度,又考核了考生某些能力的高低.

  高考物理:用负反馈、解决电磁感应切割问题

  电磁感应的计算主要分为两大类,一类为通过磁通量的改变来产生感应电动势,这种方法主要应用公式E=-,求得的一般是平均电动势;另一类即为导体杆切割磁感线产生感应电动势E=BvL的问题,我主要阐述导体杆切割磁感线这类问题。这类问题的解题思路通常是运用负反馈原理:运动——产生电流从而产生安培力——阻碍相对运动——达到最终状态。

  讲解感应电动势的问题首先要明确:在电路中如果有两个电源,并且这两个电源是互相削弱的关系时,需考虑哪个电源电压较大,即回路中的电流方向与电压较大的电源电流同向。

  一、首先介绍一种简单情况:导体杆在磁场中转动切割的问题。

  思路:由于法拉第电磁感应定律ε=Blv适用于导体平动且速度方向垂直于磁感线方向的特殊情况。将转动问题转化为平动作等效处理。因为v=ωl,可以用导体中点的速度的平动产生的电动势等效于导体杆转动切割磁感线产生的感应电动势。这里的等效是指产生的感应电动势相同,其前提是线速度与角速度和半径成正比。

  例1-1、如图11-12所示,长为6m的导体AB在磁感强度B=0.IT的匀强磁场中,以AB上的一点O为轴,沿着顺时针方向旋转。角速度ω=5rad/s,O点距A端为2m,求AB的电势差。

  解析:v中BO=-=-①

  BO=B·BO·v中BO=4(V)②

  UBO=UB-U0=BO=4(V)③

  同理,v中BO=-=-

  AO=B·AO·v中AO=1(V)

  UAO=UA-U0=AO=1(V)

  UAB=UA-UB=(UA-UO)-(UB-UO)

  UAB=UAO-UBO=1-4=-3(V)

  (完毕)

  例1-2、一直升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B。直升飞机螺旋桨叶片的长度为l,螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示。如果忽略a到转轴中心线的距离,用ε表示每个叶片中的感应电动势,则

  A.=fl2B,且a点电势低于b点电势

  B.=-2fl2B,且a点电势低于b点电势

  C.=fl2B,且a点电势高于b点电势

  D.=-2fl2B,且a点电势高于b点电势

  解析:对于螺旋桨叶片ab,其切割磁感线的速度是其做圆周运动的线速度,螺旋桨不同的点线速度不同,但满足v=R,可求其等效切割速度v=-=fl,运用法拉第电磁感应定律=Blv=fl2B;由右手定则判断电流的方向为由a指向b,在电源内部电流由负极流向正极,所以a点电势低于b点电势。

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