高中物理课程标准选修3-2教材分析

Page1高中物理选修3-2教材分析Page2第四章电磁感应一、每节的重难点二、常考知识点及常见题型Page3每节的重难点第1节划时代的发现第2节探究电磁感应的产生条件教材重点：1、揭示“电生磁”与“磁生电”发现过程的哲学内涵。正确的理论指导和科学的思想方法是探究自然规律的重要前提。2、磁通量的概念及磁通量与磁感应强度的关系。3、通过对产生感应电流的条件和磁通量变化的分析，养成良好的过程分析习惯。4、磁通量变化的各种形式。教材难点：1、以实验为基础，探究产生感应电流的条件。2、控制实验条件，通过由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析归纳出产生感应电流的规律。3、电磁感应中的能量守恒。Page4第3节楞次定律教材重点1．楞次定律的获得及理解2．应用楞次定律判断感应电流的方向3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向教材难点楞次定律的理解及实际应用第4节法拉第电磁感应定律教材重点法拉第电磁感应定律教材难点平均电动势与瞬时电动势区别Page5第5节电磁感应定律的两类情况教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。第6节互感和自感教学重点自感现象、互感现象教学难点分析自感现象、互感现象Page6高考的热点问题：1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注重在理解的基础上掌握灵活运用.2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识，逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动规律特别是功能关系解题。3.实际应用问题，如磁悬浮原理等。常考知识点和常见题型Page7此部分涉及的主要内容有：1.电磁感应现象.(1)产生条件：回路中的磁通量发生变化.(2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动势，而无电流.(3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是电源，其余部分则为外电路.Page82.法拉第电磁感应定律：E=n，E=BLvsin，注意瞬时值和平均值的计算方法不同.3.楞次定律三种表述：(1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其中一种特例.(2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动.(3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化.tPage9【例1】如图4-2所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环.一、电磁感应现象及其基本定律的应用Page10导体abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下列图4-3中哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力?()Page11二、两种基本运动模型由于电磁感应，导体中的电流和导体的运动状态发生动态变化，并且相互影响，有的最终达到一种稳定的运动状态，这类问题在分析时应运用动力学知识进行逐步分析，找出临界条件，运用动力学公式，特别是能的转化和守恒定律求解.具体的研究对象有两种基本模型.1.矩形线框在有界磁场中的运动.2.滑杆类问题即一段金属导体在导轨上滑动时，切割磁感线而在导体中产生电流，同时又受安培力之类的问题，切割方式有转动切割和平动切割.Page12【例2】如图4-4所示，在以ab、cd为边界的空间，存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，宽度为l1.在纸面内有一矩形线框，短边长为l2，长边长为2l2，短边与ab重合.某时刻线框以初速v沿着与ab垂直的方向进入磁场区域，同时对线框施以作用力，使线框的速度大小和方向保持不变.设线框电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框的作用力做的功等于多少？Page13【例3】如图4-6所示，铜质圆盘绕竖直轴O在水平面内匀速转动，圆盘半径为r=20cm，处在竖直向下的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，两个电刷分别与转动轴和圆盘的边缘保持良好接触，并与电池和保险丝D串联成一闭合电路.图4-6已知电池电动势E=2V，电路中总电阻R=1Ω，保险丝的熔断电流为1A试分析计算：为了不使保险丝烧断，金属圆盘顺时针方向转动的角速度的取值范围是什么?Page14【例4】如图4-8所示，da、cb为相距l的平行导轨(电阻可以忽略不计).a、b间接有一个固定电阻，阻值为R.长直细金属杆MN可以按任意角架在水平导轨上，并以速度v匀速滑动(平移)，v的方向和da平行.图4-8杆MN有电阻，每米长的电阻值为R.整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面(dabc平面)向里(1)求固定电阻R上消耗的电功率为最大时θ(2)求杆MN上消耗的电功率为最大时θ角的值.三、含感应电动势的电路分析与计算.这类问题中应当把产生感应电动势的部分导体看成电源，其余通路则为外电路，根据电路结构进行分析计算.Page15一、每节的重难点二、常考知识点和常见题型第5章交变电流Page16每节的重难点第1节交变电流教材重点1.运用电磁感应的基本知识，分析交变电流的产生过程2．认识交变电流的特点及其变化规律。教材难点交变电流的产生过程交变电流的变化规律第2节描述交变电流的物理量教材重点交变电流的四值教材难点一般电流有效值的求解Page17第3节电感和电容对交变电流的影响教材重点让学生知道电感和电容对交变电流的影响，并能定性解决有关问题教材难点通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用第4节变压器教材重点变压器的工作原理，互感过程的理解教材难点对多个副线圈的变压器，比例关系的推导和理解Page18第5节电能的输送教材重点变压器电压关系与功率关系的理解与应用教材难点输电线上电压损失与功率损失的理解与应用Page19常考点及常见题型交变电流的产生及描述（交变电流的四值），特别是有效值的计算是考查的热点。变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点。将本章知识与电磁感应相结合，可命制大题。Page20[典型例题][例1]如图10－1－6甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则如图10－1－7所示的四幅图中正确的是()图10－1－6Page21图10－1－7Page22[例2]一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图10－1－10所示，则()A．流过电阻的最大电流是22AB．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数约为311VC．电阻消耗的功率为9680WD．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是48.4JPage23(1)说明此刻线圈感应电流的方向。(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？Page24例(3)一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图10－2－1所示。(1)当原线圈接在44V直流电源上时，图10－2－1电压表示数为________V，电流表示数为________A。(2)当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A。此时输入功率为________W，变压器效率为________。Page25[例4]一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图10－1－12所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。图10－1－12Page26例（5）．某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%。求：(1)升压变压器的输出电压。(2)输电线路上的电压损失。Page27[例6]如图10－2－4所示的电路中，变压器初级线圈匝数n1＝1000匝，次级线圈有两个，匝数分别为n2＝500匝，n3＝200匝，分别接一个R＝55Ω的电阻，图10－2－4在初级线圈上接入U1＝220V的交变电流。求：(1)两次级线圈输出电功率之比；(2)初级线圈中的电流。Page28谢谢!