2019年浙江温州市高三物理第二次学考选考与高考模拟考分析暨复习研讨活动讲座：以电磁感应为例谈物理选

2020/3/312019年温州市二模分析会以电磁感应为例谈物理选考专题复习温州中学张延赐2019.3.72020/3/31一、真题研究1、知识要点、物理规律、物理模型2、命题趋势：已经考核与待考核向雷锋同志学习的国旗下发言稿尊敬的老师、亲爱的同学们:大家好!3月5日是***“向雷锋同志学习”题词发表46周年。3月,又是我们学习雷锋的传统文明月。几十年过去了,在雷锋精神的照耀下,一代代青少年实践着自己的人生价值。今天我们在这升旗仪式上再一次进行广泛宣传,主题是:学雷锋,扬新风,养成文明行为习惯。围绕这一主题,今天我讲话的题目是:学雷锋从小事做起一提起雷锋,国人可以说是家喻户晓,人人皆知。这位普通的国士兵,在他短暂的二十二年的人生岁月,以平凡朴实的言行,展现出一种令人震撼的道德品质和人格魅力;一提起雷锋,我们就会不由自主地想起他生前所做的每一件小事:帮列车员拖地、打扫候车室,为丢失车票的大嫂买票,给困难战友家寄钱等等等等。所以人们常说:雷锋出差一千里,好事做了一火车。可见在他那短暂的人生做了多少好事,给别人带来了多少快乐和安慰。是啊,自从***题词以来,多少人在他的精神感召下,在平凡的岗位上做出了不平凡的事。可是,多少伟大的人,伟大的事,哪个不是从身边的小事做起?我曾经看过这样一个故事:一个小女孩经过一片草地时,看见一只蝴蝶被荆棘弄伤了,于是她小心翼翼地为它拔掉刺,让201510-22．【加试题】(8分)如图1所示，质量m＝3.0×10－3kg的“”型金属细框竖直放置在两水银槽中，“”型框的水平细杆CD长l＝0.20m，处于磁感应强度大小B1＝1.0T、方向水平向右的匀强磁场中，有一匝数n＝300匝、面积S＝0.01m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度B2的大小随时间t变化的关系如图2所示。(1)求0～0.10s线圈中的感应电动势大小；(2)t＝0.22s时闭合开关K，若细杆CD所受安培力方向竖直向上，判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向；(3)t＝0.22s时闭合开关K，若安培力远大于重力，细框跳起的最大高度h＝0.20m，求通过细杆CD的电荷量。201604-23．(10分)【加试题】某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示．竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L.导轨间加有垂直导轨平面向里的匀强磁场B.绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m′，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触．引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS，用时Δt，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭．在Δt时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体．当燃烧室下方的可控喷气孔打开后，喷出燃气进一步加速火箭．(1)求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并判断金属棒EF中的感应电流方向；(2)经Δt时间火箭恰好脱离导轨，求火箭脱离时的速度v0;(不计空气阻力)(3)火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m′的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度Δv.(提示：可选喷气前的火箭为参考系)201610-22．【加试题】为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置．半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为l、电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴OO′上，由电动机A带动旋转．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为B1、方向竖直向下的匀强磁场．另有一质量为m、电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内，并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触，导轨间距为l，底部接阻值也为R的电阻，处于大小为B2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中．从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接．当开关S断开，棒cd静止时，弹簧伸长量为x0；当开关S闭合，电动机以某一转速匀速转动，棒cd再次静止时，弹簧伸长量变为x(不超过弹性限度)．不计其余电阻和摩擦等阻力，求此时：(1)通过棒cd的电流Icd；(2)电动机对该装置的输出功率P；(3)电动机转动角速度ω与弹簧伸长量x之间的函数关系．201704-22．(10分)【加试题】间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示．倾角为θ的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中．水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef，用长度为L的刚性绝缘杆连接构成)，在“联动双杆”右侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度大于L.质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨(无能量损失)，杆ab与“联动双杆”发生碰撞，碰后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”．“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间Ⅱ并从中滑出．运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直．已知杆ab、cd和ef电阻均为R＝0.02Ω，m＝0.1kg，l＝0.5m，L＝0.3m，θ＝30°，B1＝0.1T，B2＝0.2T．不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应．求：(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0；(2)“联动三杆”进入磁场区间Ⅱ前的速度大小v;(3)“联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q.201711-22．【加试题】如图所示，匝数N＝100、截面积S＝1.0×10－2m2、电阻r＝0.15Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1，其变化率k＝0.80T/s.线圈通过开关S连接两根相互平行、间距d＝0.20m的竖直导轨，下端连接阻值R＝0.50Ω的电阻．一根阻值也为0.50Ω、质量m＝1.0×10－2kg的导体棒ab搁置在等高的挡条上．在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的不随时间变化的匀强磁场B2.接通开关S后，棒对挡条的压力恰好为零．假设棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻．(1)求磁感应强度B2的大小，并指出磁场方向；(2)断开开关S后撤去挡条，棒开始下滑，经t＝0.25s后下降了h＝0.29m，求此过程棒上产生的热量．201804-23．【加试题】如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，在，范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长为L=0.10m、质量m=0.02kg、电阻R=0.40Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置，其中心的坐标为（0，0.65）。现将线框以初速度水平向右抛出，线框在进入磁场过程中速度保持不变，然后在磁场中运动，最后从磁场右边界离开磁场区域，完成运动全过程，线框在全过程中始终处于xOy平面内，其ab边与x轴保持平行，空气阻力不计，求：（1）磁感应强度B的大小；（2）线框在全过程中产生的焦耳热Q；（3）在全过程中，cb两端得到电势差与线框中心位置的x坐标的函数关系。201811-22.(10分)【加试题】如图所示，在间距L=0.2m的两光滑平行水平金属导轨间存在方向垂直于纸面(向内为正)的磁场，磁感应强度的分布沿y方向不变，沿x方向如下：导轨间通过单刀双掷开关S连接恒流源和电容C=1F的未充电的电容器，恒流源可为电路提供恒定电流I=2A，电流方向如图所示。有一质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨静止放置于x0=0.7m处。开关S掷向1，棒ab从静止开始运动，到达x3=-0.2m处时，开关S掷向2。已知棒ab在运动过程中始终与导轨垂直。求:(提示:可以用F-x的图象下的“面积”代表力F所做的功)(1)棒ab运动到x1=0.2m时的速度v1;(2)棒ab运动到x2=-0.1m时的速度v2;(3)电容器最终所带的电荷量Q。2020/3/31一、真题研究1、知识要点、物理规律、物理模型2、命题趋势：已经考核与待考核二、分类训练1、知识点：电磁感应的电路问题电磁感应与牛顿定律问题电磁感应与能量问题电磁感应与动量问题电磁感应的图像问题2、物理模型：单杆与双杠、杆与线框、平动与转动3、物理情景：单磁场与多磁场恒定场与变化场均匀场与非均匀场电阻与电容电源、外力与初速例：如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l的金属棒ab，其电阻为r。框架左端有一个阻值为R的电阻。垂直框面的匀强磁场的磁感强度为B。用外力使棒ab以速度v向右匀速运动。求：（1）理想电压表的示数为多少？（2）外力的大小是多少？BvRbaVBvRbaVRBvbaVabBvVabBvRV【来源】吉林省实验中学2018届高三下学期第十次模拟考试理科综合物理试题浙江省杭州市2018年高考命题预测卷(9)物理试题【来源】湖南省衡阳市2017届高三下学期第一次联考理综物理试题【来源】东北三省四市2018届高三第二次联合模拟理科综合试题物理试题【来源】华中师大附中2018届高三下学期5月押题考试理综物理试题2020/3/31【二模23】如图所示，两根相同的平行金属导轨固定在水平面内，左端用导线相连，在导轨的某位置建立与导轨平面共面的直角坐标系xoy，x轴紧靠导轨，y轴垂直导轨。在y轴的右侧分布着垂直导轨面向外的有界磁场，左边界Ⅱ与y轴重合，右边界Ⅰ与y轴平行，磁感应强度的大小沿y轴均匀分布，沿x轴按B2=B02(2+kx)规律分布（式中k0，B0、K均为定值且为已知量）。在边界Ⅰ的右侧某位置垂直导轨放置一质量为m的金属棒，现给棒一水平向左的瞬时冲量，使其向左运动，同时在棒上施加一水平向右的恒力F0，棒穿过磁场后继续向左运动，然后再返回磁场，并能从边界Ⅰ穿出。已知：棒向左运动经过边界Ⅰ、Ⅱ的速度及向右返回经过边界Ⅱ的速度大小分别为V、V/2、V/4（v是未知量）；棒向左运动离开边界Ⅱ的最大距离是磁场两边界间距的n倍（n1/3）；棒向右运动穿过磁场区域的过程中速度不变；导轨单位长度的阻值是恒定的，导线及金属棒电阻不计，棒与导轨间的摩擦力大小恒定。求：（1）棒与导轨间摩擦力的大小Ff；（2）棒左、右两次穿越磁场的过程中产生的电热之比Q1:Q2；（3）导线到边界Ⅱ的距离d；（4）棒左、右两次穿越磁场的过程中所用的时间之比t1:t2。第23题图2020/3/31【例】一光滑金属导轨彼此平行且足够长，其水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，质量为m的ab棒静止于水平轨道上，质量为2m的cd棒从弯轨上静止滑下。已知磁感应强度为B，轨道宽为L，两棒等长且略大于轨道宽，两棒电阻均为R，导轨电阻不计，cd棒距水平轨道高为h。(1)求两棒的最终速度;(2)在达到最终速度后的某时刻，突然将cd棒卡住，则ab棒还能向前滑行多远？(3)若将右端水平轨道的宽度缩为一半(两种轨道足够长)，仍将cd棒从原位置静止释放，则ab棒上焦耳热的最大值为多大？2020/3/31三、总结提升1、步骤与规律2、方法与策略3、细节梳理：二级结论的应用、易错点求解力电磁综合问题的思维操作力电磁综合问题选取研究对象做功分析与能量分析确定适用规律列方程求解vIFa安选取恰当角度绘制平面图受力分析及运动分析功能关系临界条件动量分析等效电路图力电磁综合问题的基本观点1、动力学观点：2、功能动量观点：vIFFa安能量来源转化途径能量去向FSθ功分析碰撞模型的演绎BFRba金属杆在外力F作用下由静止开始向右运动一段时间后速度为v。W安FkkFWWEEQEWEWQ安安由动能定理有：由能量守恒有：由功能关系克服安培力做功等于电路可知：中获得所以：即：的电能。外部能量动能电能WFW生热电磁感应中的力电磁综合问题例：如图10-25所示，竖直平面导轨间距l=20cm，导轨间有一电键。导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R＝0.4Ω，质量为m=0.2g。导轨电阻不计，整个装置置于匀强磁场中，