（京津鲁琼版）2020版高考物理总复习 第十章 紧扣高考热点 培养核心素养课件

第十章电磁感应紧扣高考热点培养核心素养热点1单杆平动切割磁感线(多选)(2019·四川一模)如图所示，水平面上固定一个顶角为60°的光滑金属导轨MON，导轨处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，质量为m的导体棒CD与∠MON的角平分线垂直，导轨与棒单位长度的电阻均为r、t＝0时刻，CD在水平外力F的作用下从O点以恒定速度v0沿∠MON的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．若棒与导轨均足够长，则()A．流过导体棒的电流I始终为Bv03rB．F随时间t的变化关系为F＝23B2v209rtC．t0时刻导体棒的发热功率为23B2v3027rt0D．撤去F后，导体棒上能产生的焦耳热为12mv20[思路点拨]解答本题的关键是求出t时刻导体棒的有效切割长度，结合感应电动势的公式和闭合电路欧姆定律推导出电流I是恒定的．[解析]导体棒的有效切割长度L＝2v0ttan30°，感应电动势E＝BLv0，回路的总电阻R＝(2v0ttan30°＋2v0tcos30°)r，通过导体棒的电流I＝ER＝Bv03r，选项A正确；导体棒受力平衡，则外力F与安培力平衡，即F＝BIL，得F＝23B2v209rt，选项B正确；t0时刻导体棒的电阻为Rx＝2v0t0tan30°·r，则导体棒的发热功率P棒＝I2Rx＝23B2v3027rt0，选项C正确；从撤去F到导体棒停下的过程，根据能量守恒定律有Q棒＋Q轨＝12mv20－0，得导体棒上能产生的热耳热Q棒＝12mv20－Q轨12mv20，选项D错误．[答案]ABC以V形导轨为背景，创设导体棒做匀速直线运动的情境，促进学生形成运动观念、相互作用观念，体现了对“物理观念”的考查；将物理规律和数学知识相结合进行科学推理，体现了对物理学科核心素养中的“科学思维”的考查．热点2双杆平动切割磁感线(2019·安徽马鞍山一模)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上放置两根导体棒a和b，俯视图如图甲所示，两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计，在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场．导体棒与导轨始终垂直接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，两棒均静止，间距为x0，现给导体棒a一水平向右的初速度v0，并开始计时，可得到如图乙所示的Δv－t图象(Δv表示两棒的相对速度，即Δv＝va－vb)(1)试证明：在0～t2时间内，回路产生的焦耳热Q与磁感应强度B无关；(2)求t1时刻棒b的加速度大小；(3)求t2时刻两棒之间的距离．[思路点拨]挖掘隐含条件：①t2时刻两棒共速；②两棒相对运动过程中，受到的安培力的合力为零，可运用动量守恒定律和能量守恒定律推导．[解析](1)t2时刻开始，两棒速度相等，由动量守恒定律有2mv＝mv0由能量守恒定律有Q＝12mv20－12(2m)v2解得Q＝14mv20所以在0～t2时间内，回路产生的焦耳热Q与磁感应强度B无关．(2)t1时刻有va－vb＝v02回路中的电流I＝E2R＝BLva－BLvb2R此时棒b所受的安培力F＝BIL由牛顿第二定律得棒b的加速度大小a1＝Fm＝B2L2v04mR.(3)t2时刻，两棒速度相同，均为v＝v020～t2时间内，对棒b，由动量定理有BI－L·Δt＝mv－0根据法拉第电磁感应定律有E－＝ΔΦΔt根据闭合电路欧姆定律有I－＝E－2R而ΔΦ＝BΔS＝BL(x－x0)解得t2时刻两棒之间的距离x＝x0＋mv0RB2L2.[答案]见解析本题以双轨为背景，以双棒为研究对象，采用微元法进行模型建构，考查了物理核心素养中的“科学思维”；以磁场对运动的双棒的作用为命题情境，考查了“物理观念”中的“运动观念”和“相互作用观念”．热点3导体框切割磁感线平动如图所示，直角三角形ADC区域内有垂直于纸面内向外的匀强磁场，AD边长为2L，直角三角形导线框abc与直角三角形ADC相似，ab边长为L，∠ACD＝∠acd＝30°，线框在纸面内，且bc边和DC边在同一直线上，bc边为导线，电阻不计，ab边和ac边由粗细均匀的金属杆弯折而成．现用外力使线框以速度v匀速向右运动通过磁场区域，则线框在通过磁场的过程中，Uab随时间变化的关系图象正确的是()[思路点拨]线框通过磁场分成三个过程，即进入磁场、完全在磁场中、穿出磁场，根据线框有效切割长度的变化情况，判断感应电动势的变化情况，进而确定Uab，也可结合排除法快速判断．[解析]线框进入磁场的过程中，ac边切割磁感线的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，a、b两端的电势差Uab均匀增大，当ab边刚要进入磁场时，感应电动势最大，线框运动的速度为v，最大感应电动势E＝BLv，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，由于ac边长为ab边长的2倍，Uab＝－13BLv；线框进入磁场后，回路中没有感应电流，Uab＝－BLv；在线框出磁场的过程中，线框ab边切割磁感线，且切割磁感线的有效长度随时间均匀减小，且ac边刚出磁场时，感应电动势最大，为E＝BLv，此时Uab＝－23BLv，选项B正确．[答案]B本题以三角形磁场区域为背景，创设三角形线框在外力作用下匀速穿过磁场区域的情境，考查U－t图象，体现了“物理观念”这一核心素养中的“物质观念”“运动观念”与“相互作用观念”；根据题设条件，建构线框切割磁感线模型，选择物理规律，进行科学的分析推理，体现了对物理核心素养中“科学思维”的考查．