超越****高三複習研討會材料-------選3-2模組
高三物理備課組
選3-2模組共有三章：電磁感應、感測器、交變電流。在08高考中，由於受到篇幅的限制，計算題應該會強調「一題多點（知識點）」，盡量把一些可以綜合的考點集中在一起，在一道計算題中體現，所以我們認為本模組中的電磁感應知識最有可能成為綜合型計算題的載體，可以與動力學、恆定電流、磁場、能量等幾部分綜合，個人感覺「切割模型」比「磁感應強度變化模型」更易出現，僅供參考。
1、如圖所示，在磁感應強度為b=2t，方向垂直紙面向裡的勻強磁場中，有乙個由兩條曲線狀的金屬導線及兩電阻（圖中黑點表示）組成的固定導軌，兩電阻的阻值分別為r1=3ω、r2=6ω，兩電阻的體積大小可忽略不計，兩條導線的電阻忽略不計且中間用絕緣材料隔開，導軌平面與磁場垂直（位於紙面內），導軌與磁場邊界（圖中虛線）相切，切點為a，現有一根電阻不計、足夠長的金屬棒mn與磁場邊界重疊，在a點對金屬棒mn施加乙個方向與磁場垂直、位於導軌平面內的並與磁場邊界垂直的拉力f，將金屬棒mn以速度v=5m／s勻速向右拉，金屬棒mn與導軌接觸良好，以切點為座標原點，以f的方向為正方向建立x軸，兩條導線的形狀符合曲線方程m，求：
(1)推導出感應電動勢e的大小與金屬棒的位移x的關係式．
(2)整個過程中力f所做的功．
(3)從a到導軌**的過程中通過r1的電荷量．
命題意圖：
導線切割磁感線產生大小按正弦規律變化但方向不變的電流，是本題的獨到之處。本題的特點就是將常規的考查電動勢、電熱、電量置於新的情境中，對學生的應用能力要求較高。
解答：（1）
所以（2）因為 x=vt
所以由於導體做勻速運動，力f所做的功等於電路中電流所做的功。
有效值導體切割磁感線的時間
電路中總電阻
拉力f所做的功
（3）由可知
emax=bsω=φmω ，所以wb
通過電阻r1的電量為
2．如圖所示，3條平行導軌mn、cd、ef在同一平面內，mn與cd相距為d1=8.3cm，cd與ef相距為d2=20.0cm，導軌及導體杆的電阻忽略不計，m、e間連線電阻r1=10ω，n、d間連線電阻r2=20ω。
導體杆ab橫跨在3條導軌上，與3條導軌垂直並且都接觸良好，杆的a端到與ef接觸的b點間的距離l=40.0cm。空間充滿勻強磁場，磁感應強度大小為b=0.
5t，方向如圖所示
（1）若導體杆在勻強磁場中勻速向右運動，速度大小為v=4.0m/s，求通過電阻r1、r2的電流大小。
（2）若導體桿以b為軸，在導軌所在的平面內沿順時針方向轉動90°角（導軌mn和cd都足夠長），求這過程中電流方向向下的通過電阻r1、r2的電荷量的大小。
答案：（1）通過r1的電流，通過r2的電流大小。
（2）在穿過閉合電路的磁通量發生變化的過程中，感應電動勢的平均值，感應電流的平均值。通過電路某截量的總電荷量。
在a端轉至與mn相交之前，通過電阻r1、r2的電流方向都向下，通過它們的電荷量分別是
，在a端從與mn相交轉至與ef相交的過程中，電阻r1、r2串聯，通過r1的電流向下、 通過r2的電流向上，電荷量為
∴通過r1的電荷量
通過r2的電荷量
3、如圖所示，由粗細均勻的電阻絲繞成的矩形導線框abcd固定於水平面上，導線框邊長=l, =2l，整個線框處於豎直方向的勻強磁場中，磁場的磁感應強度為b，導線框上各段導線的電阻與其長度成正比，已知該種電阻絲單位長度上的電阻為，的單位是ω/m．今在導線框上放置乙個與ab邊平行且與導線框接觸良好的金屬棒mn,mn的電阻為r，其材料與導線框的材料不同．金屬棒mn在外力作用下沿x軸正方向做速度為v的勻速運動，在金屬棒從導線框最左端（該處x=0)運動到導線框最右端的過程中：
(1)請寫出金屬棒中的感應電流i隨x變化的函式關係式；
(2)試證明當金屬棒運動到bc段中點時，mn兩點間電壓最大，並請寫出最大電壓um的表示式；
(3)試求出在此過程中，金屬棒提供的最大電功率pm；
(4)試討論在此過程中，導線框上消耗的電功率可能的變化情況．
答案：(1) e= blv,
(2)m、n兩點間電壓，當外電路電阻最大時，u有最大值。.
因為外電路電阻，當，即x=l時，r有最大值，所以x=l時，即金屬棒在bc中點時m、n兩點間電壓有最大值，即。
(3)(4）外電路電阻，。
當r<，即r《時，導線框上消耗的電功率先變小，後變大；當< r<，即，即r>時，導線框上消耗的電功率先變大，後變小．
4．如圖所示，mn、pq是相互交叉成60°角的光滑金屬導軌，o是它們的交點且接觸良好．兩導軌處在同一水平面內，並置於有理想邊界的勻強磁場中（圖中經過o點的虛線即為磁場的左邊界）．導體棒ab與導軌始終保持良好接觸，並在彈簧s的作用下沿導軌以速度v0向左勻速運動．已知在導體棒運動的過程中，彈簧始終處於彈性限度內．磁感應強度的大小為b，方向如圖．當導體棒運動到o點時，彈簧恰好處於原長，導軌和導體棒單位長度的電阻均為r，導體棒ab的質量為m．求：
（1）導體棒ab第一次經過o點前，通過它的電流大小；
（2）彈簧的勁度係數k；
（3）從導體棒第一次經過o點開始直到它靜止的過程中，導體棒ab中產生的熱量．
解：（1）設ab棒在導軌之間的長度為l，由歐姆定律得
（2）設o點到ab棒距離為x，則ab棒的有效長度l' =2xtan30°=
∵ab棒做勻速運動
（3）裸導線最終只能靜止於o點，故其動能全部轉化為焦耳熱，即
（2分則
【說明】本題是電磁感應與電路結合的題目．05、06江蘇高考都出現類似的模型， 對電路分析及運動過程分析有一定的要求，中等難度，**於高考，體現高考試題的延續性和相似度．
5．某種超導磁懸浮列車是利用超導體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進動力．其推進原理可以簡化為如圖所示的模型：在水平面上相距b的兩根平行直導軌間，有豎直方向等距離分布的勻強磁場b1和b2，且b1=b2=b，每個磁場的長都是a，相間排列，所有這些磁場都以速度v向右勻速運動．這時跨在兩導軌間的長為a寬為b的金屬框mnqp（懸浮在導軌正上方）在磁場力作用下也將會向右運動．設金屬框的總電阻為r，運動中所受到的阻力恒為f，求：
（1）列車在運動過程中金屬框產生的最大電流；
（2）列車能達到的最大速度；
（3）簡述要使列車停下可採取哪些可行措施？
解：（1）開始時金屬框產生的電流最大，設為
（2）分析列車受力可得： 當列車速度增大時，安培力變小，加速度變小，當a=0時，列車速度達到最大，有： 而
解得（3）切斷電源、改變磁場的方向、增大阻力
【說明】07上海高考出了類似的題目，涉及物體的相對運動，難度較大．本題難度低於07上海高考題．本題以前常以選擇題的形式出現，改編成計算、論述題後，對學生綜合運用電磁感應和力學知識處理問題有較高的要求．「線框」類問題在高考中也是常見的模型，本題有一定的參考價值．
6．如圖所示，u形導線框mnqp水平放置在磁感應強度b＝0.2t的勻強磁場中，磁感線方向與導線框所在平面垂直，導線mn和pq足夠長，間距為0.5m，橫跨在導線框上的導體棒ab的電阻r＝1.
0ω，接在nq間的電阻r＝電壓表為理想電表，其餘電阻不計．若導體棒在水平外力作用下以速度ν＝2.0m／s向左做勻速直線運動，不計導體棒與導線框間的摩擦．
(1)通過電阻r的電流方向如何?
(2)電壓表的示數為多少?
(3)若某一時刻撤去水平外力，則從該時刻起，在導體棒運動1.0m的過程中，通過導體棒的電荷量為多少?
解：（1）由右手定則可判斷，導體棒中的電流方向為ab,則通過電阻r的電流方向為qn
（2）由 i=
得：（3）撤去水平外力後，導體棒將在安培力作用下做減速運動，設在導體棒運動x=1.0m的的過程中，導體棒中的感應電動勢平均值
有又q=
理由：這是一道電磁感應常見綜合基本題，可以考察學生知識掌握和運用的能力。
7．如圖所示，abcd為質量m=2kg的導軌，放在光滑絕緣的水平面上，另有一根質量m=0.6kg的金屬棒pq平行bc放在水平導軌上，pq棒左邊靠著絕緣固定的豎直立柱e、f，導軌處於勻強磁場中，磁場以oo′為界，左側的磁場方向豎直向上，右側的磁場方向水平向右，磁感應強度均為b=0.8t.
導軌的bc段長，其電阻，金屬棒的電阻r=0.2，其餘電阻均可不計，金屬棒與導軌間的動摩擦因數若在導軌上作用乙個方向向左、大小為f=2n的水平拉力，設導軌足夠長，取10m/s2，試求：
（1）導軌運動的最大加速度；
（2）流過導軌的最大電流；
（3）拉力f的最大功率.
解析：（1）導軌向左運動時，導軌受到向左的拉力f，向右的安培力f1和向右的摩擦力f。
根據牛頓第二定律：
f1=bilf=μ(mg—bil)
當i=0時，即剛拉動時，a最大.
（2）隨著導軌速度增大，感應電流增大，加速度減小.
當a=0時，i最大即
（3）當a=0時，i最大，導軌速度最大.
理由：這是一道電磁感應與力和運動的綜合題，重點考查學生對感應電流所受安培力的理解與計算，解這類問題時，應先分析迴路中的電磁感應現象，再分析感應電流所受的安培力，結合對整個物體的受力分析，進行進一步的分析和計算。從解題思路來講，這類問題多屬於基本題型，只要我們仔細分析、認真計算，問題就迎刃而解了。
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物理選修3 1選修3 2教學工作總結
除了抓好課堂之外，在課下多與學生交流，多為學生解難答疑，多關心學生學習之外的生活，建立和諧 融洽的師生關係也是貫徹落實好教育教學任務的重要一環。經過師生的共同努力，學生的物理成績有較大提高，為學生的進一步學習奠定了良好的基礎。回顧一學期的工作,雖取得一定成績,但還有一些有待改進提高的地方,我將繼續發...