高考“电磁学”试题特点及复习策略

高考“电磁学”试题特点及复习策略泉州第七中学钟明晖全国高考“理科综合能力测试”试卷近三年共有7套其中电磁学知识的考查总分279分，占物理试卷总分的35.4﹪，仅次于力学部分，这充分说明电磁学是高中物理的基础和重点，也是高考的重点和热点，下面我就重点分析全国Ⅰ卷近两年电磁学的试题特点及复习对策。一、2006年和2007年全国Ⅰ卷试题比较及考查比重和内容分布：Ｉ卷（48分）20062007题号题型考查内容难度题号题型考查内容难度14原子核核应方程*14天体万有引力定律*15物理光学光量子、光在介质中速度*15波由振动确定波动*16天体宇宙速度**16热学热力学第一定律、气体状态的变化**17复合场速度选择器*17几何光学折射定律*18热学热力学第一定律、气体状态量的微观含义*18力与运动牛顿定律、运动学规律**19机械振动受迫振动、振动图象*19物理光学能级及跃迁问题**20力学动量定理、功**20电场电场线与等势面**21电磁感应电磁感应定律**21电磁感应楞次定律、电磁感应定律、图像问题****→中挡题*→容易题**→中挡题*→容易题ＩＩ卷（72分）20062007题号题型考查内容难度题号题型考查内容难度22①研究双缝干涉现象操作规程*22①示波器单摆周期的计算*②测量某一电压表○V的内阻电表内外接法，仪器选择**②验证弹性碰撞的恢复系数动量守恒定律**23运动与几何光学运动规律*23运动学运动学规律，时间空间的关系**24力与运动传送带问题**24动量与能量动量守恒与能量守恒***25力、电、运动综合问题动力学、运动学的观点***25力电综合问题有界磁场的偏转**电磁学分数:43分电磁学分数:40分1、考题中电学所占分值和比重2006年和2007年全国Ⅰ卷电磁学知识的考查分值分别为43分和40分别占总分120分的36﹪33.3﹪、比重稳定在35﹪左右，与教育部颁发的考试大纲的比例一致2、试题中电磁学的知识点及内容点电荷场的叠加、匀强电场中的电场线和等势面、带电粒子在电场及复合场中运动、导体和线圈在匀强磁场中切割磁感线，测电表的内阻，示波器使用。二、2007年高考理科综合下物理学科的命题特点1、电磁学知识考查分布特点1）是高考中电磁学所占的比例高。重视对物理主干知识的考查，突出电磁学的重要性。电磁学考查的重点是电场力、洛伦兹力、电磁感应、楞次定律及仪表使用、电路设计、电路连接有关的电学实验。命题考查的特点是立意比较新颖，具有一定的开放性。重点章节知识多以论述、计算题形式出现，并且难度较大，所占分值较高。近几年理综卷中一般有四道是电磁学的题目，其中选择题2道，实验题1题、计算题1题、计算题多为力电综合题，如：带电粒子在电磁场中的运动问题和电磁感应问题和力学结合问题。2）是重视物理实验基本原理和基本操作的考查。物理实验考查内容并多为电路方面的问题。但07年反常规考查示波器的仪器的使用，我觉得电学实验中的电路方面复习仍是的重点。2）是陈题出新意，注意能力立意。在近几年高考中，物理情景相似的题目较多，考生不觉得陌生，但试题陈中出新，通过不同的设问方式来考查学生的各种能力。在2005年的高考理综卷中物理背景源于学生常见的题目有20、22、25，2007年中的选择题有20、21题，这些题中有的是基本题，有的是计算题且计算题侧重考查学生的分析综合能力，没有复杂的计算，所以我们平时的复习选题不要在追新、追偏、追难，而要通过选经典题把物理概念、规律、方法讲透。2．试题特点分析1）情景新颖、构思巧妙2）不回避经典2）考查实验能力、突出实践创4）突出数理能力，重视数形结合5）联系实际，巧设情景如在不回避经典方面：在最近几年高考题中，都出现了曾经考过，或者是常见的优秀陈题，但在这些题的基础上又做了改编，使常规中见新意。2007年的理综物理试题更是如此。【例1】a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点.电场线与矩形所在平面平行。已知a点的电势为20V，b点的电势为24V，d点的电势为4V，如图，abcd20V24V4V由此可知c点的电势为（）A．4VB．8VC．12VD．24V【解析】连接bd，并取五等分点e、f、g、h，则由右图可知Ue＝20V＝Ua，Uf＝16V，Ug＝12V，Uh＝8V＝Uc。故选B此题与1999年全国I卷第15题非常相似。又如2007年全国卷I第21题与2005年全国卷I第19题有异曲同工之妙。【例2】如图所示，LOO’L’为一折线，它所形成的两个角∠LOO’和∠OO’L’均为45°。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO’的方向以速度v作匀速直线运动，在t＝0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流－时间（I－t）关系的是（时间以l/v为单位）（）【解析】切割磁感线的是正方形线框的上下两边，由右手定则可知图D正确。【2005年全国卷I第19题】图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是(B)×××××××l×××××××××××llvLOO/L/45°tI0123AtI0123BtI0123CtI0123D这些题属常规题，学生都非常熟悉，但对引导学生重视基础知识的掌握和基本技能的训练都是很有价值的，所以没必要因为是陈题而刻意回避。再如突出数理能力，重视数形结合：2007年全国卷I中有10道试题涉及图像、图形、图表，全国卷Ⅱ中有8道试题涉及图像与图形，四川卷中有9道试题涉及图像与图形。要求考生认真领会理解图像的物理意义，分析图像所表达的物理过程，提取图像的有效信息，再用合理方法处理信息解决问题．试题从数理结合角度进行陈题新编、创新情景，对考生应用数学解决物理问题的能力要求较高，是今年物理电学考查中的一大亮点。【例3】两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴，交点O为原点，如图所示，在y＞0，0＜x＜a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在y＞0，x＞a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点有一处小孔，一束质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后扎在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0＜x＜a的区域中运动的时间与在x＞a的区域中运动的时间之比为2∶5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。××××××××××Oaxy【分析】带电粒子在磁场中做圆周运动的问题，是常规题。但因有两个磁场区域，因此除了过程复杂外，还要求考生能描绘出粒子运动轨迹的图像。而能否画出这个粒子运动轨迹的图像，正是解决本题的关键所在。这也正体现了新课程强调的注重过程与方法的课改要求，也是今年物理试题的一个特征。【解析】粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中运动的半径为：qBmvr速度小的粒子将在x＜a的区域走完半圆，射到竖直屏上。半圆的直径在y轴上，半径的范围从0到a，屏上发亮的范围从0到2a。轨道半径大于a的粒子开始进入右侧磁场，考虑r＝a的极限情况，这种粒子在右侧的圆轨迹与x轴在D点相切（虚线），OD＝2a，这是水平屏上发亮范围的左边界。速度最大的粒子的轨迹如图中实线所示，它由两段圆弧组成，圆心分别为C和C’，C在y轴上，由对称性可知C’在x＝2a直线上。设t1为粒子在0＜x＜a的区域中运动的时间，t2为在x＞a的区域中运动的时间，由题意可知1225tt12721Ttt解得：16Tt1252Tt由两式和对称性可得：∠OCM＝60°∠MC’N＝60°/MCP360°512＝150°所以∠NC’P＝150°－60°＝90°OaDC/PxNMCy即NP为14圆周，因此，圆心C’在x轴上。设速度为最大值粒子的轨道半径为R，由直角ΔCOC/可得2Rsin60°＝2a332aR由图可知OP＝2a＋R，因此水平荧光屏发亮范围的右边界的坐标ax)331(2在联系实际，巧设情景方面有：（北京卷）环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量3310kgm。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下（1）求驱动电机的输入功率P电；（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率260410WP，太阳到地球的距离111.510mr，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。（1）驱动电机的输入功率31.510WPIU电（2）在匀速行驶时0.9PPFvfv电机0.9/fPv电汽车所受阻力与车重之比/0.045fmg。（3）当阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积204Sr。若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P，则00PSPS设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，130%PP00130%PSPS由于15%PP电，所以电池板的最小面积220004101m0.70.150.7rPPSSPP电（广东卷）20．（18分）图17是某装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的右侧区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外，A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°。A1A2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S1、S2，相距L=0.2m。在薄板上P处开一小孔，P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10-3s开启一次并瞬间关闭。从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔。通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v0应为多少？（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。已知微粒的荷质比kgCmq/100.13。只考虑纸面上带电微粒的运动）。解：如图2所示，设带正电微粒在S1S2之间任意点Q以水平速度v0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f，在磁场中做圆周运动的半径为r，有：f=qv0B①rmvf20②由①②得：qBmvr0欲使微粒能进入小孔，半径r的取值范围为：LrL2③代入数据得：80m/sv0160m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件：nTvLvL005.0其中n=1，2，3，……④由①②③④可知，只有n=2满足条件，即有：v0=100m/s⑤（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t，设t1、t4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t2，碰撞后再返回磁场的时间为t3，运动轨迹如答图2所示，则有：002vrT⑥0143Tt⑦022vLt⑧035.02vLt⑨0441Tt⑩24321108.2ttttt（s）⑾三