高三物理电场恒定电流复习建议.docx
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高三物理电场恒定电流复习建议
08届高三物理“电场、恒定电流”复习建议
李亚飞(高新中学)熊文俊(成都十二中)
一、考点分析
二、学情分析
三、复习目标
四、复习策略建议
五、问题讨论
一、考点分析
(一)考纲中相关知识内容表
(二)对“知识内容表”中Ⅰ、Ⅱ的理解
用Ⅰ标出的知识与用Ⅱ标出的知识在要求考生理解的深度和掌握的程度上是不同的。
1.《考纲》中的说明
《考纲》中Ⅰ、Ⅱ的含义如下:
Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用它们。
Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
2.进一步理解
(1)用Ⅰ标出的知识一般只要求知其然,不追求知其所以然;用Ⅱ标出的知识不仅要知其然,还必须知其所以然。
(2)用Ⅰ标出的知识有的只要求学生定性的、初步的理解其含义,定性的知道它与有关知识的联系;用Ⅱ标出的知识有的则不仅要理解其确切含义,还要能进行叙述和解释,不仅要定性知道它与其他知识的关系,还要定量地掌握它与其他有关知识的联系,能通过分析、推理等活动,独立地找出这种联系。
(3)不论用Ⅰ还是用Ⅱ标出的知识,都能在理解的基础上运用它们。
但对用I标出的知识,只要求在有关问题中识别和直接使用它们,而对用Ⅱ标出的知识,则应能在对该知识较全面和较深入理解的基础上,在对具体物理问题的分析、综合、推理和判断过程中运用它们。
(4)有一些知识内容,在日常生活中会经常接触到,或在当代的各种技术中涉及较多,但在中学物理中因受到学生基础的限制不可能深究,只能知其然,不可能知其所以然,如超导、半导体等,故对这些知识的要求也用标记Ⅰ表示,但学生必须知道有关它们的知识。
3.注意:
虽然用Ⅰ标记的知识一般限于定性介绍,对这部分知识的考查要求比较低。
但认为只能通过简单题或容易题来考查这些知识,而不会在计算题中考查这些知识的看法是不合理的,也是过于绝对的。
因为任何题型,不管是容易题还是难题,都有可能涉及用Ⅰ标记的知识。
不管是在什么样的题中涉及利用Ⅰ标记的知识,对该知识的考查要求一定限于Ⅰ所标记的要求。
请看下面的例子。
例1、已经证实,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为
,下夸克带电为
,e为电子所带电量的大小。
如果质子是由三个夸克组成的,且各夸克之间的距离都是L=1.5×10-15m.试计算质子内相邻两夸克之间的静电力(库仑力)。
答案:
上夸克与上夸克之间的静电力,应为46N、斥力;上夸克与下夸克之间的静电力就为23N、引力。
例2、在右图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,D为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与D相距不变,下列说法中正确的是()
A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大
B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小
C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变
D.无论怎样移动触头P,L消耗的功率都不变
答案:
A
(三)命题热点、重要考点分析
1.电场部分
(1)常考点分析:
电场是电学的基础,也是高考的重点。
电荷守恒定律、库仑定律、电场线的性质、带电体在静电场中的平衡、带电粒子在匀强电场中的加速、偏转等是考查热点,尤其是在电场线和等势面中已知带电粒子的运动情况从而去判断场强的大小、电势的高低、电场力做功的正负、电势能的高低等问题中经常出现。
这部分内容一般采用选择题或计算题进行考查。
从近几年的高考试题分析可知,试题主要集中在两个大的方面:
①电场的描述,涉及电场强度、电场线、电势差、电势、等势面、平行板电容器的电容,以及平行板电容器所形成的匀强电场。
此方面重点考查了基本概念的建立、物理规律的确切含义、物理规律的适用条件、相关知识的区别与联系的理解,且能够鉴别有关概念与规律的似是而非的说法。
②电场力、电场力做功、电势能的变化,带电粒子在电场中的加速和偏转。
此方面的考查通常将电场的概念、规律与牛顿运动定律、功能关系、动量定理等有机地结合起来,重点考查分析综合能力。
(2)特别提醒:
与力学综合是这部分常见的大题。
(3)部分实例
下面我们来看今年(07年)高考物理题中电场与力学综合的部分大题。
例3、(07,江苏)
参考答案:
(1)l=d;
(2)不能;(3)略
例4、(07,广东)
参考答案:
(1)
;
(2)
例5、(07,上海)
参考答案:
例6、(07,天津)
参考答案:
例7、(07,重庆)
参考答案:
例8、(07,山东)
参考答案:
例9、(07,四川)
参考答案:
(1)3.2m/s2;
(2)0.9m;(3)8.4×10-2J
(4)简要小结
①仅从今年各套考题中的计算题来看,也会发现:
带电粒子在电场中运动确实是力、电综合命题的一个热点。
②这类问题可以完全按力学方法,从产生加速度和做功两个主要方面来展开思路,只是在粒子所受的各种机械力之外加上电场力而已.
③注意电子束类的连续电荷流问题,要密切关注如电容式传感器、示波器原理、直线加速器等跟生产技术、生活实际和科学研究关联的问题,这些都可以成为新情景综合问题的命题素材。
2.恒定电流部分
(1)常考点分析:
恒定电流部分是电路以及电路规律的基础知识,知识点多,其中的核心是5个基本概念(电动势、电流、电压、电阻与功率)和各种电路的欧姆定律以及电路的串并联关系。
该部分也是常考内容之一。
部分电路欧姆定律,串并联电路,闭合电路欧姆定律,电流表、电压表、多用电表的使用,伏安法测电阻都是高考热点。
(2)特别提醒:
本章考查最多的是实验,但基本规律是实验的原理,掌握实验原理才能以不变应万变。
(3)部分实例
下面我们仍看今年(07年)高考物理题中涉及电路分析的部分题目。
例10、(07,重庆)
15.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗。
如右图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为58A。
若电源电动势为12.5V,内阻为0.05Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了()
A.35.8WB.43.2WC.48.2WD.76.8W
答案:
B
例11、(07,宁夏)
答案:
B
例12、(07,宁夏)
答案:
D
例13、(07,四川)
答案:
(1)
;
(2)
例14、(07,天津)
答案:
(1)
;
(2)
(4)简要小结
①本部分内容在高考中主要考查电路的计算。
包括电阻的计算及串、并联电阻的计算,电功、电热的计算(纯电阻电路电功、电热的计算及非纯电阻电路电功、电热的计算),闭合电路欧姆定律的计算,电压、电流、电阻的测量,包括电压的测量用电压表,电流的测量用电流表,电阻的测量用欧姆表和伏安法。
②按考试要求,高考在这一专题考查的知识点除个别情况(如简单实验问题),一般达到Ⅱ级难度。
在近年的高考中每年都有相关的试题,主要是考查直流电路的动态分析、电路故障的分析与判断、电功、电功率分配问题分析、与电场综合的含电容电路的分析和计算、与电磁感应综合的电路中能量转化问题等等,这些问题也是今后的命题趋向。
二、学情分析
1.一方面感觉这部分知识内容多,其中所含概念、规律多;另一方面又没有主动将知识形成结构的意识和行为。
2.一方面觉得电场部分的概念太抽象,且易混淆的概念、规律也多;另一方面又没有主动进行对比整理。
3.一方面感到在解决和处理涉及这部分知识的问题时思路和方法多(如动力学的观点、能量的观点、动量的观点以及它们的综合运用等),另一方面又没能静下心来对可能用到的方法加以主动地归类整理。
4.一方面遇到涉及本部分知识的问题时感到无从下手,另一方面又没有仔细分析出现这种现象的原因。
其实,造成这种状况的主要原因除了相关基本知识、方法掌握不到位外,还有一个重要原因是审题不够仔细(其中最为主要的原因又是隐含条件的挖掘不够),综合分析能力不足。
5.一方面对恒定电流部分的实验,特别是设计性实验感到不同程度的畏惧;另一方面对实验又不重视。
6.对Ⅰ级要求的知识点过分忽视。
如前所述,高考中并非对Ⅰ级要求的知识点几乎不考,以下便是两个实例。
例15、(07,广东)
答案:
D
例16、(07,全国Ⅰ)
答案:
①竖直位移或↑↓,衰减或衰减调节,Y增益;②扫描范围,1K,扫描微调
三、复习目标
根据前面对《考试大纲》中“知识内容表”的解读,结合学生实际,一轮复习中应努力达成以下复习目标:
(一)电场部分
(1)了解静电现象及其在生活和生产中的应用。
能用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。
(2)知道点电荷,体会科学研究中的理想模型方法。
知道两个点电荷间相互作用的规律。
(3)了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一。
理解电场强度,会用电场线描述电场。
(4)知道电势能、电势,理解电势差。
了解电势差与电场强度的关系。
(5)观察常见电容器的构造,了解电容器的电容。
能分析电容器在技术中的简单应用。
(二)恒定电流部分
正确理解部分电路和全电路欧姆定律,能够运用两个定律处理简单的混联电路的问题,能够解决有关实际中的电路问题,能用这两个欧姆定律进行电路分析。
2.特别关注
(三)特别关注
正确地理解电场强度、电势、电势差、电容等基本概念,特别是容易混淆的概念(如电场力和电场强度、电势差和电势、电场力做功和电势能、电场线和等势面等),能够按照动力学观点、能量的观点处理带电粒子(物体)在电场中运动的有关问题。
(1)基本要领的理解。
科学知识是科学素质的重要组成部分,即使是能力立意十分突出的试题,也绝不会脱离基本的知识、概念。
(2)重视物理学的科学研究方法。
本章的物理学科方法主要有理想化模型、比值法定义以及类比。
(3)重视能与实际相结合的出题点。
如电场中的导体的特点,带电粒子在电场中的加速和偏转,以及电容器的一些知识在实际生产、生活中都有广泛的应用。
(4)重视电场与其他物理知识的联系。
本章易出综合性强、难度大的题目,就在于它能与力学、磁场、电磁感应等知识联系起来。
四、复习策略建议
(一)课时安排建议
1.电场部分
第一单元:
电场力的性质2课时
第二单元:
电场能的性质3课时
第三单元:
电容带电粒子运动静电屏蔽4课时
第四单元:
实验1课时
考试讲评:
3课时
机动:
2课时
共:
15课时
2.恒定电流部分
第一单元:
部分电路电功和电功率2课时
第二单元:
闭合电路的欧姆定律2课时
第三单元:
电压表和电流表电阻的测量2课时
第四单元:
实验4课时
考试讲评:
3课时
机动:
2课时
共:
16课时
(二)复习建议
根据前面对《考试大纲》中“知识内容表”的解读、学生实际分析以及制定出的一轮复习目标,我们认为在一轮复习中可采取以下策略进行。
1.努力引导学生在教师抛砖引玉的基础上形成自己有个性的知识网络,以此来尽可能地减少学生对这部分内容散而多的感觉,避免学生孤立地看问题,达到对知识一定程度的整体把握。
2.引导学生在精练老师精选的概念、规律辨析题,听了老师的精评后,适时反思、整理,努力实现对每个考点涉及的基本概念、规律都能按考纲要求的程度加以理解。
3.在前2点达成较好的基础上,还应引导学生关注以下几方面问题。
(1)审题时要注意挖掘隐含条件,以减少学生遇到这部分题时无从下手的几率。
高考命题中条件的隐含形式主要有以下几种方式:
①隐含于题给的物理现象和规律中。
例17、右图所示,一个不带电的金属板表面光滑,与水平面成θ角放置,a为固定在前上方的带电荷量为Q的金属球,将一带电荷量为q(q<Q,设q对原电场无影响﹚、质量为m的小球b,由板的最高点静止释放,在b沿板下滑的过程中(b球与板绝缘)()
A.一直做匀加速直线运动,且加速度a=gsinθ
B.电势能先增大后减小C.电场力对b球做功为零
D.b受电场力的冲量为零
答案:
AC
②隐含于物理模型的理想化条件中。
例18、右图所示,电阻R为定值电阻,两端的导线电阻可忽略不计,MN、PQ是由同种金属材料制成的粗细均匀的导体棒,它们水平放置,MN与PQ平行并放于竖直向上的匀强磁场中,粗金属棒AB与MN、PQ垂直,可在框架上无摩擦地滑动,现用外力匀速拉动AB,使它沿MN、PQ平行的方向向右运动,则力F做功的功率将()
A.保持不变B.越来越小C.越来越大D.无法确定
答案:
B
③隐含于临界状态中
例19、
答案:
④隐含于题设附图中
例20、
答案:
a向左时,
;a向右时,
⑤隐含于推演运算的过程中
例21、如右图所示电路中,Rl=390Ω,R2=230Ω,电源内电阻r=50Ω,当K合在1时,电压表的读数为80V;当K合在2时,电压表的读数为U1=72V,电流表的读数为I1=0.18A,求:
(1)电源的电动势;
(2)当K合在3时,两电表的读数。
答案:
(1)90V;
(2)0.28A
⑥隐含于物理与生活常识或数据间的比较中
例22、
答案:
91V
(2)训练中适时进行一些一题多解的分析,既可拓宽物理思路,又能在知识相互穿插渗透中加深理解,有助于发现知识间的内在联系,形成知识网络,进而减少学生对综合题的畏惧。
例23、
思路一:
动力学知识求解。
思路二:
用动量知识求解。
思路三:
用动量结合矢量运动求解。
(3)对掌握得好一些的学生,应引导他们训练时除了关注知识、方法、技能外,还要关注所练题目所考查的能力,必竟高考主要是以能力立意来命题的。
①理解能力
《考试大纲》关于物理学科要考查的“理解能力”的是这样叙述的:
理解物理概念、物理规律的确切含义.理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用;能够清楚地认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。
a)对公式的理解:
例24、式①
和式②
分别为电场强度的定义式和点电荷场强的公式。
下列说法错误的是()
A.式①中的场强E是式中的电荷q所产生电场的场强,式②中的E是式中的电荷q产生的电场的场强
B.式①中F是放入某电场中的电荷所受的力,q是产生这电场的电荷
C.式②中E是某电场的场强,q是产生此电场的电荷
D.式①、②都只对点电荷产生的场才成立
答案:
ABD
b)对概念、规律的理解
例25、
c)对生产、生活实际中物理物理问题的理解
例26、
答案:
2.5
d)对图像的理解
例27、
答案:
(1)4.0×109m/s2;
(2)4.0×10-23kg•m/s;(3)f>7.0×104Hz
②推理能力
《考试大纲》关于物理学科要考查的“推理能力”的要求是这样叙述的:
能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或做出正确的判断.并能把推理过程正确地表达出来。
例28、在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率ρ随温度的变化关系如右图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、控温双重功能。
对此,以下判断正确的是()
①通电后,其电功率先增大,后减小
②通电后,其电功率先减小,后增大
③当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1不变
④当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A.①③B.②③C.②④D.①④
答案:
D
③分析综合能力
《考试大纲》关于物理学科要考查的“分析综合能力”的要求是这样叙述的:
能够独立地对所遇到的问题进行具体分析,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境,找出其中起重要作用的因索及有关条件;能够把一个较复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够理论联系实际,运用物理知识综合解决所遇到的问题。
a)对状态、过程、情境的分析
例29、
参考答案:
0;2mg(1-cosθ)
b)利用转化思想,将复杂问题转化为若干简单问题
例30、如图所示,三根长度皆为L=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m=1.00x10-2kg的带电小球A和B,它们的电量分别为-q和+q,q=1.00×10-7C。
A、B之间用第三根线连接起来。
空间中存在大小为E=1.00×106N/C的匀强电场,场强方向沿水平向右,平衡时A、B球的位置如图所示。
现将O、B之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置。
求最后两球的机械能与电势能的总和与烧断前相比改变了多少。
(不计两带电小球间相互作用的静电力)
参考答案:
6.8x10-2J
c)重视理论联系实际
例31、
答案:
(1)S闭合时,处于加热状态;S断开时,处于保温状态。
(2)R1=121Ω,R2=1089Ω
d)对未知情境的理解
例32、串列加速器是用来产生高能离子的装置,如右图所示,图中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部b处有很高的正电势U,a、c两端均有电极接地(电势为零)。
现将速度很低的负一价碳离子从a端输入,当离子到达b处时,可被设在b处的特殊装置将其电子剥离,成为n价正离子,而不改变其速度大小。
这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中,在磁场中做半径为R的圆周运动。
已知碳离子的质量m=2.0×10-26kg,U=7.5×105V,B=O.50T,n=2,基元电荷e=1.6xlO-I9C,求R。
答案:
R=0.75m
④应用数学处理物理问题的能力
《考试大纲》关于物理学科要考查的“应用数学处理物理问题的能力”是这样叙述的:
能够根据具体问题列出物理量之问的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。
物理学是一门精确科学,与数学有着密切的关系。
从物理学的发展史看,物理学的发展是离不开数学的,有了一种适合表述物理的数字工具,不仅能有力地促进物理学的发展,还能使物理规律以更加清晰、简洁的方式表示出来。
不论是在学习物理的过程中,还是应用物理知识解决问题的过程中,或多或少总要进行数学推导和数学运算。
处理问题越高深,应用的数学一般也会越多。
凡是中学阶段学到的数学,如几何、三角、代数解析几何,都可能成为解高考物理试题中的数学工具。
a)能列出各物理量间的关系
能根据具体的物理问题列出物理量之间的关系,能把有关的物理条件用数学方程表示出来。
b)进行数学推导、求解、数学处理(如求极值)、数值运算
在解决物理问题时,往往需要经过数学推导和求解,或用合适的数学处理,或进行数值计算;求得结果后,有时还要用图像或函数关系把它表示出来;必要时还应对数学运算的结果作出物理上的结论或解释。
(如碰撞后的速度讨论)
例33、如图所示的电路中,已知电源的电动势E=6.3V,内阻r=O.5Ω,固定电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3是阻值等于5Ω的滑动变阻器。
按下开关K,调节滑动变阻器的触点,求通过电源的电流范围。
参考答案:
2.1-3.0A
c)运用图像解决物理问题
⑤实验能力
《考试大纲》关于物理学科要考查的“实验能力”的要求是这样叙述的:
能独立完成“知识内容表”中所列的实验,能明确实验目的,能理解实验原理和方法,能控制实验条件,会使用仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。
4.重视实验复习
(因后续有专题分析,本专题中略)
5.个人感悟:
(1)复习中训练题一定要在求精的基础上才能求多;
(2)要给学生留下适当的空间和时间进行自主复习、反思、总结。
五、问题思考
1.如何更有效地突破学生对静电场感到抽象、难于理解这一复习难点?
2.如何更有效地降低学生对电流设计实验的畏惧?
谢谢!
2007年10月
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