|
号主按：新年伊始，物理优质公众号联盟策划推出“感恩你，向粉丝送豪礼”活动方案。本号作为联盟成员之一，非常赞赏这一活动，并以本号个性方式响应这一活动，即于近期推送号主已发表论文（知网可查）。 今天推送的文章是根据期刊约稿而专门撰写的政策文件解读类文章。“2017年考试大纲”具有过渡性意义的考试大纲，就考试内容进行了重大调整。此次大纲看似仅对2017年命题起到规约作用，事实上为新课标制定、新教材编写、新高考命题也指明了方向。 众所周知，力学中“动量”内容，与电磁学中“电磁感应”内容均是重要内容，前者置入选考模块，一直受到质疑；2017年回到必考模块，两者结合似乎是一种必然。这几年理综考卷，特别是新高考卷，已经充分地体现了这一点。 本文的直接阅读对象是高三即将毕业的学生，对教师二轮复习备课也具有参考价值。 ———————……………—————  2017年新教学大纲的公布无疑对今后的教学和备考指明了方向。选修3—5模块由“选考”改为“必考”，从高考卷的命制特点来看，不是选修3—5模块的所有知识“必考”，而是该模块的有些知识将与其他必考内容综合考查。也就是说，高考题型要面临大调整。例如，电磁感应与动量的综合题，以旧大纲为指向的教辅书籍不予选用，而以新大纲为指向的教学和备考，不仅不能回避，而且要“特别”重视。另外，新大纲要求动量考查限定在一维内，电磁感应中导体棒运动类试题，多半也是把导体棒限定在一维轨道上，这一特征决定了电磁感应与动量综合题应当高度重视。 本文就电磁感应与动量结合的综合性试题进行梳理、归类，以期望对教学和备考有所裨益。 一、动量定理与电磁感应结合试题   以上关系可用图1表示。就图1的使用，计算题作答时，需要循序渐进地选用公式，注意答题规范；解答选择题时，需要快速选出最佳公式进行定性分析或定量计算。由于版面限制，下文除例4外，其他所有举例分析不完全按答题规范给出解析，有些解析甚至把图1有关式子作为已知公式直接选用。   【考前预测】电容器是重要的电学元件，旧大纲常常置入恒定电路之中，综合考查电容器、闭合电路乃至动力学知识。新大纲进入第二年，电容器与电磁感应综合，能够综合考查电容器、电路、电磁感应和动量定理等知识，试题难度可控，知识覆盖面广，是命制综合性试题的最佳素材之一。因此，备考中不能不重视此类题型。 2.用动量定理找速度关系 题型A：双棒模型 情景1：双棒长度不等——用动量定理确定双棒速度  情景2：磁场方向与导轨平面不垂直——用动量定理确立双棒速度关系 【例3】如图4所示，ab和cd是固定在同一水平面内的足够长平行金属导轨，ae和cf是平行的足够长倾斜导轨，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中。在水平导轨上有与导轨垂直的导体棒1，在倾斜导轨上有与导轨垂直且水平放置的导体棒2，两棒与导轨间接触良好，构成一个闭合回路。已知磁场的磁感应强度为B，导轨间距为L，倾斜导轨与水平面夹角为θ，导体棒1和2质量均为m，电阻均为R。不计导轨电阻和一切摩擦。现用一水平恒力F作用在棒1上，从静止开始拉动棒1，同时由静止开始释放棒2，经过一段时间，两棒最终匀速运动。忽略感应电流之间的作用，试求：  情景3：对双棒整体用动量定理——双棒等长受恒力题型   【考前预测】双棒模型是电磁感应中的重要题型。自从动量知识划分为选考知识，高考全国卷就没有考过此题型，以免对未把选修3—5作为选考内容的考生造成不公平。新大纲把选修3—5作为必考内容，就可以避免不公平命题了。新大纲实施第二年，应当高度重视双棒模型的强化训练和重点复习。 题型B：线圈进出磁场模型——用动量定理确定进出速度关系   【考前预测】线圈穿过双边界磁场问题是电磁感应中的重要题型之一。旧大纲时期命制此类题型，只能从动能定理或能量守恒的视角考查，试题命制的自由度受到严重限制，命制出来的试题模式僵化，很容易陷入“出死题，做死题”的局面。动量知识作为必考内容后，这一僵化局面就可以打破。因此，考生应当重视此题型中与动量定理知识的综合考查试题的有意识地强化训练。 3.用动量定理与面积架桥梁——求位移题型 【考前预测】存在这种说法“首末运动状态明确，涉及位移运用动能定理，涉及时间运用动量定理”。然而，本题型求位移偏偏使用动量定理，怎能不高度重视！ 二、动量守恒定律与电磁感应结合试题 动量定理能够很好地解决变力、时间与速度关系。对于等长双棒切割磁场线运动情景中，两棒安培力总是大小相等，方向相反，若除安培力外，双棒均不受其他力作用，那么双棒组成的系统动量守恒，可以使用动量守恒定律列式求解。 【考前预测】在“双棒”模型中，以“双棒”为研究系统，外磁场施加的安培力属于外力，因此，只有双棒所受安培力大小相等、方向相反，且不受其他力或其他力合力为零时，双棒系统动量才守恒。对例2、例7进行比较分析，体会会更深。注意，这里所隐含的“易错点”很可能在选择题中考查。 三、小结 为了聚焦“电磁感应与动量”结合这一主题，以上例题多有删节处理。然而，必须强调的是，以电磁感应为背景，特别是导棒切割磁感线运动为背景，最容易综合牛顿运动定律、动能定理、动量定理、能量守恒定律、动量守恒定律等学科核心知识，也能很好地考查受力分析、运动过程分析等学科技能。选修3—5列为必考内容后，以电磁感应为背景的综合性计算题，显得尤为重要，更容易考查学生的综合分析能力和理解推理能力。因此，在平时教学时，以“电磁感应与动量综合题”为主题的习题教学中，依然要重视受力分析、运动过程分析等教学环节，目的在于培养物理学科能力和核心素养。 |
|
|
