高考难点的微专题突破（一）.ppt

高考难点的微专题突破系列（一）,广东仲元中学 蔡 钳,,1、电学实验中的定值电阻,2、带电粒子在磁场中运动的边界和动态问题,3、列举几个数学方法的应用,,,1、电学实验中的定值电阻,定值电阻在电学实验试题中出现，通常都会增加实验的 难度，在这里，我将通过对定值电阻在实验中的作用分 析，从另一个侧面探讨高考电学实验的设计思路。,文章发表在《物理教师》2017年5月（期）,题目.（安徽卷2009，21）Ⅱ．用右图所示的电路，测定一节干 电池的电动势和内阻.电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变 阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用.除电池、 开关和导线外，可供使用的实验器材还有：,,,3,0.6,1,0-10,电压表分流,从实验室取来一节新电池和必须的实验器材，按照图1的结构连接， 得到下列数据：（实验时间：2016年12月5日晚上7点左右）,,,,,1 定值电阻在电路中起“保护电路”的作用,假设达到电流表A2的最大电流，则电路的电阻必须满足,,,题目.（福建卷2012，15）某研究性学习小组欲测定一块电池的 电动势E. （这里只讨论与主题相关的第②问）,图4,1.保护电路 2.这个定值电阻相当于扩大了电源的内阻.,,2 定值电阻“隐藏”在电路中准备扩大电表的量程,定值电阻在电路中的另一个常见的作用就是用来扩大电表的量 程. 定值电阻与电流表串联，可以把电流表改装成一个电压表 使用；电流表与定值电阻并联，可以改装成一个大量程的电流表.,题目.（模拟试题）为了测一节干电池的电动势和内阻，现准备了下列器材： ①待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω） ②电流表G（满偏电流3.0mA内阻10Ω） ③安培表A（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω） ④滑动电阻器R1（0～20Ω，10A） ⑤滑动电阻器R2（0～100Ω，1A） ⑥定值电阻R3=990Ω ⑦开关和导线若干 （3）如图5所示为某同学根据正确的电路图做出的I1－I2图线（I1为电流表的示数， I2为安培表的示数），由该图线可得被测干电池的电动势E=____V，内阻r=___Ω.,该题没有给出电压表，但不难发现该题多给了一个电流表G，但这 个电流表的量程太小，显然不能单独使用.因此，可以断定应该要 用这个电流表改装成一个电压表. 那么如何改装呢？,,,,(10Ω+990Ω)×3mA=3V,在使用定值电阻扩大量程的试题中，2012年四川高考物理试题应 该是最突出的，内容如下（同样这里只摘取与讨论内容相关的第 （3）问）：,题目. (四川卷2012,18）某兴趣小组的同学探究小灯泡L的伏安特 性曲线，可供选择的器材如下： 小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”； 电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω； 电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω； 电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ； 标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻值3kΩ； 滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω； 学生电源E，电动势6V，内阻不计； 开关S及导线若干. 3学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材，在图6所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号.,,,,,,规律：电路中如果电表的量程不够，又给出定值电阻的 话，那么实验的意图应该是把电表利用定值电阻进行改 装.至于如何改装？选择多大的电阻？题目中给出电阻的 数值往往会给出暗示：,假如用电流表串联电阻改装成电压表的，往往电流表和 定值电阻的和是一个比较容易计算的整数值；,假如把电流表并联电阻改装成大量程电流表的问题，电 流表的内阻往往是定值电阻阻值的整数倍.,,3 定值电阻利用它“串联分压”的本领“充当电流表”,例如2004年广东高考物理试题的第12题，如图7所示，K2接到 a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；然后K1仍闭合，K2接到 b端，记下电压表的读数U3.通过计算便可以得到RX的内阻为,,,题目.（08全国卷1）一直流电压表，量程为1V，内阻为1000Ω. 现将一阻值在5000～7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程. 为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6～7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线. （1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图8连成一个完整的实验电路图. （2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为 _______V，电源电动势为 V.,同样的，在2008年全国高考物理试卷I实验题第22题中，定值电阻 的这个功能也是比较明显的，题目内容如下：,,,,当S1闭合，S2断开时,,由R2=2000Ω，解得： R1=6000Ω ，E=6.3V；,根据串联分压原理，可得电压表量程为7V.,,电动势为E，由闭合电路欧姆定律，当两开关都闭合时，R2被短路， 则有,思考：定值电阻在电路中还有哪些作用？,,1 定值电阻在电路中起“保护电路”的作用,2 定值电阻“隐藏”在电路中准备扩大电表的量程,3 定值电阻利用它“串联分压”的本领“充当电流表”,总 结,2、带电粒子在磁场中运动的边界和动态问题,,微专题（二）,,2、带电粒子在磁场中运动的边界和动态问题,文章发表在《物理教师》2017年10月（期），主要通过 “画两个圆”突破磁场的边界问题；,,张江峰老师的论文《浅谈磁场中圆心的确定》一文中，详尽地总结出确定圆心的十种方法，比较常用的这三种方法：（1）过入射点和出射点作两速度的垂线，垂线的交点即为圆心；（2）过入射点的速度垂线和弦（入射点与出射点连线）垂直平分线的交点；（3）过入射点的速度垂线与角（入射速度与出射速度夹角）平分线的交点。,所谓图式，是人脑中已有知识经验的网络。 图式是各种记忆 成分（命题、表象和态度）的组织，表征的是属于某一一般 概念的一大块有意义的信息（Anderson，1985）。加涅在 《教学设计原理》一书中提到“从新呈现的教学中进行学习 时，学习者是带着他们记忆中已有的各种图式来面对学习 任务的。”,,今天主要从“图式”的角度和大家探讨这个问题,例1.如图2所示，一匀强磁场有一水平边界，磁感应强度为B，一 电荷质量为m，带电量绝对值为q，不计重力，以一速度v0垂直 射入磁场，方向与水平成θ＝600角，入射点离边界距离为d。 若要使其不能从边界飞出，则电荷的速度应为多大？,图2,图3,1 单方向的线段边界问题,,,往左右方向“画半径逐渐增大的圆”，直到和边界相切,图5,图6,,小结：画一个半径逐渐增大的圆，直到和边界相切.,2 多方向的直线边界问题,如图7所示，一带正电的粒子从点S沿不同方向射出粒子，粒子 速度大小相同，且粒子在磁场中运动的半径与点S到挡板的距 离L相等。求粒子能够到达挡板ab的区域长度。,图7。,图8,,图10,,小结：画一个旋转的圆，直到和边界相切.,图14,,,（聚焦和发散：其实是一个旋转的圆）,,,,,,,,,,,圆形边界的两个常见问题,图15,一个半径逐渐扩大的圆,,,总 结,解决带电粒子在磁场中做圆周运动的边界问题，从基本的图式出 发，主要应用两种方法：（1）相同方向出射的粒子，速度由小 到大，画轨迹圆，直到轨迹圆与边界相切；（2）速度大小相等， 向不同方向出射的粒子，画旋转圆，直到找到旋转圆与边界 “相交”或“相切”的临界圆。,,当学生对这两种方法应用非常熟练之后，遇到类似 的情景，便自然地从脑中调出相应的图式： “逐步扩大的圆”或者“旋转的圆”来解决问题，并能够省略画其他圆的步骤，一步到位的画出需要的与边界相切的圆。,3、数学方法应用的探讨,,微专题（三）,,一、微元求和思想,1.光滑斜面固定在地面上，一个皮球以大小为v0的初速度沿斜 面向上运动，当它返回斜面底端时的速度为vt，斜面倾角为30° ，在整个过程中，皮球受到的空气阻力与速度成正比，求整个 过程皮球运动的时间。,,,一、微元求和思想,,,,上升过程,下降过程,两式联立,,1、空气阻力 f=kv,2、粘滞阻力：,,3、电磁感应中的安培力：,,v,导体棒静止时 ，求通过电阻的 电荷量为q。,,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,×,,v,,或,,微元累积的思想,1、v-t图、a-t图、F-t图、F-s图、i-t图等的面积的意义,2、2017年的选考题,单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比,,,,二、三角函数的最值问题,2.一个绳子连着一个小球A，如图把小球A拉至水平位置静止释放，绳子长度为L，小球质量为m，则小球摆到最低点的过程中，重力功率的变化情况。,,A、重力的功率一直变大,B、重力的功率一直变小,C、重力的功率先变大，后变小,D、重力的功率先变小，后变大,二、三角函数的最值问题,2.一个绳子连着一个小球A，如图把小球A拉至水平位置静止释放，绳子长度为L，小球质量为m，求小球摆到最低点的过程中，重力功率的最大值。,,当绳子摆过θ角时，小球速度v,得,此时，重力的功率：,,求该表达式的最大值,令,则,当 时，可取到最大值,三、均值不等式或配方法求最值,3．静电除尘器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面 是面积S＝0.04 m2的金属板，间距L＝0.05 m，连接到U＝2500 V 的高压时，能产生一个匀强电场，如图所示．现把一定量均匀分 布的烟尘颗粒密闭在容器内，每1 m3 有烟尘颗粒1×1013个，假 设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒的带电荷量 q＝＋1.0×10－17 C，质量m＝2.0×10－15 kg，不考虑烟尘颗 粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受的重力．问 合上开关后： (3)经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大？,,,,,,,,,,x,假设微尘整体下移X，则每个微尘的动能：,,利用均值不等式或配方都可以求到最大值,四、正弦定理和余弦定理,4.在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场， 磁场的方向垂直于 纸面，磁感应强度为B．一质量为 m 带有电量为q 的粒子以一 定的速度，沿垂直于半圆 直径AD 方向经P 点（AP=d）射入磁 场（不计粒子重 力影响）． （1）如果粒子恰好从A 点射出磁场，求入射粒子的 速度 v1． （2）如果粒子经纸面内Q 点从磁场中射出，出射方 向与半圆 在Q 点切线方向的夹角为φ（如图所示）．求 入射粒子的速v2．,,,,如图，连接O’Q，设O’Q=R’,五、正弦定理与三角函数,5.如图，半径分别为R和2R的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心， AB为大圆的水平直径. 两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向外的 匀强磁场，小圆内部存在垂直圆面向里的匀强磁场. 间距为d的两 平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔. 一质量为m， 电量为+q的粒子由小孔下方距离小孔处静止释放，加速后粒子以 竖直向上的速度v射出电场，由A点紧靠大圆内侧射入磁场. 环形区 域内磁场感应强度恒为，不计粒子的重力. （1）求两极板间的电压U. （2）若内圆区域内磁感应强度也为，则经过多长时间粒子第一次 回到A点. （3）若内圆区域内磁感应强度为，求从A点进入磁场到第一次回 到内圆左侧的C点粒子所走过的路程.,,,谢谢大家！,,