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磁场、电磁感应及交变电流教材分析. 大连市第一中学 姜材林. 一、新旧考纲对比. 磁场. 电磁感应. 交变电流. 总的感觉. 一、磁场： 考察的知识点没有多少变化，只是将磁电式电表的原理删去，其余部分要求跟以往是相同的。. 二、电磁感应： 在删去日光灯这个知识点后其他部分仍保留原来的考点和能力要求。. 三、交变电流： 整章考点减少而且要求降低，删去了学生较难理解的电容、电感对交流电的作用，新考纲更加简洁和明快。. 二、内容的调整. 〔 原 〕 第十六章 磁场
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磁场、电磁感应及交变电流教材分析 大连市第一中学 姜材林
总的感觉 一、磁场：考察的知识点没有多少变化，只是将磁电式电表的原理删去，其余部分要求跟以往是相同的。 二、电磁感应：在删去日光灯这个知识点后其他部分仍保留原来的考点和能力要求。 三、交变电流：整章考点减少而且要求降低，删去了学生较难理解的电容、电感对交流电的作用，新考纲更加简洁和明快。
〔原〕第十六章 磁场 一、磁场 磁感线二、安培力 磁感应强度三、电流表的工作原理四、磁场对运动电荷的作用五、带电粒子在磁场中的运动 质谱仪 六、回旋加速器 七、安培分子电流假说 磁性材料 〔新〕第三章 磁场 1 磁现象和磁场 2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动
〔新〕第四章 电磁感应 1 划时代的发现 2 探究电磁感应的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应规律的应用6 互感和自感 7 涡流电磁阻尼和电磁驱动 〔原〕第十七章 电磁感应 一、电磁感应现象 二、法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小 三、楞次定律 四、楞次定律的应用 五、自感 六、日光灯原理*七、涡流
〔新〕第五章 交变电流 1 交变电流 2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器 5 电能的输送 〔原〕第十八章 交变电流 一、交变电流的产生和变化规律 二、表征交变电流的物理量 三、电感和电容对交变电流的影响 四、变压器 五、电能的输送 六、三相交变电流 *七、感应电动机
总的感觉 一、结构方面：大体继承了原教材的基本结构和线索，对此，不会造成教学不适应的问题，同时更加突出了主干知识和重点内容。 二、内容方面：磁场这一章将原来教材中的质谱仪、回旋加速器以例题的形式介绍给学生，而且前三节内容显得较为简单和松散，当然这样做也为教师制定教学计划提供了一定的弹性。电磁感应一个明显的变化就是将楞次定律和法拉第电磁感应定律的顺序重新作了调整，又回到我们熟悉的顺序上来。 三、理念方面：新教科书重视“过程“目标的落实，重视“情感”目标的体现，重视联系学生生活、社会实践和现代科技。
三、链接高考——从高考的角度看教学 1、试卷结构
（08全国理综卷Ⅰ）25.（22分） 如图所示，在坐标系xoy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ120°,在OC右侧有一匀强电场：在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且圆弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，忽略重力的影响。求 （1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离； （2）匀强电场的大小和方向； （3）粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。 2、试题特点——磁场部分
（07全国理综卷Ⅰ）25.(22分) 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点处有一小孔，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，最后打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）.
(06全国理综卷Ⅰ） 17.图中为一“滤速器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选 电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。不计重力作用。可能达到上述目的的办法是 a A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里 B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里 C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外 D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外 O' O b
(08宁夏卷） 14.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。过c点的导线所受安培力的方向 A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边 (08宁夏卷）24.(17分) 如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角 ，A点与原点O的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角为 ，求 （1）粒子在磁场中运动速度的大小： （2）匀强电场的场强大小。
（08四川卷）24．（19分） 如图，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在匀强磁场，磁感应强度方向竖直向下。一电荷量为q（q＞0）、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O’。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜ 。为了使小球能够在该圆周上运动，求磁感应强度大小的最小值及小球P相应的速率。重力加速度为g。
（08山东理综卷） 25.（18分）两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图2所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在t=0时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子（不计重力）。若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷 均已知，且 ，两板间距 （1）求粒子在0～t0时间内的位移大小与极板间距h的比值。 （2）求粒子在板板间做圆周运动的最大半径（用h表示）。 （3）若板间电场强度E随时间的变化仍如图1所示，磁场的变化改为如图3所示，试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写计算过程）。
总的感觉 一、三年全国理综卷连续考察的都是带电粒子在有界磁场中的运动问题，也有将电场和磁场综合在一起考察学生分析问题的能力，其他省份的考题也基本如此，可见磁场这一章的重点知识和方法，因而平日教学的重点也就不言而喻。 二、带电粒子在电场磁场中的运动问题多次作为大题出现其原因无非是因为这部分知识相对较为抽象，考察的知识点虽然不多但对学生综合分析问题的能力要求较高，例如空间想象、应用数学知识解决物理问题等，所以应重视对规范的解题方法的教学，指导学生多题一解。
（08全国理综卷Ⅰ）25.（22分） 如图所示，在坐标系xoy中，过原点的直线OC与x轴正向的夹角φ120°,在OC右侧有一匀强电场：在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图中平行于y轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边界上的A点射入磁场区域，并从O点射出，粒子射出磁场的速度方向与x轴的夹角θ＝30°，大小为v，粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且圆弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由O点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，忽略重力的影响。求 （1）粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离； （2）匀强电场的大小和方向； （3）粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。 300 300 1200 C
（08全国理综卷Ⅰ） 20.矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是 2、试题特点——电磁感应部分
(07全国理综卷Ⅰ） 21.如图所示，LOO′T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I/v 为单位）
（06全国理综卷Ⅰ） 21.如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于oa、ob放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：①以速率v移动d，使它与ob的距离增大一倍；②再以速率v移动c，使它与oa的距离减小一半；③然后，再以速率2v移动c，使它回到原处；④最后以速率2v移动d，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的电量的大小依次为Q1、Q2、Q3和Q4，则 A. Q1＝Q2＝Q3＝Q4 B. Q1＝Q2＝2Q3＝2Q4 C. 2Q1＝2Q2＝Q3＝Q4 D. Q1≠Q2＝Q3≠Q4 d b × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × c R a o
（08宁夏卷） 16.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个最阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是 A.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C.流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D.流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b （08宁夏卷） 19.如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀 强磁场 中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度 时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角
（08北京理综卷） 18.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 A.流过电阻的电流是20 A B.与电阻并联的电压表的示数是100 V C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D.变压器的输入功率是1×103 W (08北京理综卷） 22.（16分）均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时， （1）求线框中产生的感应电动势大小; （2）求cd两点间的电势差大小; （3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件。
（08山东理综卷） 22.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则 A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g B.金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b C.金属棒的速度为v时，所受的按培力大小为F= D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
总的感觉 一、全国理综试卷连续三年都是以选择题的形式出现决定了试题的综合性不强、考察的知识点单一以及对学生的能力要求不高的特点。 二、电磁感应这一章的重点是楞次定律及法拉第电磁感应定律，但是法拉第电磁感应定律的应用如果不和力学知识（例如动能定理、能量守恒、功能关系等）综合起来就决定了试题的难度不可能太高，所以以选择题的形式出现只能考一点楞次定律、简单的法拉第电磁感应定律的应用，但力电综合问题还是应该重视的。
四、一点体会 一、注重对基础知识和基本技能教学（新课改要体现一些新的东西，但不是将原有的全盘否定），同时注重培养学生的物理综合能力和科学素养，体现出新课改的要求 二、培养学生规范解题的良好习惯（包括审题，分析 物理情景、物理过程，用演算纸的习惯，准确表达等），处理好共同模块和选择模块的关系 三、重视习题教学和研究——新课改形势下新的命题趋势和特点，如何将新的教学理念体现在习题中，在高一、高二的教学中如何贴近高考
