高三物理复习中能力培养问题课件

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1、高三物理复习中的能力培养问题高三物理复习中的能力培养问题浙江省慈溪中学浙江省慈溪中学 徐志长徐志长2011年浙江省普通高考考试说明中对年浙江省普通高考考试说明中对理科综合考试的能力要求理科综合考试的能力要求一、理解能力一、理解能力二、推理能力二、推理能力三、分析综合能力三、分析综合能力四、应用数学处理物理问题的能力四、应用数学处理物理问题的能力五、实验与探究能力五、实验与探究能力在考查知识的同时,注重考查能力,并把对在考查知识的同时,注重考查能力,并把对能力的考查放在首要位置。通过考查知识来能力的考查放在首要位置。通过考查知识来鉴别考生能力的高低。鉴别考生能力的高低。高三物理复习最后阶段中要着

2、重培养的高三物理复习最后阶段中要着重培养的几个能力几个能力一、建模能力的培养一、建模能力的培养二、迁移能力的培养二、迁移能力的培养三、实验能力的培养三、实验能力的培养四、应试能力的培养四、应试能力的培养一、建模能力的培养一、建模能力的培养实际实际问题问题(一)(一)思路思路物理物理情景情景建立建立模型模型分析分析解决解决例例1:(09浙江高考浙江高考24)某校物理兴趣小组决定某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点起点A出发,沿水平直线轨道运动出发,沿水平直线轨道运动L后,由后,由B点进点进入半径为入半径为R的光滑竖直圆轨道,

3、离开竖直圆轨道的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过点,并能越过壕沟。已知赛车质量壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功,通电后以额定功率率P=1.5w工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m。问:要使。问:要使赛车完成比赛,电动赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?机至少工作多长时间?LshARBC(二)(二) 例题例题小车在直轨道小车在直轨道AB间

4、运动间运动L:功率恒定(功率恒定(P=Fv)牵引力)牵引力是变力,摩擦力是恒力。是变力,摩擦力是恒力。运动模型:运动模型:变加速直线运动变加速直线运动小车在圆轨道上运动:小车在圆轨道上运动:圆轨道光滑,小车只受圆轨道光滑,小车只受重力作用。重力作用。运动模型:运动模型:变速圆周运动变速圆周运动小车越过壕沟的运动:小车越过壕沟的运动:只受重力作用,初速只受重力作用,初速度与重力垂直。度与重力垂直。运动模型:运动模型:平抛运动平抛运动LshARBC该题中,通过对物体能到达圆周最高点所需的该题中,通过对物体能到达圆周最高点所需的初速度、小球能过壕沟所需初速度大小为隐含初速度、小球能过壕沟所需初速度大

5、小为隐含条件的对比分析,考查考生分析综合问题的能条件的对比分析,考查考生分析综合问题的能力。力。 LshARBC例例2:(:(10年浙江高考年浙江高考24)如图所示,一矩形轻质柔软如图所示,一矩形轻质柔软反射膜可绕过反射膜可绕过O点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上点垂直纸面的水平轴转动,其在纸面上的长度为的长度为L1,垂直纸面的宽度为,垂直纸面的宽度为L2。在膜的下端(图中。在膜的下端(图中A处)挂有一平行于转轴,质量为处)挂有一平行于转轴,质量为m,长为,长为L3的导体棒的导体棒使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光使膜绷成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板,能接收到经

6、反射膜反射到光电池板上的所有光电池板,能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电能,并将光能转化成电能。光电池板可等效为一个一电池,输出电压恒定为池,输出电压恒定为U,输出电流正比于光电池板接收,输出电流正比于光电池板接收到的光能(设垂直于入到的光能(设垂直于入射光单位面积上的光功率保持恒射光单位面积上的光功率保持恒定)。导体棒处在方向竖直向上定)。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场的匀强磁场B中,并与光电池构中,并与光电池构成回路,流经导体棒的电流垂直成回路,流经导体棒的电流垂直纸面向外(注:光电池与导体棒纸面向外(注:光电池与导体棒直接相连,连接

7、导线未画出)。直接相连,连接导线未画出)。AO(1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成成60时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。强度的大小和光电池的输出功率。(2)当)当变成变成45时,通过调整电路使导体棒保持平衡,时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒力学平衡外,还能输出多少额外电光电池除维持导体棒力学平衡外,还能输出多少额外电功率?功率?AO考生反映:考生反映:题目看不懂,不会建立物理模型。题目看不懂,不会建立物理模型。原因:原因:文字多:文字多:400

8、个字符;个字符;知识广:知识广:几何光学、电路、安培几何光学、电路、安培力、静力学等力、静力学等;插图难:是一插图难:是一幅不易看懂的截面幅不易看懂的截面图图。 AO60BS1S1当反射膜与竖当反射膜与竖直方向成直方向成60时时的的导体棒导体棒受重受重力、反射膜的力、反射膜的拉力和安培力拉力和安培力作用而静止作用而静止物理模型物理模型共点力的平衡共点力的平衡(1)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向)现有一束平行光水平入射,当反射膜与竖直方向成成60时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流时,导体棒处于受力平衡状态,求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。强度的大小和光电池的输出功率。平行

9、光射平行光射到反射膜到反射膜上上物理模型物理模型光的光的反射定律反射定律S1=S1=L1L2cos60AO45(2)当)当变成变成45时,通过调整电路使导体棒保持平衡,时,通过调整电路使导体棒保持平衡,光电池除维持导体棒力学平衡外,还能输出多少额外电光电池除维持导体棒力学平衡外,还能输出多少额外电功率?功率?当反射膜与竖当反射膜与竖直方向成直方向成45时时的的导体棒导体棒受重受重力、反射膜的力、反射膜的拉力和安培力拉力和安培力作用而静止。作用而静止。物理模型物理模型共点力的平衡共点力的平衡B平行光射平行光射到反射膜到反射膜上上物理模型物理模型光的光的反射定律反射定律S2S2S2=S2=L1L2

10、cos45例例3:如图所示,:如图所示,MN和和PQ是两根放在竖直面内且是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距足够长的平行金属导轨,相距l=50cm。导轨处在。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。的匀强磁场中。一根电阻为一根电阻为r=0.1的金属棒的金属棒ab可紧贴导轨左右运可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距动。两块平行的、相距d=10cm、长度、长度L=20cm的水的水平放置的金属板平放置的金属板A和和C分别与两平行导轨相连接,分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4。其余电阻忽。其余电阻忽略不计。

11、已知当金属棒略不计。已知当金属棒ab不动时,质量不动时,质量m=10g、带电量带电量q=103C的小球以某一速度的小球以某一速度v0沿金属板沿金属板A和和C的中线射入板间,恰能射出金属板(的中线射入板间,恰能射出金属板(g取取10m/s2)。求:)。求:带负电小球以某一速度带负电小球以某一速度v0沿金属板沿金属板A和和C的中线射入的中线射入板间,恰能射出金属板。求:板间,恰能射出金属板。求:(1)当)当ab杆不运动时小球的速度杆不运动时小球的速度v0;ab棒不切割,金属板棒不切割,金属板A、C不带电,小不带电,小球只受重力。球只受重力。运动模型:运动模型:平抛运动平抛运动带负电小球以某一速度带

12、负电小球以某一速度v0沿金属板沿金属板A和和C的中线射入的中线射入板间。求:板间。求:(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速的速度大小和方向。度大小和方向。小球不偏转,小球受到的重力和电场力必定小球不偏转,小球受到的重力和电场力必定大小相等方向相反。大小相等方向相反。运动模型:运动模型:匀速直线运动(平衡问题)匀速直线运动(平衡问题)带负电小球以某一速度带负电小球以某一速度v0沿金属板沿金属板A和和C的中线射入的中线射入板间,恰能射出金属板。求:板间,恰能射出金属板。求:(3)若要使小球能从金属板间射出,则金属棒)若要使小球能从金属板间射出,则金属

13、棒ab匀匀速运动的速度应满足什么条件?速运动的速度应满足什么条件?ab棒运动模型:棒运动模型:匀速运动匀速运动小球运动模型:小球运动模型:类平抛运动类平抛运动例例4:图中:图中MN为很大的薄金属板(可理解为无为很大的薄金属板(可理解为无限大),金属板原来不带电。在金属板的右侧,限大),金属板原来不带电。在金属板的右侧,距金属板距离为距金属板距离为d的位置上放入一个带正电、的位置上放入一个带正电、电荷量为电荷量为q的点电荷,由于静电感应产生了如的点电荷,由于静电感应产生了如图甲所示的电场分布。图甲所示的电场分布。P是位于点电荷右侧,是位于点电荷右侧,与点电荷之间的距离也为与点电荷之间的距离也为d

14、的一个点,则的一个点,则P点的点的电场强度为:电场强度为:ddP+ qNMddPNM+ q2d- q左图所示的电场分布与图与右图中虚线右侧的电场分布左图所示的电场分布与图与右图中虚线右侧的电场分布是一样的。右图中是两异种点电荷电荷量的大小均为是一样的。右图中是两异种点电荷电荷量的大小均为q,它们之间的距离为,它们之间的距离为2d,虚线是两点电荷连线的中垂线。,虚线是两点电荷连线的中垂线。由此可求出由此可求出P点的电场强度大小。点的电场强度大小。等量异种点电荷电场模型等量异种点电荷电场模型用类比方法建立模型!用类比方法建立模型!可计算出答案:可计算出答案:A二、迁移能力的培养二、迁移能力的培养已

15、有已有的知的知识识新的新的物理物理情景情景与旧的与旧的联系与联系与区别区别用旧知用旧知识解决识解决新问题新问题(一)(一)思路思路例例5:(:(09浙江高考题)浙江高考题)如图所示,在磁感应强度如图所示,在磁感应强度大小为大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为为m、阻值为、阻值为R的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在点,并可绕点摆动。金属线框从右侧某杆悬挂在点,并可绕点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,程中

16、,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是(且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是()ABC先是先是后是后是D先是先是后是后是(二)例题(二)例题(96年全国高考题)一平面线圈用细杆悬于年全国高考题)一平面线圈用细杆悬于P点,点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置纸面垂直,当线圈第一次通过位置和位置和位置时,时,顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向顺着磁场的方向看去,线圈中感应电流的方向分别为(分别为()。

17、)。位置位置位置位置A.逆时针方向逆时针方向逆时针方向逆时针方向B.逆时针方向顺时针方向逆时针方向顺时针方向C.顺时针方向顺时针方向顺时针方向顺时针方向D.顺时针方向逆时针方向顺时针方向逆时针方向BP96年的高考题,年的高考题,磁场方向是水平磁场方向是水平的的09年的浙江省高年的浙江省高考题,磁场方向考题,磁场方向是竖直向上的是竖直向上的迁移迁移BP例例6:(:(09浙江高考浙江高考25)如图所示,如图所示,x轴正方向水轴正方向水平向右,平向右,y轴正方向竖直向上。在轴正方向竖直向上。在xOy平面内有与平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为轴平行的匀强电场,在半径为R的圆内还有与的圆内还有与x

18、Oy平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒平面垂直的匀强磁场。在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿发射装置,它沿x轴正方向发射出一束具有相同质轴正方向发射出一束具有相同质量量m、电荷量、电荷量q(q0)和初速度)和初速度v的带电微粒。发的带电微粒。发射时,这束带电微粒分布在射时,这束带电微粒分布在0y2R的区间内。已的区间内。已知重力加速度大小为知重力加速度大小为g。求:。求:(2)请指出这束带电微)请指出这束带电微粒与粒与x轴相交的区域,并轴相交的区域,并说明理由。说明理由。ORAvO带带电电粒粒子子发发射射装装置置xy(1)、()、(3)略)略 OvxyOrrP(x,y)Ovxy从

19、从O点(点(y0,x0)射出的粒子)射出的粒子(速率相同)通(速率相同)通过磁场后均沿过磁场后均沿+x方向平行射出方向平行射出从从O点(点(y0)射)射出的粒子(速率出的粒子(速率相同)通过磁场相同)通过磁场后均沿后均沿+x方向平方向平行射出行射出迁移迁移OvxyORAvO带带电电粒粒子子发发射射装装置置xy迁移迁移从从O点(点(y0)射出)射出的粒子(速率相同)的粒子(速率相同)通过磁场后均沿通过磁场后均沿+x方向平行射出方向平行射出沿沿+x方向平行射方向平行射出的粒子(速率出的粒子(速率相同)通过磁场相同)通过磁场后汇聚在后汇聚在O点点迁移与逆向、对称的物理思想!迁移与逆向、对称的物理思想

20、!例例7:(10浙江高考浙江高考24)有一个放射源水平放射出有一个放射源水平放射出、和和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域和和的宽度均为的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小两区域的磁感强度大小B相等,方向相反。相等,方向相反。(1)若要筛选出速率大于)若要筛选出速率大于v1的的粒子进入区域粒子进入区域,求,求磁场宽度磁场宽度d与与B和和v1的关系。的关系。Bv1三种射线在磁三种射线在磁场中的偏转场中的偏转迁移迁移粒子粒子在磁场在磁场中的临界偏转中的临界偏转例例6:(10浙江高考浙江高考24)有一个放

21、射源水平放射出有一个放射源水平放射出、和和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域和和的宽度均为的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小两区域的磁感强度大小B相等,方向相反。相等,方向相反。(2)若)若B0.0034T,v10.1c则可得则可得d;粒子的速率粒子的速率为为0.001c,计算,计算和和射线离开区域射线离开区域时的距离;并时的距离;并给出去除给出去除和和 射线的方法。射线的方法。B三种射线在磁三种射线在磁场中的偏转场中的偏转迁移迁移y定量计算定量计算粒粒在在磁场中的偏转距磁场中的偏转距例例6:(1

22、0浙江高考浙江高考24)有一个放射源水平放射出有一个放射源水平放射出、和和三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域三种射线,垂直射入如图所示磁场。区域和和的宽度均为的宽度均为d,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两,各自存在着垂直纸面的匀强磁场,两区域的磁感强度大小区域的磁感强度大小B相等,方向相反。相等,方向相反。(3)当)当d 满足第(满足第(1)小题所给关系时,请给出速率在)小题所给关系时,请给出速率在v1vv2区间的区间的粒子离开区域粒子离开区域时的位置和方向。时的位置和方向。(4)请设计一种方案,能使离开区域)请设计一种方案,能使离开区域的的粒子束在粒子束在右侧聚焦且水平出射。右侧聚焦且水平

23、出射。迁移与逆向、对称的物理思想!迁移与逆向、对称的物理思想!例例8:边长为:边长为L1和和L2有有N匝的矩形线圈可绕中心轴匝的矩形线圈可绕中心轴OO转动,转动,始末端通过电刷与阻值为始末端通过电刷与阻值为R的电阻连接,如图(的电阻连接,如图(a)所示。)所示。线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的均匀辐射磁场中,磁场线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的均匀辐射磁场中,磁场的磁感线如图(的磁感线如图(b)所示,)所示,N、S两极过渡区域的宽度可忽两极过渡区域的宽度可忽略不计,边长为略不计,边长为L1的边所处的辐向磁场的磁感应强度为的边所处的辐向磁场的磁感应强度为B,线圈导线单位长度的电阻为,线圈导线单位长度

24、的电阻为R0,当线圈以角速度,当线圈以角速度顺时顺时针匀速转动时:针匀速转动时:从图示时刻开始计时,并设此时流过电从图示时刻开始计时,并设此时流过电阻阻R的电流方向为正,试在图(的电流方向为正,试在图(c)中画出一个周期内)中画出一个周期内R两两端电压随时间的变化图象(端电压随时间的变化图象(Ut)。)。求此线圈正常转动求此线圈正常转动一周时产生感应电动势的有效值。一周时产生感应电动势的有效值。求线圈正常转动时电求线圈正常转动时电阻阻R消消耗的电功率。耗的电功率。(c)tUUm-Um0T/4T/23T/4TNS (b)RL1L2OO(a)(c)tUUm-Um0T/4T/23T/4TNS(b)把

25、匀强磁把匀强磁场迁移到场迁移到辐向磁场辐向磁场(c)tUUm-Um0T/4T/23T/4TRL1L2OO(a)NS(b)RL1L2OO(a)三、实验能力的培养三、实验能力的培养(一)说明中的变化(一)说明中的变化(1)“测定金属的电阻率测定金属的电阻率”改为改为“探究导体探究导体电阻与其影响因素的定量关系电阻与其影响因素的定量关系”,(2)“描绘小电珠的伏安特性曲线描绘小电珠的伏安特性曲线”改为改为“测绘小灯泡的伏安特性曲线测绘小灯泡的伏安特性曲线”。1.考试内容范围及要求中:考试内容范围及要求中:2.2011年理科综合参考试卷年理科综合参考试卷中:中:实验题由原来的实验题由原来的21的的、两

26、小题,改为两小题,改为21与与22两题,物理总题数增加一题。两题,物理总题数增加一题。(二)实验考查的趋向(二)实验考查的趋向课本课本实验实验课本实验基课本实验基础上的拓展础上的拓展一般设计一般设计性实验性实验要求:要求:理解每一个实验原理、实验步骤和数据处理理解每一个实验原理、实验步骤和数据处理以及实验时应注意事项以及实验时应注意事项实验数据处理是反映学生分析数据得出结论实验数据处理是反映学生分析数据得出结论的思维能力,实验操作时的注意事项是区别的思维能力,实验操作时的注意事项是区别考生做过实验与没有做过实验的很好的一种考生做过实验与没有做过实验的很好的一种检测方法检测方法。(三)课本实验(

27、三)课本实验例例9:(:(09年浙江年浙江高考高考22.)如图甲如图甲所示,在所示,在“描绘小描绘小灯泡的伏安特性曲灯泡的伏安特性曲线线”实验中,同组实验中,同组同学已经完成部分同学已经完成部分导线的连接,请你导线的连接,请你在实物接线图中完在实物接线图中完成余下导线的连接。成余下导线的连接。对实物线路的连接对实物线路的连接实物线路的连接仍然是高考考查的重点内实物线路的连接仍然是高考考查的重点内容,因为线路的连接对做过该实验的学生容,因为线路的连接对做过该实验的学生与没有做过该实验的学生有较大的区分度。与没有做过该实验的学生有较大的区分度。而且线路的连接要在掌握实验原理、实验而且线路的连接要在

28、掌握实验原理、实验电路、仪表、仪器的使用、减小实验误差电路、仪表、仪器的使用、减小实验误差等等方面的基础上进行综合分析,才能画等等方面的基础上进行综合分析,才能画出正确的实物连接线路。出正确的实物连接线路。连线要注意问题连线要注意问题由于网上阅卷,线路的连接要求考生用由于网上阅卷,线路的连接要求考生用2B铅铅笔连接。最好确认无误后,再用黑色的钢笔笔连接。最好确认无误后,再用黑色的钢笔或圆珠笔连接。或圆珠笔连接。连线要规范,防止连线要规范,防止试卷扫描时引起不试卷扫描时引起不必要的失误必要的失误例例10:(10年浙江省高考年浙江省高考21.)在在“描绘小描绘小灯泡的伏安特性曲线灯泡的伏安特性曲线

29、”的实验中,某同学测得的实验中,某同学测得电流电流电压的数据如下表所示:电压的数据如下表所示:电流流I/mA2.75.412.419.527.836.447.156.169.681.793.2电压U/V0.040.080.210.541.302.203.524.776.909.1211.46(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;(2)(略)(略)对实验数据的处理:对实验数据的处理:要善于掌握数据处理的方法和技巧,要善于掌握数据处理的方法和技巧,要善于分析和讨论数据处理后得出的实验结论。要善于分析和讨论数据处理后得出的实验结论。 1.要求:要求:以重点实

30、验为突破口,在重点实验的原以重点实验为突破口,在重点实验的原理上进行拓展和实验创新,以提高实验理上进行拓展和实验创新,以提高实验的基本能力和应变能力的基本能力和应变能力(四)(四)课本实验基础上的拓展课本实验基础上的拓展实验实验(1)实验器材的拓展)实验器材的拓展 实验器材替换的拓展,即能否用其它器材替换实验器材替换的拓展,即能否用其它器材替换实验中的相关器材而达到相同目的实验中的相关器材而达到相同目的 实验器材功能的拓展,即能否用此套器材达到实验器材功能的拓展,即能否用此套器材达到其它目的其它目的(2)实验方案(原理)的拓展实验方案(原理)的拓展,即能否用其它方,即能否用其它方法达到相同目的

31、法达到相同目的(3)实验数据处理方法的拓展实验数据处理方法的拓展,即采用不同的数,即采用不同的数据处理方法的优劣比较和物理意义分析。据处理方法的优劣比较和物理意义分析。2.分类分类例例11.测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻用电压表和电流表测量电源的电动势和内阻VAE rSR用电流表和电阻箱测电源电动势与内阻用电流表和电阻箱测电源电动势与内阻用电压表和电阻箱测电源电动势与内电阻用电压表和电阻箱测电源电动势与内电阻10年江苏卷、广东卷年江苏卷、广东卷用两只电压表测电源电动势与内阻用两只电压表测电源电动势与内阻V1E rSV1E rSV1U0为左图为

32、左图V1的读数;的读数;U1、U2为右图为右图V1、V2的读数的读数用两只电流表测电源电动势与内阻用两只电流表测电源电动势与内阻R1R3E1.00I1 /mA1.31.41.51.11.2I2 /mA0.10.2 0.3 0.4 0.5 0.6E=1.45(0.02)Vr=0.82(0.02) 实验器材替换的拓展!实验器材替换的拓展!例例12:(:(10年上海高考题)某同学利用年上海高考题)某同学利用DIS,定值电,定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻,实的电动势和内阻,实验装置如图验装置如图1所示,实验时多次改变电阻箱的阻值,记所示,实验时多次改变电

33、阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图,并在计算机上显示出如图2所示的关系图线所示的关系图线a,重复,重复上述实验方法测量电池上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图的电动势和内阻,得到图2中中的图线的图线b。电电 压压传感器传感器数数 据据采集器采集器计算机计算机ESR0R1Oab-0.20.2图图2图图1(1)由图线)由图线a可知电池可知电池a的电动势的电动势=_V,内阻,内阻=_实验器材替换的拓展!关注实验新器材!实验器材替换的拓展!关注实验新器材!激光激光光源光源接自动接自动记录仪记录仪光敏

34、光敏电阻电阻例例13:2009年浙江高考年浙江高考22. (2)实验时,若摆球在垂)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连,该放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值仪器显示的光敏电阻阻值R随时间随时间t变化图线如图乙所示,变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是

35、原小球直径绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将实验,则该单摆的周期将 ,图乙中的,图乙中的t 将将 。(填。(填“变大变大”、“不变不变”或或“变小变小”)。)。RtttOt1t1+t0t1+2t0t图乙图乙2t0变大变大变大变大实验器材替换的拓展!实验器材替换的拓展!例例14:用电压表和电阻箱测电源电动势与内电阻的用电压表和电阻箱测电源电动势与内电阻的器材来器材来测电压表的内阻测电压表的内阻为为了了测测量量电电压压表表的的内内阻阻,现现有有约约1.5V的的电电池池二二节节、电电阻阻箱箱、待待测测电电压压表表、开开关关各各一一个个,连连成成如如

36、图图所所示示的的电电路路,设设电电源源的的内内阻阻不不计计,U为为电电压压表表示示数数,RV为为电电压压表表的的内内阻阻,R为为测测量量时时电电阻阻箱箱的的阻阻值值,E为为电电源源的的电电动动势势。实实验验给给出出的的数数据据如如表表所所示示。请请运运用用图图线求出线求出:(1)电源的电动势;()电源的电动势;(2)电压表的内阻)电压表的内阻RV。R/200.0400.0600.0800.01000.0 1060.0U/V2.562.171.921.641.541.50截距为截距为:b=1/E=0.324直直线的斜率线的斜率:k=1/ERV=3.3310-4求得:求得:E=3.09V,RV=9

37、72。实验器材功能的拓展实验器材功能的拓展!定值电阻定值电阻Rx的测量方法的测量方法1欧姆表欧姆表:最直接测电阻的仪表。用欧姆表测量:最直接测电阻的仪表。用欧姆表测量只能进行只能进行粗测粗测,为下一步的精确测量提供一个参,为下一步的精确测量提供一个参考依据。考依据。2替代法替代法:替代法的测量思路是等效的思想,可:替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等以是利用电流等效、也可以是利用电压等3伏安法伏安法:需要的基本测量仪器是电压表和电流:需要的基本测量仪器是电压表和电流表。当电表的内阻已知时,电压表同时可以当电表。当电表的内阻已知时,电压表同时可以当电流表使用,同样

38、电流表也可以当电压表用。(流表使用,同样电流表也可以当电压表用。(已已知内阻的电表具有三重功能知内阻的电表具有三重功能)4伏安法拓展:伏安法拓展:例例15:(:(10年福建高考卷)如图是用来测量待测电阻年福建高考卷)如图是用来测量待测电阻阻值的实验器材,器材及其规格列表如下。为了能正阻值的实验器材,器材及其规格列表如下。为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表

39、导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量阻值的电路。足要求的测量阻值的电路。 器器材材规格格待待测电阻阻Rx电源源E电压表表V1电压表表V2电流表流表A滑滑动变阻器阻器R开关开关S、导线若干若干阻阻值在在9001000之之间具有内阻,具有内阻,电动势约为9.0V量程量程2.0V,内阻,内阻r1=1000量程量程5.0V,内阻,内阻r2=2500量程量程3.0A,内阻,内阻r=0.10最大阻最大阻值约100,I额=0.5A实验方案(原理)的拓展!实验方案(原理)的拓展!例题例题16:用以下器材测量一待测电阻:用以下器材测量一待

40、测电阻Rx的阻值。器材的阻值。器材(代号)与规格如下:(代号)与规格如下:电流表电流表A1(量程(量程250mA,内阻内阻r1为为5);标准电流表;标准电流表A2(量程(量程300mA,内阻,内阻r2约为约为5);待测电阻);待测电阻R1(阻值(阻值约为约为100);滑动变阻器);滑动变阻器R2(最大阻值(最大阻值10););电源电源E(电动势约为(电动势约为10V,内阻,内阻r约为约为1);单刀单掷);单刀单掷开关开关S,导线若干。要求方法简捷,并能测多组数据,导线若干。要求方法简捷,并能测多组数据,(1)画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号。)画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号。

41、A2A1ESRRx(2)需要直接测量的物理)需要直接测量的物理量是量是_;用测的量表示待测电阻用测的量表示待测电阻R1的的计算式是计算式是R1_。两电流表的示数两电流表的示数I1、I2I1r1/(I2-I1)实验方案(原理)的拓展!实验方案(原理)的拓展!例例17:10浙江:在浙江:在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关探究弹簧弹力大小与伸长量的关系系”实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码(每个钩码的质量均为面依次逐个挂下钩码(每个钩码的质量均

42、为m=0.1kg,取取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标),并记录绳下端的坐标X加加(下标(下标i表示挂表示挂在绳下端钩码个数)。然后逐个拿下钩码,同样记录在绳下端钩码个数)。然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端面的坐标绳下端面的坐标X减减,绳下端面坐标的值,绳下端面坐标的值Xi(X加加+X减减)/2的数据如下表:的数据如下表:挂在橡皮挂在橡皮绳下端的下端的钩码个数个数橡皮橡皮绳下端的坐下端的坐标(X/mm)甲甲乙乙1216.5216.52246.7232.3284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0(1)同一橡皮绳的)同一橡皮绳的X加加X减减(大于

43、或小于)(大于或小于);(2)同学的数据更符合实验要求(甲或同学的数据更符合实验要求(甲或乙);乙);(3)选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度)选择一级数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数系数k(N/m););(4)为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需)为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些?考虑的因素有哪些?实验数据处理方法的拓展实验数据处理方法的拓展例例18:某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线:某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动他将打点计时器接到频率为运动他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电的交流电源上,实验时得到一条纸带,如图所示他在纸带源上,实验时得

44、到一条纸带,如图所示他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明明A,第六个点下标明,第六个点下标明B,第十一个点下标明,第十一个点下标明C,第十六个点下标明第十六个点下标明D,第二十一个点下标明,第二十一个点下标明E 测测量时发现量时发现B点已模糊不清,于是他测得点已模糊不清,于是他测得AC长为长为14.56cm,CD长为长为11.15cm,DE长为长为13.73cm,则,则打打C点时小车的瞬时速度大小为点时小车的瞬时速度大小为m/s,小车运,小车运动的加速度大小为动的加速度大小为_m/s2,AB的距离应的距离应为为cm(保留三位有效数字

45、)(保留三位有效数字)ABCDE实验数据处理方法的拓展实验数据处理方法的拓展解析:打解析:打C点时小车的瞬时速度为点时小车的瞬时速度为:小车的加速度为:小车的加速度为:由由BC-AB=AC-2AB=aT2可得可得: :1.一般设计性实验的设计思路:一般设计性实验的设计思路:实验实验目的目的实验要求实验要求实验器材实验器材实验实验原理原理2.要求:要求:(五)一般(五)一般设计性设计性实验实验设计性实验的教学一定要暴露和体现设计设计性实验的教学一定要暴露和体现设计的过程与方法!的过程与方法!例例19:现要求用下列所提供的器材测量一节干:现要求用下列所提供的器材测量一节干电池的电动势电池的电动势E

46、。干电池(电动势约为干电池(电动势约为1.5V,内阻未知),内阻未知)电流表(量程电流表(量程10mA,内阻为,内阻为3040)阻值为阻值为100和和150的定值电阻各一个的定值电阻各一个开关开关S1 、S2导线若干导线若干(1)根据所给器材,要求测量尽可能精确,)根据所给器材,要求测量尽可能精确,请设计一个测量一节干电池电动势的电路。请设计一个测量一节干电池电动势的电路。解析:思路:由于只有一个电流表和两个定值解析:思路:由于只有一个电流表和两个定值电阻,所以可以考虑用电流表、电阻箱(两个电阻,所以可以考虑用电流表、电阻箱(两个定值电阻相当于电阻箱的两次读数)测电源的定值电阻相当于电阻箱的两

47、次读数)测电源的电动势。电动势。测量电源电动势的三种基本测量方法:测量电源电动势的三种基本测量方法:过程与方法过程与方法根据分析的思路,我们可以设计出如下根据分析的思路,我们可以设计出如下两个电路:两个电路:mAR1R2S1S2E r甲甲mAR1R2S1S2E r乙乙进一步分析:进一步分析:两个电路原理图中,哪一个电路合理?两个电路原理图中,哪一个电路合理?看看已知的物理量进行估算看看已知的物理量进行估算干电池(电动势约为干电池(电动势约为1.5V,内阻未知),内阻未知)电流表(量程电流表(量程10mA,内阻为,内阻为3040)阻值为阻值为100和和150的定值电阻各一个的定值电阻各一个甲电路

48、甲电路合理!合理!(2)在所选择的电路原理图中,)在所选择的电路原理图中, R1应选择阻值为应选择阻值为的定值电阻的定值电阻.150(3)在该实验中需要测出那些物理量?)在该实验中需要测出那些物理量?闭合开关闭合开关S1、S2时,电流表时,电流表的读数的读数I1;闭合开关;闭合开关S1、断、断开开S2时,电流表的读数时,电流表的读数I2(4)写出用已知量和测得量表示的写出用已知量和测得量表示的待测干电池的电动势表达式。待测干电池的电动势表达式。 mAR1R2S1S2E r甲甲闭合开关闭合开关S1、S2时,电流表的读数时,电流表的读数I1:闭合开关闭合开关S1、断开、断开S2时,电流表的读数时,

49、电流表的读数I2:可得:可得:09年年浙江高考物理实验注重的是实验操作与浙江高考物理实验注重的是实验操作与注意事项注意事项10年年浙江高考物理实验却注重的是实验数据浙江高考物理实验却注重的是实验数据的处理方法的处理方法11年年浙江高考物理实验可能注重的是浙江高考物理实验可能注重的是四、应试能力的培养四、应试能力的培养1.审题能力:审题能力:(1)对)对“熟题熟题”的审查不要凭印象。应当特别的审查不要凭印象。应当特别仔细、认真阅读,注意它的细微变化。仔细、认真阅读,注意它的细微变化。迁移能力迁移能力(2)对新颖的生题的审查要耐心。只要耐心多读)对新颖的生题的审查要耐心。只要耐心多读几遍,总能找到

50、解问题的办法。几遍,总能找到解问题的办法。建模能力建模能力(3)注意挖掘题目中的关键词、关键语句(隐)注意挖掘题目中的关键词、关键语句(隐含条件),寻找解题的突破口。含条件),寻找解题的突破口。例例20:如图所示,在竖直平面内固定着由两条水平直:如图所示,在竖直平面内固定着由两条水平直线(线(ab和和cd)和一条半圆形(圆心为)和一条半圆形(圆心为O)曲线()曲线(bcde)构成的光滑绝缘轨道,空间存在着水平向右、场强大构成的光滑绝缘轨道,空间存在着水平向右、场强大小为小为E的匀强电场。在水平轨道的匀强电场。在水平轨道fe的的e点穿放着一质量点穿放着一质量m的绝缘小球,的绝缘小球,f点穿放着一

51、质量同为点穿放着一质量同为m、带电量、带电量+q的的小球,两小球均可视为质点。已知小球,两小球均可视为质点。已知fe的长度的长度L为为1.0m,圆的半径圆的半径R为为0.1m,且,且qE=mg。将带电小球在。将带电小球在f点由静点由静止释放,两小球碰撞后速度相同但不粘连,电量也不止释放,两小球碰撞后速度相同但不粘连,电量也不转移。则此后运动过程中两小球的分离点在(转移。则此后运动过程中两小球的分离点在()Ad点点Bcd 间的某点,不包括间的某点,不包括c点和点和d点点Cc点点Dba间的某点,包括间的某点,包括b点和点和a点。点。abcdfE45e答案:答案:C(4)审题容易错误的地方)审题容易

52、错误的地方例如:例如:物体是在哪个面内运动(水平?竖直?)物体是在哪个面内运动(水平?竖直?)例题例题21:(浙北:(浙北9校联考题)一个校联考题)一个3/4圆弧形的光滑细圆环圆弧形的光滑细圆环轨道轨道ABC水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道水平放置,此轨道固定在光滑的水平面上。轨道半径为半径为R,C、O、B在一条直线上,如图所示。圆心在一条直线上,如图所示。圆心O与与A、D在同一条直线上,在同一条直线上,MN是放在是放在AD上长为上长为2R的木板,木板的木板,木板的厚度不计,左端的厚度不计,左端M正好位于正好位于A点。整个装置处于垂直点。整个装置处于垂直AD方向如图所示的匀强电场中,

53、电场强度大小为方向如图所示的匀强电场中,电场强度大小为E。将一个。将一个质量为质量为m,带电量为,带电量为+q的小球(可视为质点)从过的小球(可视为质点)从过A点并点并垂直于垂直于AD的直线上的某点的直线上的某点P由静止开始释放,则由静止开始释放,则(1)若小球由圆弧轨道经)若小球由圆弧轨道经C点射出点射出后,恰好能打到木板后,恰好能打到木板MN的中点,的中点,则小球从则小球从C点射出的速度大小为多大?点射出的速度大小为多大?(2)在()在(1)的情景下,小球运动)的情景下,小球运动到轨道上的到轨道上的B点时对轨道的压力是多点时对轨道的压力是多大?(大?(3)略)略很多同学审题时把水平面看成竖直平面!很多同学审题时把水平面看成竖直平面!2.表述能力及解题的规范化训练表述能力及解题的规范化训练(1)文字规范)文字规范(2)表达式规范)表达式规范(3)结果规范)结果规范

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