1、 选择性必修第二册（上）复习一一 知识的梳理知识的梳理三三 应用与体会应用与体会选择性必修第二册（上）选择性必修第二册（上）二二 核心素养的体现核心素养的体现一一 知识的梳理知识的梳理选择性选择性必修二必修二磁场磁场性质性质必修三必修三磁生磁生 电电应应用用二二 核心素养的体现核心素养的体现 （一）物理观念物质观念物质观念运动与相互作用观念运动与相互作用观念能量观念能量观念 1.场的物质观念1 1）变化的磁场产生感生电场。）变化的磁场产生感生电场。 1.场的物质观念2 2）变化的磁场可以有效传输能量。）变化的磁场可以有效传输能量。 2.运动与相互作用观念1 1）磁电式电流表：）磁电式电流表：从
2、线圈转动的角从线圈转动的角度就可以测定电流的大小。度就可以测定电流的大小。 2.运动与相互作用观念2 2）带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动：）带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动： 洛伦兹力提供向心力洛伦兹力提供向心力 2.运动与相互作用观念3 3）质谱仪和回旋加速器）质谱仪和回旋加速器： 电场中的加速与磁场中的偏转电场中的加速与磁场中的偏转 2.运动与相互作用观念4 4）电磁阻尼与电磁驱动）电磁阻尼与电磁驱动：导体与磁场之间：导体与磁场之间存在相对运动而产生感应电流，感应电流存在相对运动而产生感应电流，感应电流会使导体受到安培力作用，阻碍导体与磁会使导体受到安培力作用，阻碍导体与磁场之间的相
3、对运动。场之间的相对运动。 2.运动与相互作用观念5 5）交流发电机）交流发电机：线圈在匀强磁场中绕垂直：线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，产生正弦交流电。磁场方向的轴匀速转动，产生正弦交流电。 3.能量观念1 1）回旋加速器：）回旋加速器：为了使为了使带电粒子在通过缝隙都带电粒子在通过缝隙都被加速，要求交变电场被加速，要求交变电场的周期等于匀速圆周运的周期等于匀速圆周运动的周期；考虑相对论动的周期；考虑相对论效应，带电粒子的动能效应，带电粒子的动能不能无限增大。不能无限增大。 3.能量观念2 2）楞次定律：）楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场
4、总要阻碍引起感应电即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。流的磁通量的变化。楞次定律的本质楞次定律的本质是是能量转化与守恒定律能量转化与守恒定律在电磁感应现象中的体现，表现为在电磁感应现象中的体现，表现为“阻阻碍作用碍作用”。 3.能量观念3 3）发电机模型和电动机模型）发电机模型和电动机模型：发电机是把：发电机是把其它形式能转化为电能，其它形式能转化为电能，电动机是把电能电动机是把电能转化为其它形式能。转化为其它形式能。 3.能量观念4 4）理想变压器和远距离输电）理想变压器和远距离输电：理想变压器是利用变：理想变压器是利用变化的磁场把电能化的磁场把电能磁场能磁场能电能；远距离输
5、电体现电能；远距离输电体现的能量关系为发电厂输出的电能的能量关系为发电厂输出的电能= =输电线损耗的电能输电线损耗的电能+ +用户得到的电能。用户得到的电能。 （二）科学思维模型建构模型建构科学推理科学推理科学论证科学论证质疑创新质疑创新 1.科学推理、论证1 1）由安培力公式推导洛伦兹力的表达式：）由安培力公式推导洛伦兹力的表达式： 运动电荷所受洛伦兹力的矢量和在宏运动电荷所受洛伦兹力的矢量和在宏 观表现为安培力。观表现为安培力。 1.科学推理、论证2 2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期推导：周期推导：洛伦兹力提供向心力洛伦兹力提供
6、向心力 1.科学推理、论证3 3）正弦式交变电流感应电动势瞬时值的推）正弦式交变电流感应电动势瞬时值的推导：导：将线圈转动切割简化为导线平动切割将线圈转动切割简化为导线平动切割 1.科学推理、论证RUPRIP22)输损（高压输电4 4）远距离输电采用高压输电的论证：）远距离输电采用高压输电的论证： 1.科学推理、论证5 5）楞次定律：）楞次定律：采用归纳推理采用归纳推理 2.等效替代1 1）安培力一般式、动生电动势一般式、）安培力一般式、动生电动势一般式、正弦式交变电流瞬时值表达式：正弦式交变电流瞬时值表达式：矢量分解矢量分解 2.等效替代2 2）交变电流的有效值：）交变电流的有效值：电流的热
7、效应等效电流的热效应等效 3.模型构建1 1）交流发电机模型）交流发电机模型：线圈在匀强磁场中匀速转动：线圈在匀强磁场中匀速转动2 2）理想变压器模型）理想变压器模型：没有能量损耗的变压器，输：没有能量损耗的变压器，输入电功率等于输出电功率。入电功率等于输出电功率。 （三）科学探究形成猜想和假设形成猜想和假设 获取和处理信息（数据记录与处理）获取和处理信息（数据记录与处理） 设计实验与制定方案设计实验与制定方案 提出物理问题提出物理问题 基于证据得出结论并作出解释基于证据得出结论并作出解释 交流、评估与反思交流、评估与反思 科学探究典型实例：科学探究典型实例：1 1、探究安培力的方向、探究安培
8、力的方向2 2、理论探究洛伦兹力的大小理论探究洛伦兹力的大小 3 3、探究探究感应电流方向与哪些因素有关？感应电流方向与哪些因素有关？4 4、探究探究变压器原、副线圈电压与匝数的变压器原、副线圈电压与匝数的 关系关系实例 :探究感应电流方向与哪些因素有关？基于观察和实验提出物理问题基于观察和实验提出物理问题：感应电流的方向：感应电流的方向与那些因素有关？与那些因素有关？形成猜想和假设形成猜想和假设：感应电流的方向：感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。可能与磁通量的变化有关。设计实验和制定方案设计实验和制定方案信息获取与处理信息获取与处理信息信息处理处理与转化与转化感应电流方向磁通量变化感应电
9、流磁通量磁体磁场磁通量感应电流磁场磁体磁场信息的进一步获取与处理信息的进一步获取与处理基于证据得出结论并作出解释基于证据得出结论并作出解释 （四）科学态度与责任科学态度：科学态度： 科学本质：科学本质： 社会责任：社会责任： 正电子的发现，探究变压器原、副线圈电压与匝正电子的发现，探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系等实验数的关系等实验无线充电技术，输电技术的发展，无线充电技术，输电技术的发展， “西电东送西电东送”电磁感应认识的学习进阶，安培，法拉第等科学家电磁感应认识的学习进阶，安培，法拉第等科学家的情怀的情怀三三 应用与体会应用与体会例例1. 真空区域有宽度为真空区域有宽度为l、磁感应强
10、度为、磁感应强度为B的匀强磁的匀强磁场，磁场方向如图所示，场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。是磁场的边界。质量为质量为m、电荷量为、电荷量为q的粒子（不计重力）沿着与的粒子（不计重力）沿着与MN夹角夹角 为为30的的方向射入磁场中，刚好没能从方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求粒子射入磁场的速度大小及边界射出磁场。求粒子射入磁场的速度大小及在磁场中运动的时间。在磁场中运动的时间。分析：分析：由运动与相互作用观念可知，带由运动与相互作用观念可知，带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动；电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动；由洛伦兹力提供向心力，可以推导出匀由洛伦兹力提供向心力，可以
11、推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式；速圆周运动的半径公式和周期公式；由于磁场是有界磁场，通过画出带电粒由于磁场是有界磁场，通过画出带电粒子的运动轨迹，利用几何关系进行求解。子的运动轨迹，利用几何关系进行求解。解：解：由洛伦兹力提供向心力，可以推由洛伦兹力提供向心力，可以推导出匀速圆周运动的轨道半径公导出匀速圆周运动的轨道半径公式和周期公式如下：式和周期公式如下：初速度方向已知，临界速度方向沿初速度方向已知，临界速度方向沿QP所在直线所在直线向上，通过作两速度的垂线，其交点即为圆心，向上，通过作两速度的垂线，其交点即为圆心，画出轨迹如图。由几何关系得：画出轨迹如图。由几何关系得：rOr例例2
12、. 如图所示，如图所示，MN和和PQ是两根互相平行、竖直放是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关关S断开，让杆断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，由静止开始自由下落，过段时间后，再将再将S闭合。若从闭合。若从S闭合开始计时，请画出金属杆的闭合开始计时，请画出金属杆的速度随时间变化的可能图像，并结合图像对金属杆速度随时间变化的可能图像，
13、并结合图像对金属杆的受力和运动变化情况作出解释。的受力和运动变化情况作出解释。分析：分析：本题考查的是本题考查的是运动与相互作用观运动与相互作用观念和物理图像方法，涉及推理与论证。念和物理图像方法，涉及推理与论证。解：解：从从S闭合开始，导体棒作切割磁感闭合开始，导体棒作切割磁感线运动而产生感应电流，导体棒立即受线运动而产生感应电流，导体棒立即受到磁场的安培力作用。安培力大小可以到磁场的安培力作用。安培力大小可以表示为：表示为：情况情况1：S闭合时，如果重力闭合时，如果重力大小等于安培力大小，则金大小等于安培力大小，则金属杆作匀速直线运动，其速属杆作匀速直线运动，其速度时间图像如右图所示。度时
14、间图像如右图所示。情况情况2：S闭合时，如果重力闭合时，如果重力大于安培力，则金属杆先作大于安培力，则金属杆先作加速运动，随着速度增大，加速运动，随着速度增大，安培力也增大，因此加速度安培力也增大，因此加速度减小，金属杆作加速度减小减小，金属杆作加速度减小的加速运动，直到安培力大的加速运动，直到安培力大小等于重力大小，金属杆最小等于重力大小，金属杆最终作匀速直线运动。其速度终作匀速直线运动。其速度时间图像如右图所示。时间图像如右图所示。情况情况3：S闭合时，如果重力闭合时，如果重力小于安培力，则金属杆先作小于安培力，则金属杆先作减速运动，随着速度减小，减速运动，随着速度减小，安培力也减小，因此
15、加速度安培力也减小，因此加速度减小，金属杆作加速度减小减小，金属杆作加速度减小的减速运动，直到安培力大的减速运动，直到安培力大小等于重力大小，金属杆最小等于重力大小，金属杆最终作匀速直线运动。其速度终作匀速直线运动。其速度时间图像如右图所示。时间图像如右图所示。例例3. 图为某人设计的电吹风电路图，图为某人设计的电吹风电路图，a、b、 c、d为四个固定为四个固定触点。可动的扇形金属触片触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片可同时接触两个触点。触片P处处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。作状态。n1和和n2
16、分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。吹风的各项参数如下表所示。（1）吹冷风时触片）吹冷风时触片P位于怎样的位置？请在图中标注。位于怎样的位置？请在图中标注。（2）由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？）由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？（3）变压器原、副线圈的匝数比）变压器原、副线圈的匝数比nl n2是多少？是多少？解：解：(1)吹冷风时，电热丝应该处于和电路断开状吹冷风时，电热丝应该处于和电路断开状 态，因此应该将态，因此应该将P的的c点和点和b接通，如图所示。接通，如图所示。分析：分析：这是一道联系生活实这是一道联系生活
17、实际的题目。物理情景清晰，际的题目。物理情景清晰，通过理想变压器把家庭电路通过理想变压器把家庭电路中交变电压中交变电压U1 = 220 V降到非降到非纯电阻用电器小风扇所需的纯电阻用电器小风扇所需的额定电压额定电压U2 = 60 V，同，同时通时通过控制并联电热丝的通与断，过控制并联电热丝的通与断，使其发热电风扇吹热风，使使其发热电风扇吹热风，使其不发热电风扇吹冷风。其不发热电风扇吹冷风。(2)冷风时的输入功率冷风时的输入功率60 W就就是电风扇的输入总功率，记是电风扇的输入总功率，记为为P1；正常工作时小风扇的；正常工作时小风扇的输出功率输出功率52 W即为机械功率，即为机械功率，记为记为P2；二者作差可得小风；二者作差可得小风扇的热功率为扇的热功率为8 W，记为，记为P3。(3)由理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比，由理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比， 得：得：同学们同学们 再见！再见！
