
学好物理不仅要注重平时的积累学习,还要注意保持好心态及答题时的技巧,本文为大家介绍了高中物理答题中常见的技巧包括心态的保持,选择题,计算题,大题,易错题的答题方式技巧,如何才能学好物理呢?我在这里整理了相关资料,快来学习学习吧!
高中物理力学题受力分析解题方式
第一、如何对物体进行受力分析。
1. 明确研究对象,并把它从周围的环境中隔离出来
分析物体的受力,首先要选准研究对象,并把它隔离出来。根据解题的需要,研究对象可以是质点、结点、单个物体或多个物体组成的系统。
2. 按顺序分析物体所受的力
一般按照重力、弹力、摩擦力的顺序分析较好。“重力一定有,弹力看四周,摩擦分动静,方向要判准。”弹力和摩擦力都是接触力,环绕研究对象一周,看研究对象与其他物体有几个接触面(点),每个接触面对研究对象可能有两个接触力,应根据弹力和摩擦力的产生条件逐一分析。
3. 只分析根据性质命名的力
只分析根据性质命名的力,如重力、弹力、摩擦力,不分析根据效果命名的力,如下滑力、动力、阻力、向心力等。
4. 只分析研究对象受到的力,不分析研究对象对其他物体所施加的力
研究物体A的受力时,只分析“甲对A” 、“乙对A” 、“丙对A”......的力,不分析“A对甲”、“A对乙”、“A对丙”......的力,也不要把作用在其他物体上的力,错误的认为通过“力的传递”而作用在研究对象上。
5. 每分析一个力,都应能找出施力物体
这种方法是防止“多力”的有效措施之一。我们在分析物体的受力时,只强调物体受到的作用力,但并不意味着施力物体不存在,找不出施力物体的力不存在的。
6. 分析物体受力时,还要考虑物体所处的状态
分析物体受力时,要注意物体所处的状态,物体所处的状态不同,其受力情况一般也不同。如:放在水平传送带上的物体随传送带一起传动时,若传送带加速运动,物体受到的摩擦力向前;若传送带减速运动,物体受到的摩擦力向后;若传送带匀速运动,物体不受摩擦力作用。
第二、力学部分常用的分析方法:整体法和隔离法
整体法是从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)时,用整体法。
隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。它的优点是:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
整体法和隔离法是力学部分常用的分析方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再部分隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。
在力学中,解决力学问题时,往往遇到这样一类情况:题中被研究的对象不是单一的一个物体,而是互相关联的几个物体组成一个系统。解这一类问题,一般采用隔离法:即把各个物体隔离开来,分别作受力分析,再根据各自的受力情况和运动情况,应用牛顿运动定律和运动学公式,列式求解。但在这类问题中,往往单用隔离法很难求得结果,解决过程也十分繁复,甚至用隔离法解简直无从着手。这时,我们不妨试用整体法:即把整个系统当作一个整体作为研究对象进行受力分析,再列式求解。这样做,往往能使原来很难求解的问题简单化,无从着手的问题也迎刃而解。
其实一边情况下,针对不同的运动状态我们可以选择不同的分析方法,一般可以分为以下三种情况:
(1)系统处于平衡状态。整体都处于静止状态或一起匀速运动时,或者系统内一部分处于静止状态,另一部分匀速运动。以上这些情况,整体都平衡,整体内每个物体所受合力为零,整体所受合力也为零。这样,根据整体的平衡条件,就可以确定整体或某一个物体的受力特点。
(2)、系统处于不平衡状态且无相对运动。由于系统内物体间没有相对运动,即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度,这时整体所受的合力提供整体运动的加速度。这种情况利用整体法,更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。
(3)、系统内部分平衡部分不平衡。这种情况由于系统内物体的运动状态不同,物体间有相对运动,通常习惯用隔离法。若系统内两个物体一个处于平衡,另一个处于不平衡状态时,也可以利用整体法来分析,有时会使问题简化易于理解。当然,这种情况整体所受合力不为零,整体所受合力就等于不平衡物体所受的合力,用来提供不平衡物体的加速度。
综上所述,在分析物体的受力问题时,能掌握物体的受力分析方法和步骤,并灵活运用整体法和隔离法应对不同的问题是解决物理受力分析问题的关键。这不但能在教学过程中有意识地培养学生知道物体的多种运动状态,增强整体法的思维意识,也能帮助学生能够更加全面地理解力和运动的相互关系,是帮助学生思维能力的提升的好方法。
高中物理解题技巧总结
一、考场中心态的保持
心态“安静”:心静自然“凉”,脑子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰。心静如水,超然物外,成为时间的主人、学习的主人。情绪稳定,效率提高。心不静,则心乱如麻,心神不定,心不在焉,如坐针毡,眼在此而心在彼,貌似用功,实则人。
二、高中物理选择题的答题技巧
选择题一般考查学生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理和定量计算。解答选择题时,要注意以下几个问题:
(1)每一选项都要认真研究,选出最佳答案,当某一选项不敢确定时,宁可少选也不错选。
(2)注意题干要求,让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。
(3)相信第一判断:凡已做出判断的题目,要做改动时,请十二分小心,只有当你检查时发现第一次判断肯定错了,另一个百分之百是正确答案时,才能做出改动,而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学这一点尤为重要。
(4)做选择题的常用方法:
①筛选(排除)法:根据题目中的信息和自身掌握的知识,从易到难,逐步排除不合理选项,最后逼近正确答案。
②特值(特例)法:让某些物理量取特殊值,通过简单的分析、计算进行判断。它仅适用于以特殊值代入各选项后能将其余错误选项均排除的选择题。
③极限分析法:将某些物理量取极限,从而得出结论的方法。
④直接推断法:运用所学的物理概念和规律,抓住各因素之间的联系,进行分析、推理、判断,甚至要用到数学工具进行计算,得出结果,确定选项。
⑤观察、凭感觉选择:面对选择题,当你感到确实无从下手时,可以通过观察选项的异同、长短、语言的肯定程度、表达式的差别、相应或相近的物理规律和物理体验等,大胆的做出猜测,当顺利的完成试卷后,可回头再分析该题,也许此时又有思路了。
⑥熟练使用整体法与隔离法:分析多个对象时,一般要采取先整体后局部的方法。
三、物理实验题的做题技巧
(1)实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。作为填空题,数值、单位、方向或正负号都应填全面;作为作图题:①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。②对电学实物图,则电表量程、正负极性,电流表内、外接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全。③对光路图不能漏箭头,要正确使用虚、实线,各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改),最后用黑色签字笔涂黑。
(2)常规实验题:主要考查课本实验,几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析,解答常规实验题时,这种题目考得比较细,要在细、实、全上下足功夫。
(3)设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意,明确实验目的,应用迁移能力,联想相关实验原理。一定要强调四性(科学性、安全性、准确性、简便性),如在设计电学实验时,要把安全性放在第一位,同时还要尽可能减小实验的误差,避免出现大量程测量小数值的情况。
四、高中物理计算题的答题技巧
(1)仔细审题,明确题意
每一道计算题,首先要认真读题,弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。我们初审时所获取的信息,可能既包含有利的解题信息,又包含不利的解题信息,也有可能是不完整的,这都会使解题偏离正确的方向,造成一步错,步步错的局面。在审题中,要全面细致,特别重视题中的关键词和数据,如静止、匀速、恰好达到最大速度、匀加速、初速为零,一定、可能、刚好等。一般物理题描述的可能是一个较为复杂的运动过程,此种情况下,要把整个过程分解成几个不同的阶段,充分地想象、分析、判断,建立起完整准确的物理情景和模型,还常常要通过画草图展示物理情景来帮助理解题意,保证审题的准确性。否则,一旦做题方向偏了,只能是白忙一场。
(2)敢于做题,贴近规律
立足于数学方法,解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数,然后求解。怎样建立方程呢?方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中,存在于状态或状态变化之中;隐藏在约束关系之中。
首先应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律,建立主体关系式。然后,根据物理过程建立题意所提供信息的纵向、横向的相互联系和相互制约关系。所谓纵向关系是指同一研究对象的前后过程的相互关系;所谓横向关系是指某一研究对象与其他物体间的相互关系。
(3)敢于解题,深于研究
遇到设问多、信息多、过程复杂的题目,在审题过程中,若明确了某一阶段的情景,并
列出了方程。要敢于先把结果解出来,这对完全理顺题意起着至关重要的作用。
①很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定,所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。
②当所列方程的个数少于未知数的个数时,一次处理可同时消去两个未知数。如用下图所示电路可测量出电池电动势E和(r+R0),除非R0已知,才可测出电池内阻r.
(4)重视规范,力争高分。
解题规范化的具体要求:书写清楚,规律方程原始准确、条理规范,文字符号要统一,单位使用要统一,作图要规范,结果要检验(是否符合物理实际和物理规律),最后要有明确结论。弄清楚哪些是已知条件,哪些是未知条件,最后结果必须用已知条件或要求的字母表示。
五、常见物理易错易混问题:
(1)、判断两个矢量是否相等时或回答所求的矢量时不注意方向;
(2)、求作用力和反作用力时不注意运用牛顿第三定律进行说明;
(3)、不管题目要求g值习惯取10m/s2,在计算某星球上的平抛、落体等问题时,很容易出现把地球表面的重力加速度g=9.8m/s2当做星球表面的重力加速度处理情况;
(4)、受力分析时不完整,运用牛顿第二定律和运动学公式解题时合外力漏掉重力;
(5)、字母不用习惯写法或结果用未知量表示,大小写不分(如L和l),求得物理量不带单位(对字母表示的结果做完后可用单位制检验其是否正确);
(6)、不按题目要求答题,画图不规范;
(7)、求功时不注意回答正负功;
(8)、不注意区分整体动量守恒和某方向动量守恒;
(9)、碰撞时不注意是否有能量损失,两物体发生完全非弹性碰撞时,动能(机械能)损失最多,损失的动能在碰撞瞬间转变成内能;
(10)、运用能量守恒解题时能量找不齐;
(11)、求电路中电流时找不齐电阻,区分不清谁是电源谁是外电阻,求通过谁的电流;
(12)、求热量时区分不清是某一电阻的还是整个回路的;
(13)、实验器材读数时不注意有效数字的位数;
(14)、过程分析不全面,只注意到开始阶段,而忽视对全过程的讨论;
提到力学和电学,我们并不陌生。早在初中时,就蜻蜓点水般接触了力学中的惯性定律和电学中的欧姆定律。而升到高中时,又较为系统地学习了经典力学与电磁学。那么为什么要把物理学中经典力学和电磁学这两个分支放在重中之重呢?难道物理学中只有这两个分支?显然不是,光是从纯物理学的方向就有五个分支,分别是经典力学;热力学和统计力学;电磁学;相对论;量子力学。那难道是因为经典力学与电磁学是在物理学分支中比较简单?又或者说这两个分支是学习物理这门学科的基础?是,但也不全是。“是”是因为与晦涩的相对论和深奥的量子力学相比,经典力学与电磁学相对来说确实比较简单。而且物理这门学科本身是一个“盖楼”的过程,想要建起空中楼阁也是不现实的。所以要理解相对论与量子力学也需要经典力学与电磁学的基础。而“不是”呢,是因为热力学和统计力学这个物理学分支理解起来也不是特别困难。且不管是从物理学史还是物理学意义的角度来看,热力学和统计力学在物理学中的地位也是举足轻重的。从时间轴来看,热力学最早可以追溯到17世纪。而到了1860年左右,因为能量守恒定律揭示热、电、机械和化学等各种运动形式之间统一性的原因,不但实现了物理学第二次理论大综合,还成为了全部自然科学和技术科学的基石。那为什么即使热力学如此至关重要也没有脱颖而出呢?答案是经典力学和电磁学给人类社会带来了更大的影响。 我们来逐一分析一下,首先是经典力学。既然说到经典力学,那么我们肯定绕不开这本书,叫《自然哲学的数学原理》(Mathematical Principles of Nature Philosophy)。这本书总共分为三卷,分别详细阐述了牛顿三定律、万有引力定律以及阻力下物体的运动等问题。它影响且遍布了经典自然科学的所有领域,是人类在历史长河中捡到的第一本“宇宙说明书”。牛爵爷在1687年首次出版这本书。直到1733年时,机械师凯伊发明了“飞梭”,机器开始取代人力,人类逐渐掌握并利用机械能。到了18世纪中叶,瓦特又改良了蒸汽机,第一次工业革命开始爆发,人类社会也正式进入了“蒸汽时代”。不但如此,《自然哲学的数学原理》还为法国的启蒙运动奠定了坚实的基础,而启蒙运动又为后来的法国大革命和美国独立战争提供了框架。而蝴蝶效应并没有停下疯狂的脚步,因为第一次工业革命推动英国社会变革所引发的政治、经济、军事和文化的影响,英国对中国发动了第一次鸦片战争,这也是历史上第一次打破中国两千年以来都未曾撼动的封建主义牢笼。而这一切的起因都源于经典力学,从最开始的物理学渐渐蔓延到哲学、经济和政治等多个领域,从最初的英国逐渐遍及全世界。 那电磁学呢,又是怎样重塑这个世界的呢?说到这里时,我们不得不提到一个人,也是一位英国的物理学家,叫麦克斯韦。他也如牛顿幸运般站在了奥斯特、安培、法拉第等巨人们的肩膀上,在1864年发表了自己所写的第三篇关于电磁学的论文《电磁场的动力学理论》(ADynamicalTheoryoftheElectromagneticField)。这篇论文将电学、磁学和光学联结成统一理论,完成了物理学史上第三次理论大综合。两年后,德国物理学家西门子发明世界上第一台直流发电机,人类从此点亮了电能这颗科技树。第二次工业革命也就此开始爆发,层出不穷的电器吞噬般取代昙花一现的机械,人类社会进入“电气时代”。到19世纪70年代时,贝尔又发明了电话。人类之间因此传递信息方便了许多,世界各国的政治、经济和文化交流也得到了质的飞跃。物理学就这样润物细无声地再一次改变了这个世界。直到今天,电依然是人类现代社会中不可或缺的一部分。 不难看出,经典力学成就了第一次工业革命,电磁学造就了第二次工业革命。而工业革命的意义除了提高人类生产力和革新社会结构等最直观的改变之外,最深远的影响是启迪了人类的思想。让人类认识到原来人类自己可以通过控制并加以利用资源的方式进而改变世界,使人类有一种人定胜天的感觉,上帝也随之退出了历史舞台。这就是经典力学和电磁学如此重要的原因。
电磁感应(Electromagnetic induction)现象是指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势.这是我为大家整理的初二电磁感应科学论文,仅供参考! AAA篇一 拓展电磁感应定律 摘要:电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的相互联系。法拉第电磁感应定律的重要意义在于,一方面,依据电磁感应的原理,人们制造出了发电机,电能的大规模生产和远距离输送成为可能;另一方面,电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。本文就几种拓展式进行了理解应用。 关键词:电磁感应定律拓展式理解应用 Abstract: the electromagnetic induction phenomenon in electromagnetics is one of the most important discoveries, it reveals the phenomenon of electric and magnetic between each other. Faraday law on electromagnetic induction of important significance is, on the one hand, based on the principle of electromagnetic induction, people made out of the generator, the power of mass production and long-distance transmission become possible; On the other hand, the electromagnetic induction phenomenon in electrical technology, electronic technology and electromagnetic measurement methods are widely used. This paper will expand the understanding of several applications. Keywords: law on electromagnetic induction and expand application of understanding 中图分类号: O441.3 文献标识码:A 文章编号: 法拉第电磁感应定律的内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,要想回路中产生感应电动势,回路的磁通量一定要发生变化。回路中原磁场的磁感应强度的变化、回路面积的变化、原磁场和面积同时发生变化都会引起磁通量的变化,产生感应电动势,下面通过具体实例来谈对法拉第电磁感应定律的几种拓展式的理解和应用。 一、磁通量变化仅由原磁场随时间的变化引起,产生的感应电动势 例1.如图所示,边长为L的正方形金属线框,质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间的变化规律为B = kt.已知细线所能承受的最大拉力为2mg,则从t=0开始,经多长时间细线会被拉断? 解: 感应电动势 线框中的感应电流为: 线断时有解得: 二、磁通量变化仅由原磁场随空间位置变化引起,产生的感应电动势 例2.一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环,在范围很大的磁场中沿竖直方向下落,磁场的分布情况如图所示,已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化,其随高度y变化关系为By = B0(1 + ky)(此处k为比例常数,且k>0),其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上,在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平,速度越来越大,最终稳定为某一数值,称为收尾速度。求 圆环中的感应电流方向; (2)圆环的收尾速度的大小。 解:(1)根据楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针(俯视观察)(2)圆环下落高度为y时的磁通量为 设收尾速度为vm,以此速度运动Δt时间内磁通量的变化为 根据法拉第电磁感应定律有 圆环中感应电流的电功率为 重力做功的功率为 根据能的转化和和守恒定律有 解得 三、磁通量的变化仅由面积变化引起,产生的感应电动势 例3.半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2Ω,不计导线电阻, 今以MN为轴将右面的半圆环OL2O’向上翻转90º,若翻转的角速度为,求L1的平均功率。 解:转过90º角所用的时间 回路产生的平均感应电动势 L1的平均功率 四、磁通量变化仅由导体切割磁感应线引起。产生的感应电动势 例4.两根相距d=0.20m的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.2T,导轨上面横放着两条金属细杆,构成矩形回路,每条金属细杆的电阻为r=0.25Ω,回路中其余部分的电阻可不计.已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移,速度大小都是v=5.0m/s,如图所示.不计导轨上的摩擦,求作用于每条金属细杆的拉力的大小. 解析:当两金属杆都以速度v匀速滑动时,每条金属杆中产生的感应电动势分别为: 由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度大小为: 因拉力与安培力平衡,作用于每根金属杆的拉力的大小为 由以上各式并代入数据得N 五、磁通量变化由原磁场和面积共同引起,产生的感应电动势 例5.如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。 解:以a表示金属杆的加速度,在t时刻,金属杆与初始位置的距离为,此时杆的速度 这时,杆与导轨构成的回路的面积,回路中的感应电动势, 而=,回路中的总电阻R=2Lr0 ,回路中的感应电流 作用于的安培力,解得F=,代入数据为F=1.44×10-3N。 注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 AAA篇二 电磁感应中的力学问题 摘 要: 信息化时代开展探究性学习,符合新课标的要求,能培养学生解决问题的能力。在高中物理教学当中,自主探究性学生尤为重要。作者针对电磁感应中的力学问题,对自主探究性学习做了一定的阐述。 关键词: 电磁感应 力学问题 自主探究性学习 21世纪是信息化时代,是网络的时代,是知识不断创新的时代。教育的根本意义和价值在于培养学生的创新精神、培养学生的探究能力、培养学生解决问题的能力,从而塑造学生积极的、健康向上的、适合时代要求的人格。探究性学习正好满足了这样的教育要求,自主学习、合作探究使学生亲身经历解决问题的过程,有利于学生对知识获得深层的理解,同时有助于学生对所学概念、定律的发展、延伸、转变和掌握。 1.根据高中学生的年龄特点开展自主探究性学习 在进入青年时期的高中生,不再事事依赖父母,他们已经能够分辨是非,独立意识已经开始觉醒。在情绪的表达上逐渐趋于独立,认知能力的发展已接近成熟,逻辑、抽象思维能力不断增强和完善,在思考和解决问题的时候能自主性地运用逻辑思维。因此,他们的好奇心、求知欲,以及成功感就变得更加强烈。 2.具体问题中开展探究性学习 新课程标准要求:让学生领悟物理学的研究思维和方法,培养独立思考的学习习惯和能力,注重概念和规律教学。科学的自主探究能力和对科学探究的理解是在学生探究性学习过程中形成的,这就需要组织学生进行探究性学习。教师在课堂上要最有效地利用时间创设情境,给学生营造思维的空间和时间,让学生积极主动地参与到自主探究的学习中来。 学习过程是学习者自己的活动,只有自己参与到学习中去,获得的知识才能更牢固。高中阶段,学生自主学习的意识已经很强,自主学习能力已初步具备,但还有待于教师去进一步提高,自学的效果还取决于教师的引导。教师要引导学生在学习新课之前就先接触新知识,并动用已有的知识储备去进行探究,亲自揭开知识那神秘的面纱,提前占领学习这块主阵地。这样使师生共同进入学习过程中时,学生不再有陌生的感觉,更能融入到课堂教学之中,更能轻松愉快地接受知识,更能形成师生双方和谐的、平等、合作的关系。 下面我从高考题入手,选取有针对性的例题,通过对例题进行分析探究,让学生感知高考命题的意图,剖析学生分析问题的思路,培养解决问题的能力。 2.1电磁感应中的力学问题 命题意图:考查理解能力、推理能力,以及分析综合能力。 例1.如图1所示,两根平行金属导端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,轨固定在水平桌面上,每根导轨每m的电阻为r=0.10Ω/m,导轨的金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力. 自主探究: 【解题思路】以a示金属杆运动的加速度,在t时刻,金属杆与初始位置的距离L=at. 此时杆的速度v=at, 杆与导轨构成的回路的面积S=Ll, 回路中的感应电动势E=S+Blv. 而B=kt . ==k 回路的总电阻R=2Lr, 回路中的感应电流I=, 作用于杆的安培力F=BlI, 解得F=t, 代入数据得F=1.44×10N. 总结规律: (1)方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律和电磁感应规律求解。 (2)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解。 (3)注意安培力的特点: 实际上,纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力,电磁感应中多一个安培力,安培力随速度变化,部分弹力及相应的摩擦力也随之而变,导致物体的运动状态发生变化,在分析问题时要注意上述联系。 2.2导体棒切割磁感线问题 导体棒切割磁感线的运动一般有以下几种情况:匀速运动、在恒力作用下的运动、恒功率运动,等等。现以在恒力作用下的运动举例分析。 例2.如图2所示,一对平行光滑R轨道放置在水平地面上,两轨道间距L=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆与轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下.现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动.测得力F与时间t的关系如图3所示.求杆的质量m和加速度a. 自主探究: 解析:导体杆在轨道上做匀加速直线运动,用v表示其速度,t表示时间,则有v=at. ① 杆切割磁感线,将产生感应电动势E=BLv ② 在杆、轨道和电阻的闭合回路中产生电流I=E/R③ 杆受到的安培力为F=IBL ④ 根据牛顿第二定律,有F-F=ma⑤ 联立以上各式,得F=maat ⑥ 由图线上各点代入⑥式,可解得a=10m/s,m=0.1kg. 总结规律: 导体棒在恒定外力的作用下由静止开始运动,速度增大,感应电动势不断增大,安培力、加速度均与速度有关,当安培力等于恒力时加速度等于零,导体棒最终匀速运动。整个过程加速度是变量,不能应用运动学公式。 2.3电磁感应与电路规律的综合应用 例3.匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3rn,一正方形金属框边长ab=1m,每边电阻r=0.2Ω,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图4所示,求: (1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流的I-t图线; (2)画出ab两端电压的U-t图线. 自主探究: 解析:线框进人磁场区时E=BLv=2V,I==2.5A, 方向沿逆时针,如图实线abcd所示,感应电流持续的时间t=0.1s. 线框在磁场中运动时:E=0,I=0, 无电流的持续时间:t==0.2s, 线框穿出磁场区时:E=BLv=2V,I==2.5A. 此电流的方向为顺时针,如图4虚线abcd所示,规定电流方向逆时针为正,得I-t图线如图5所示. (2)线框进入磁场区ab两端电压:U=Ir=2.5×0.2=0.5V. 线框在磁场中运动时,b两端电压等于感应电动势: U=BLv=2V. 线框出磁场时ab两端电压:U=E-Ir=1.5V. 由此得U-t图线如图6所示. (1)电路问题 ①确定电源:首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源),其次利用E=n或E=BLvsinθ求感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 ②分析电路结构,画等效电路图。 ③利用电路规律求解,主要有欧姆定律,串并联规律等。 (2)图像问题 ①定性或定量地表示出所研究问题的函数关系。 ②在图像中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映。 ③画图像时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达。 将线框的运动过程分为三个阶段,第一阶段ab为外电路,第二阶段ab相当于开路时的电源,第三阶段ab是接上外电路的电源。 总而言之,在高中物理教学中教师应引导学生开展自主探究性学习,从高考题入手,让学生自主分析探究例题,加以引导总结出规律,使学生感知高考命题的意图,剖析学生分析问题的思路,进而培养学生的能力。
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