高考物理：構(gòu)建模型使思路暢通無(wú)阻

2009-03-02 16:04:39 　來(lái)源：學(xué)科網(wǎng) 文章作者：匿名

　　電磁感應(yīng)是電磁學(xué)的核心內(nèi)容，也是高中物理綜合性較強(qiáng)的內(nèi)容之一，高考每年可能會(huì)考。題型有選擇、填空和等，難度在中檔左右，也經(jīng)常會(huì)以壓軸題出現(xiàn)。

　　在知識(shí)上，它既與電路的分析密切相關(guān)，又與力學(xué)中力的平衡、動(dòng)量定理、功能關(guān)系等知識(shí)有機(jī)結(jié)合。題目設(shè)計(jì)靈活性很強(qiáng)，復(fù)習(xí)難度較大，孩子掌握起來(lái)比較困難。對(duì)這章的復(fù)習(xí)一定要注意首先讓孩子理清概念，然后構(gòu)建模型，靈活應(yīng)用電路和力學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。

　　這章主要的問(wèn)題是電磁感應(yīng)與力、電的綜合問(wèn)題，主要有以下幾個(gè)模型：?jiǎn)螚U模型、雙桿模型、線(xiàn)框模型等。下面就高考中較常見(jiàn)的單桿模型加以分析。

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　　(一)從組合情況看有桿與電阻、桿與電容、桿與電感、桿與彈簧等;從導(dǎo)體桿所在的導(dǎo)軌看有“平面導(dǎo)軌”“斜面導(dǎo)軌”“豎直導(dǎo)軌”等。從運(yùn)動(dòng)形式看有單桿在磁場(chǎng)中“勻速運(yùn)動(dòng)”，單杠在磁場(chǎng)中“勻變速運(yùn)動(dòng)”，單桿在磁場(chǎng)中“變速運(yùn)動(dòng)”等。

　　(二)解答單桿問(wèn)題一般思路是：

　　1。找電源(單桿)畫(huà)等效電路，利用閉合電路歐姆定律求電流。

　　[例1]如圖所示，正方形線(xiàn)圈abcd繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)ad邊的固定軸oo1勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，角速度為，已知正方形線(xiàn)圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，每邊電阻值為R，現(xiàn)將a、b兩點(diǎn)通過(guò)阻值為R的電阻用導(dǎo)線(xiàn)連接，求通過(guò)電阻R的電流。

　　分析時(shí)要注意的是不能把整個(gè)金屬線(xiàn)圈abcd都看做是電源，這里切割磁感線(xiàn)的僅僅是bc邊，故這個(gè)電路的等效電路如圖所示。

　　2。抓住力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，通過(guò)分析單桿受力，結(jié)合運(yùn)動(dòng)過(guò)程，知道加速度和速度的關(guān)系，結(jié)合動(dòng)量定理、能量守恒就能解決。

　　[例2]如圖所示，足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌MN和PQ與R相連，平行地放在水平桌面上。質(zhì)量為m的金屬桿ab可以無(wú)摩擦地沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌與ab桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)軌平面。現(xiàn)給金屬桿ab一個(gè)瞬時(shí)沖量I0，使ab桿向右滑行。

　　(1)回路較大電流是多少?(2)當(dāng)滑行過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量為Q時(shí)，桿ab的加速度多大?(3)桿ab從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停下共滑行了多少距離?

　　(三)注意變桿問(wèn)題——由于切割長(zhǎng)度的變化造成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化

　　[例3]如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲(圖中粗線(xiàn)表示)，R1=4Ω、R2=8Ω(導(dǎo)軌其他部分電阻不計(jì))。導(dǎo)軌OAC的形狀滿(mǎn)足方程y=2sin(■x)(單位：m)。磁感強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長(zhǎng)的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導(dǎo)軌上從O點(diǎn)滑動(dòng)到C點(diǎn)，棒與導(dǎo)軌接觸良好且始終保持與OC導(dǎo)軌垂直，不計(jì)棒的電阻。求：(1)外力F的較大值;(2)金屬棒在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電阻絲R1上消耗的較大功率;(3)在滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)金屬棒的電流I與時(shí)間t的關(guān)系。

　　(四)注意單桿切割與磁場(chǎng)改變同時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。

　　[例4]如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上，每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可忽略的導(dǎo)線(xiàn)相連，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面，已知磁感強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s。一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中保持與導(dǎo)軌垂直，在t=0時(shí)，金屬桿緊靠在P、Q端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從靜止開(kāi)始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力。

　　理清概念

　　構(gòu)建清晰知識(shí)脈絡(luò)

　　(一)整體上來(lái)說(shuō)對(duì)于這章內(nèi)容在復(fù)習(xí)時(shí)要把握一個(gè)“變”字，對(duì)于“變”字的理解有三個(gè)層次：

　　1。變與不變——電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件(即產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，如果電路閉合即產(chǎn)生感應(yīng)電流)

　　2。怎么變(增加、減少)——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向(楞次定律——增反減同)

　　3。變化的快慢——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(法拉第電磁感應(yīng)定律——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與磁通量變化率呈正比)

　　(二)同時(shí)復(fù)習(xí)時(shí)要注意比較法拉第電磁感應(yīng)E=n■定律及推導(dǎo)式E=Blvsinθ

　　(三)明確電量的求法

　　(四)明確自感現(xiàn)象中燈泡亮度的變化PQ