求解策略 變換物理模型.是將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相比較.分析異同并從中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系.從而建立起熟悉模型與未知現(xiàn)象之間相互關(guān)系的一種特殊解題方法.巧妙地運(yùn)用“類(lèi)同 變換.“類(lèi)似 變換.“類(lèi)異 變換.可使復(fù)雜.陌生.抽象的問(wèn)題變成簡(jiǎn)單.熟悉.具體的題型.從而使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化. 解決電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來(lái)啟發(fā)理解和變換物理模型.即把電磁感應(yīng)的問(wèn)題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路.把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì).其余部分相當(dāng)于外電路.并畫(huà)出等效電路圖.此時(shí).處理問(wèn)題的方法與閉合電路求解基本一致.惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中.有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓.但沒(méi)有電流流過(guò).這類(lèi)似電源兩端有電勢(shì)差但沒(méi)有接入電路時(shí).電流為零. [例3]據(jù)報(bào)道.1992年7月.美國(guó)“阿特蘭蒂斯 號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行.相對(duì)地面速度大約6.5×103 m/s.從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星.攜帶一根長(zhǎng)20 km.電阻為800 Ω的金屬懸繩.使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直.做切割磁感線運(yùn)動(dòng).假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5T.且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計(jì).通過(guò)電離層的作用.懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流.試求: (1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), (2)懸繩兩端的電壓, (3)航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為6400 km). 命題意圖:考查考生信息攝取.提煉.加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力. 錯(cuò)解分析:考生缺乏知識(shí)遷移運(yùn)用能力和抽象概括能力.不能于現(xiàn)實(shí)情景中構(gòu)建模型(切割磁感線的導(dǎo)體棒模型)并進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為電源模型及直流電路模型).無(wú)法順利運(yùn)用直流電路相關(guān)知識(shí)突破. 解題方法與技巧:將飛機(jī)下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)看作電源模型.當(dāng)它通過(guò)電離層放電可看作直流電路模型.如圖所示. (1)金屬繩產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì): E=Blv=4×10-5×20×103×6.5×103 V=5.2×103 V (2)懸繩兩端電壓.即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得: U=E-Ir=5.2×103-3×800 V=2.8×103 V (3)飛機(jī)繞地運(yùn)行一周所需時(shí)間 t==s=9.1×103 s 則飛機(jī)繞地運(yùn)行一圈輸出電能: E=UIt=2800×3×9.1×103 J=7.6×107 J [例4]如圖所示.豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T.并且以=0.1 T/s在變化.水平軌道電阻不計(jì).且不計(jì)摩擦阻力.寬0.5 m的導(dǎo)軌上放一電阻R0=0.1 Ω的導(dǎo)體棒.并用水平線通過(guò)定滑輪吊著質(zhì)量M=0.2 kg的重物.軌道左端連接的電阻R=0.4 Ω.圖中的l=0.8 m.求至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才能吊起重物. 命題意圖:考查理解能力.推理能力及分析綜合能力 錯(cuò)解分析:(1)不善于逆向思維.采取執(zhí)果索因的有效途徑探尋解題思路,(2)實(shí)際運(yùn)算過(guò)程忽視了B的變化.將B代入F安=BIlab.導(dǎo)致錯(cuò)解. 解題方法與技巧: 由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E= ① 由閉合電路歐姆定律可求出回路中電流 I= ② 由于安培力方向向左.應(yīng)用左手定則可判斷出電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?再根據(jù)楞次定律可知磁場(chǎng)增加.在t時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為: B′ =(B+·t) ③ 此時(shí)安培力為 F安=B′Ilab ④ 由受力分析可知 F安=mg ⑤ 由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù):t=495 s [例5]半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng).磁感強(qiáng)度為B=0.2T.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置.磁場(chǎng)與環(huán)面垂直.其中a=0.4m.b=0.6m.金屬環(huán)上分別接有燈L1.L2.兩燈的電阻均為R =2Ω.一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好.棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì) (1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng).求棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(shí)MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)燈L1的電流. (2)撤去中間的金屬棒MN.將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以O(shè)O′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90º.若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化.其變化率為ΔB/Δt=4T/s.求L1的功率. 解析:(1)棒滑過(guò)圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時(shí).MN中的電動(dòng)勢(shì) E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V ① 等效電路如圖(1)所示.流過(guò)燈L1的電流 I1=E1/R=0.8/2=0.4A ② (2)撤去中間的金屬棒MN.將右面的半圓環(huán)OL2O′ 以O(shè)O′ 為軸向上翻轉(zhuǎn)90º.半圓環(huán)OL1O′中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).相當(dāng)于電源.燈L2為外電路.等效電路如圖(2)所示.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V ③ L1的功率 P1=(E­2/2)2/R=1.28×102W 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(2013?鹽城三模)某課題小組在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)中.

(1)用如圖1所示的電路,測(cè)量得到下表數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谌鐖D2所示的坐標(biāo)圖中描繪U-R圖象.
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格
電阻箱電阻R(Ω) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 6.0 10.0
路端電壓U(V) 0 2.0 3.0 3.6 4.0 4.3 4.5 4.8 5.1 5.5
(2)某同學(xué)將上述圖象進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換后,圖線成了一次函數(shù)圖象,其中橫軸表示
1
R
,則縱軸表示的是
1
U
1
U
,此一次函數(shù)圖線斜率表示的物理意義是
電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)的比值
電源的內(nèi)電阻和電動(dòng)勢(shì)的比值

(3)在測(cè)量中,另一小組由于所選電源是兩節(jié)干電池(干電池正常工作時(shí)允許流過(guò)的電流不能大于0.3A),電路在滿足電流條件時(shí),電壓表示數(shù)總是大于1.5V.為了能測(cè)出從0到1.5V范圍內(nèi)U的不同值,他們經(jīng)過(guò)討論,對(duì)(1)中的電路進(jìn)行了改進(jìn),完成了實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你在如圖3所示的虛線框中畫(huà)出改進(jìn)后的電路圖.

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(2013?溫州一模)兩個(gè)相距很近的等量異種點(diǎn)電荷組成的系統(tǒng)稱(chēng)為電偶極子.設(shè)相距為l,電荷量分別為+q和-q的點(diǎn)電荷構(gòu)成電偶極子,如圖所示.取二者連線方向?yàn)閥軸方向,中點(diǎn)O為原點(diǎn),建立如圖所示的xOy坐標(biāo)系,p點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為r(r>>l),p、O兩點(diǎn)間的連線與y軸正方向的夾角為θ,設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零,p點(diǎn)的電勢(shì)為φ,真空中靜電力常量為k.下面給出φ的四個(gè)表達(dá)式,其中只有一個(gè)是合理的.你可能不會(huì)求解p點(diǎn)的電勢(shì)φ,但是你可以通過(guò)一定的物理分析,對(duì)下列表達(dá)式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷,φ的合理表達(dá)式應(yīng)為( �。�

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(2011?新余二模)如圖所示為一個(gè)半徑為R的均勻帶電圓環(huán),其單位長(zhǎng)度帶電量為η.取環(huán)面中心O為原點(diǎn),以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設(shè)軸上任意點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離為x,以無(wú)限遠(yuǎn)處為零電勢(shì),P點(diǎn)電勢(shì)的大小為φ.下面給出φ的四個(gè)表達(dá)式(式中k為靜電力常量),其中只有一個(gè)是合理的.你可能不會(huì)求解此處的電勢(shì)φ,但是你可以通過(guò)一定的物理分析,對(duì)下列表達(dá)式的合理性進(jìn)行判斷.根據(jù)你的判斷,φ的合理表達(dá)式應(yīng)為( �。�

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(2005?和平區(qū)一模)像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門(mén)的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.
現(xiàn)利用圖乙所示裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)1m左右的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén),與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器(沒(méi)有畫(huà)出).此外在木板頂端的P點(diǎn)還懸掛著一個(gè)鉛錘,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的上部擋板的寬度d,卡尺數(shù)如圖丙所示.
(1)讀出滑塊擋板的寬度d=
5.015
5.015
cm.
(2)滑塊通過(guò)光電門(mén)1的速度v1=
1
1
m/s,滑塊通過(guò)光電門(mén)2的速度v2=
2.5
2.5
m/s.
(3)若僅提供一把米尺,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測(cè)量,除了研究v1、v2和兩個(gè)光電門(mén)之間的距離L外,還需測(cè)量的物理量是
P點(diǎn)到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a;斜面的長(zhǎng)度b
P點(diǎn)到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點(diǎn)與Q點(diǎn)的距離a;斜面的長(zhǎng)度b
(說(shuō)明各量的物理意義,同時(shí)指明代表物理量的字母).
(4)用(3)中各量求解動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
 (用字母表示).

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(08年?yáng)|北育才學(xué)校一模)某班學(xué)生解一物理習(xí)題,題意是根據(jù)已知條件求解速度的表達(dá)式.四個(gè)學(xué)生的答案各不相同,不必檢查解題過(guò)程.就能肯定下面四個(gè)答案中哪幾個(gè)是錯(cuò)誤的.(式中M、m表示質(zhì)量,K表示勁度系數(shù),μ表示動(dòng)摩擦因數(shù),x、s表示位移.表示重力加速度,v、u表示速度)

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