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.巧妙地運用“類同 變換.“類似 變換.“類異 變換.可使復(fù)雜.陌生.抽象的問題變成簡單.熟悉.具體的題型.從而使問題大為簡化. 解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型.即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路.把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動勢的大小相當于電源電動勢.其余部分相當于外電路.并畫出等效電路圖.此時.處理問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.有時導(dǎo)體兩端有電壓.但沒有電流流過.這類似電源兩端有電勢差但沒有接入電路時.電流為零. [例3]據(jù)報道.1992年7月.美國“阿特蘭蒂斯 號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗.實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行.相對地面速度大約6.5×103 m/s.從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星.攜帶一根長20 km.電阻為800 Ω的金屬懸繩.使這根懸繩與地磁場垂直.做切割磁感線運動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強度為4×10-5T.且認為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計.通過電離層的作用.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)電動勢, (2)懸繩兩端的電壓, (3)航天飛機繞地球運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. 錯解分析:考生缺乏知識遷移運用能力和抽象概括能力.不能于現(xiàn)實情景中構(gòu)建模型(切割磁感線的導(dǎo)體棒模型)并進行模型轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為電源模型及直流電路模型).無法順利運用直流電路相關(guān)知識突破. 解題方法與技巧:將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢看作電源模型.當它通過電離層放電可看作直流電路模型.如圖所示. (1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢: 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)飛機繞地運行一周所需時間 t==s=9.1×103 s 則飛機繞地運行一圈輸出電能: E=UIt=2800×3×9.1×103 J=7.6×107 J [例4]如圖所示.豎直向上的勻強磁場.磁感應(yīng)強度B=0.5 T.并且以=0.1 T/s在變化.水平軌道電阻不計.且不計摩擦阻力.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)過多長時間才能吊起重物. 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)實際運算過程忽視了B的變化.將B代入F安=BIlab.導(dǎo)致錯解. 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)電動勢: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為順時針方向.再根據(jù)楞次定律可知磁場增加.在t時磁感應(yīng)強度為: B′ =(B+·t) ③ 此時安培力為 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.磁感強度為B=0.2T.磁場方向垂直紙面向里.半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置.磁場與環(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 (1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動.求棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時MN中的電動勢和流過燈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.若此時磁場隨時間均勻變化.其變化率為ΔB/Δt=4T/s.求L1的功率. 解析:(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO′ 的瞬時.MN中的電動勢 E1=B2a v=0.2×0.8×5=0.8V ① 等效電路如圖(1)所示.流過燈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)電動勢.相當于電源.燈L2為外電路.等效電路如圖(2)所示.感應(yīng)電動勢 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)某課題小組在測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗中.

(1)用如圖1所示的電路,測量得到下表數(shù)據(jù),請在如圖2所示的坐標圖中描繪U-R圖象.
實驗數(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)將上述圖象進行適當?shù)淖鴺俗儞Q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)電阻和電動勢的比值
電源的內(nèi)電阻和電動勢的比值

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

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(2013?溫州一模)兩個相距很近的等量異種點電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子.設(shè)相距為l,電荷量分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子,如圖所示.取二者連線方向為y軸方向,中點O為原點,建立如圖所示的xOy坐標系,p點距坐標原點O的距離為r(r>>l),p、O兩點間的連線與y軸正方向的夾角為θ,設(shè)無窮遠處的電勢為零,p點的電勢為φ,真空中靜電力常量為k.下面給出φ的四個表達式,其中只有一個是合理的.你可能不會求解p點的電勢φ,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性做出判斷.根據(jù)你的判斷,φ的合理表達式應(yīng)為( 。

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(2011?新余二模)如圖所示為一個半徑為R的均勻帶電圓環(huán),其單位長度帶電量為η.取環(huán)面中心O為原點,以垂直于環(huán)面的軸線為x軸.設(shè)軸上任意點P到O點的距離為x,以無限遠處為零電勢,P點電勢的大小為φ.下面給出φ的四個表達式(式中k為靜電力常量),其中只有一個是合理的.你可能不會求解此處的電勢φ,但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性進行判斷.根據(jù)你的判斷,φ的合理表達式應(yīng)為(  )

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(2005?和平區(qū)一模)像打點計時器一樣,光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當有物體從a、b間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間.
現(xiàn)利用圖乙所示裝置測量滑塊和長1m左右的木塊間的動摩擦因數(shù),圖中MN是水平桌面,Q是木板與桌面的接觸點,1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門,與之連接的兩個光電計時器(沒有畫出).此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游標卡尺測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)滑塊通過光電門1的速度v1=
1
1
m/s,滑塊通過光電門2的速度v2=
2.5
2.5
m/s.
(3)若僅提供一把米尺,已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間,為完成測量,除了研究v1、v2和兩個光電門之間的距離L外,還需測量的物理量是
P點到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點與Q點的距離a;斜面的長度b
P點到桌面高度h;重錘在桌面上所指的點與Q點的距離a;斜面的長度b
(說明各量的物理意義,同時指明代表物理量的字母).
(4)用(3)中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式μ=
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
h
a
-
b(v22-v12)
2Lga
 (用字母表示).

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(08年東北育才學(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式.四個學(xué)生的答案各不相同,不必檢查解題過程.就能肯定下面四個答案中哪幾個是錯誤的.(式中M、m表示質(zhì)量,K表示勁度系數(shù),μ表示動摩擦因數(shù),xs表示位移.表示重力加速度,v、u表示速度)

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同步練習(xí)冊答案