題型三計(jì)算題-2-題型分析增分策略計(jì)算題文字?jǐn)⑹隽恳话爿^大,往往涉及多個(gè)物理過(guò)程;所給物理情境較復(fù)雜,涉及的物理模型較多且不明顯,甚至很隱蔽;要運(yùn)用較多的物理規(guī)律進(jìn)行論證或計(jì)算才能求得結(jié)論;題目的分值也較重。高考中的計(jì)算題考點(diǎn)相對(duì)固定,主要有以下幾個(gè)方面:勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用;用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)處理多過(guò)程問(wèn)題;帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問(wèn)題。-3-題型分析增分策略一、審題要慢,答題要快只有認(rèn)真審題,透徹理解命題的意圖、試題給定的物理情境、各物理量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、物理過(guò)程所遵循的物理規(guī)律,才能快速正確答題。所謂審題要慢,就是要仔細(xì),要審?fù)?關(guān)鍵的詞句理解要到位,能夠深入挖掘試題的條件,提取解題所需要的相關(guān)信息,排除干擾因素。要做到這些,必須通讀試題,對(duì)于括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容,千萬(wàn)不要忽視。-4-題型分析增分策略二、建立模型,總體把握建模是解題過(guò)程中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),無(wú)論是簡(jiǎn)單問(wèn)題還是復(fù)雜問(wèn)題,都需要正確建立模型。建?？梢詮摹皵?shù)、形、鏈”三個(gè)方面進(jìn)行。所謂“數(shù)”即物理量,可以是具體數(shù)據(jù),也可以是符號(hào);所謂“形”,就是將題設(shè)物理情境以圖形的形式呈現(xiàn)出來(lái);所謂“鏈”,即情境鏈接和條件關(guān)聯(lián)。情境鏈接就是將物理情境分解成各個(gè)物理子過(guò)程,并將這些子過(guò)程由“數(shù)、形”有機(jī)地鏈接起來(lái),條件關(guān)聯(lián)即“數(shù)”間關(guān)聯(lián)或存在的臨界條件關(guān)聯(lián)等?！皵?shù)、形、鏈”三位一體,三維建模,一般分三步:-5-題型分析增分策略1.分析和分解物理過(guò)程,確定不同過(guò)程的初、末狀態(tài),將狀態(tài)量與過(guò)程量對(duì)應(yīng)起來(lái)。2.畫出關(guān)聯(lián)整個(gè)物理過(guò)程的思維導(dǎo)圖,對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用過(guò)程,直接畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程草圖。3.在圖上標(biāo)出物理過(guò)程和對(duì)應(yīng)的物理量,建立情境鏈接和條件關(guān)聯(lián),完成情境模型。-6-題型分析增分策略三、必要的文字說(shuō)明必要的文字說(shuō)明的目的是說(shuō)明物理過(guò)程和答題依據(jù),應(yīng)該從以下幾個(gè)方面給予考慮:1.說(shuō)明研究對(duì)象(個(gè)體或系統(tǒng),尤其是要用整體法和隔離法相結(jié)合求解的題目,一定要注意研究對(duì)象的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化問(wèn)題)。2.畫出受力分析圖、電路圖、光路圖或運(yùn)動(dòng)過(guò)程的示意圖。3.說(shuō)明所設(shè)字母的物理意義。4.說(shuō)明規(guī)定的正方向、零勢(shì)能點(diǎn)(面)。5.說(shuō)明題目中的隱含條件、臨界條件。6.說(shuō)明所列方程的依據(jù)、名稱及對(duì)應(yīng)的物理過(guò)程或物理狀態(tài)。7.說(shuō)明所求結(jié)果的物理意義(有時(shí)需要討論分析)。-7-題型分析增分策略四、要有必要的方程式物理方程式是表達(dá)的主體,如何寫出,要重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn):1.寫出的方程式(這是評(píng)分依據(jù))必須是最基本的,不能以變形的結(jié)果式代替方程式(這是相當(dāng)多的考生所忽視的)。如帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)有qvB= ,而不是其變形結(jié)果式 。2.先寫表達(dá)式,后統(tǒng)一代入數(shù)值運(yùn)算。3.保持方程形式,不要用連等式,不斷地“續(xù)”進(jìn)一些內(nèi)容。4.方程式用到多個(gè)的,應(yīng)分式布列(分步得分),不要合寫一式,以免一錯(cuò)而導(dǎo)致全錯(cuò),對(duì)各方程式最好能編號(hào)。-8-題型分析增分策略五、要有必要的演算過(guò)程及明確的結(jié)果1.演算時(shí)一般先進(jìn)行推導(dǎo)運(yùn)算,從列出的一系列方程推導(dǎo)出結(jié)果的表達(dá)式,最后代入數(shù)據(jù)得出結(jié)果。這樣既有利于減輕運(yùn)算負(fù)擔(dān),又有利于一般規(guī)律的發(fā)現(xiàn),同時(shí)也能避免中間環(huán)節(jié)運(yùn)算錯(cuò)誤,導(dǎo)致整個(gè)運(yùn)算過(guò)程全部錯(cuò)誤。2.數(shù)據(jù)的書寫一般要用科學(xué)記數(shù)法。3.計(jì)算結(jié)果有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)根據(jù)題意確定,一般應(yīng)與題目中的數(shù)據(jù)相近,取兩位或三位即可。如有特殊要求,應(yīng)按要求確定。4.計(jì)算結(jié)果是數(shù)據(jù)的要有單位,若結(jié)果是字母符號(hào)的不用帶單位。-9-題型分析增分策略六、解題過(guò)程中的小竅門1.“代入數(shù)據(jù)”解方程的具體過(guò)程,可以不寫出。2.所涉及的幾何關(guān)系只需寫出判斷結(jié)果而不必證明。3.重要結(jié)論的文字表述要寫出來(lái)。4.所求的方程若有多個(gè)解,都要寫出來(lái),然后通過(guò)討論,舍去不符合條件的。5.數(shù)字相乘時(shí),數(shù)字之間不要用“”,而應(yīng)用“”進(jìn)行連接;相除時(shí)也不要用“”,而應(yīng)用分式。-10-題型分析增分策略七、使用各種字母符號(hào)要規(guī)范1.字母符號(hào)要書寫清楚、規(guī)范,忌字跡潦草。閱卷時(shí)因?yàn)椤皏、r、”不分,“M、m”或“L、l”大小寫不分,“G”的草體像“a”,希臘字母“、”筆順或形狀不對(duì)而被扣分也屢見(jiàn)不鮮。2.尊重題目所給定的符號(hào),一定不要再另立符號(hào)。如題目給出半徑是r,若寫成R就算錯(cuò)。3.一個(gè)字母在一個(gè)題目中只能用來(lái)表示一個(gè)物理量,忌一字母多用;一個(gè)物理量在同一題中不能有多個(gè)符號(hào),以免混淆。4.尊重習(xí)慣用法。如拉力用F,摩擦力用Ff表示,閱卷人一看便明白,如果用反了就會(huì)帶來(lái)誤解。-11-題型分析增分策略5.角標(biāo)要講究。角標(biāo)的位置應(yīng)當(dāng)在右下角(表征物理量特點(diǎn)),比字母本身小許多。角標(biāo)的選用亦應(yīng)講究,如通過(guò)A點(diǎn)的速度用“vA”就比用“v1”好;通過(guò)某相同點(diǎn)的速度,按時(shí)間順序第一次用“v1”、第二次用“v2”就很清楚,如果倒置,必然帶來(lái)誤解。6.物理量單位的符號(hào)源于人名的單位,由單個(gè)字母表示的應(yīng)大寫,如庫(kù)侖C、亨利H;由兩個(gè)字母組成的單位,一般前面的字母用大寫,后面的字母用小寫,如Hz、Wb。-12-題型分析增分策略八、學(xué)科語(yǔ)言要規(guī)范1.學(xué)科術(shù)語(yǔ)要規(guī)范。如“定律”“定理”“公式”“關(guān)系”“定則”等詞要準(zhǔn)確,不要有“牛頓運(yùn)動(dòng)定理”“動(dòng)能定律”“四邊形公式”“油標(biāo)卡尺”等錯(cuò)誤說(shuō)法。2.語(yǔ)言要富有學(xué)科特色。如在有圖示的坐標(biāo)系中將某方向說(shuō)成“西南方向”“南偏西45”“向左下方”等均是不規(guī)范的,應(yīng)說(shuō)成“與x軸正方向的夾角為135”或“如圖所示”等。-13-題型分析增分策略九、繪制圖形、圖象要清晰、準(zhǔn)確1.必須用鉛筆(便于修改)、圓規(guī)、刻度尺、三角板繪制,反對(duì)隨心所欲徒手畫。2.畫出的示意圖(受力分析圖、電路圖、光路圖、運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖等)應(yīng)大致能反映有關(guān)量的關(guān)系,圖文要對(duì)應(yīng)。3.畫函數(shù)圖象時(shí),要畫好坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸上的箭頭,標(biāo)好物理量的符號(hào)、單位及坐標(biāo)軸上的數(shù)據(jù)。-14-一二一、力學(xué)計(jì)算題一、力學(xué)計(jì)算題熱點(diǎn)例析一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、受力分析與數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用例1如圖所示,一質(zhì)量m=0.4 kg 的小物塊,以v0=2 m/s的初速度,在與斜面成某一夾角的拉力F作用下,沿粗糙斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)t=2 s 的時(shí)間物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)的速度為8 m/s,已知斜面傾角=30,重力加速度g取10 m/s2。(1)求物塊加速度的大小及A、B間的距離。 (2)若拉力F與水平面夾角為60時(shí),所用拉力為 N,則動(dòng)摩擦因數(shù)為多大?-15-一二-16-一二(2)設(shè)物塊所受支持力為FN,所受摩擦力為Ff,拉力與斜面間的夾角為,受力分析如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系=60-=30由牛頓第二定律得Fcos -mgsin -Ff=maFsin +FN-mgcos =0Ff=FN-17-一二技巧點(diǎn)撥牛頓運(yùn)動(dòng)定律的兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,實(shí)際上就是力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的問(wèn)題。當(dāng)知道了物體的受力情況,就可以根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,進(jìn)而結(jié)合物體的初始條件確定它做什么運(yùn)動(dòng);當(dāng)知道了物體的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度,再根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出物體受的力?？梢?jiàn)加速度是十分關(guān)鍵的物理量。-18-一二二、動(dòng)力學(xué)和能量轉(zhuǎn)化與守恒的綜合應(yīng)用例2如圖所示,一根輕繩繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪,兩端分別連接物塊A和B,B的下面通過(guò)輕繩連接物塊C,A鎖定在地面上。已知B和C的質(zhì)量均為m,A的質(zhì)量為 m,B和C之間的輕繩長(zhǎng)度為l,初始時(shí)C離地的高度也為l。現(xiàn)解除對(duì)A的鎖定,物塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)物塊可視為質(zhì)點(diǎn),落地后不反彈。重力加速度大小為g。求:(1)A剛上升時(shí)的加速度大小a;(2)A上升過(guò)程的最大速度大小vm;(3)A離地的最大高度H。-19-一二-20-一二技巧點(diǎn)撥(1)分析物體在每段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),從而分析出物體在運(yùn)動(dòng)中遵循的規(guī)律。在應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)首先要弄清物體的受力情況和做功情況。(2)應(yīng)用動(dòng)能定理列式時(shí)要注意運(yùn)動(dòng)過(guò)程的選取,可以全過(guò)程列式,也可以分過(guò)程列式。-21-一二拓展訓(xùn)練(2016全國(guó)卷)輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長(zhǎng)度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長(zhǎng)度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.5。用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長(zhǎng)度l,然后放開(kāi),P開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g。 (1)若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小,以及它離開(kāi)圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離。(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P的質(zhì)量的取值范圍。-22-一二解析 (1)依題意,當(dāng)彈簧豎直放置,長(zhǎng)度被壓縮至l時(shí),質(zhì)量為5m的物體的動(dòng)能為零,其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。由機(jī)械能守恒定律,彈簧長(zhǎng)度為l時(shí)的彈性勢(shì)能為Ep=5mgl設(shè)P的質(zhì)量為m,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB,由能量守恒定律得-23-一二-24-一二-25-一二三、動(dòng)量守恒定律在動(dòng)力學(xué)中的綜合應(yīng)用例3如圖所示,光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊A、B、C,質(zhì)量分別為mA=mC=2m,mB=m,A、B用細(xì)繩連接,中間有一壓縮的輕彈簧(彈簧與滑塊不拴接)。開(kāi)始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng),C靜止。某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開(kāi),A、B被彈開(kāi),然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,最終三滑塊速度恰好相同。求:(1)B與C碰撞前A、B的速度;(2)彈簧具有的彈性勢(shì)能。-26-一二解析 (1)A、B被彈開(kāi)的過(guò)程中,A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)彈開(kāi)后A、B速度分別為vA、vB,有3mv0=2mvA+mvB全過(guò)程動(dòng)量守恒,3mv0=5mvA-27-一二規(guī)律方法靈活運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決問(wèn)題1.分析題意,明確研究系統(tǒng)。2.分析系統(tǒng)的受力情況,判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒。3.規(guī)定正方向,確定系統(tǒng)的始末狀態(tài)動(dòng)量的大小及方向。注意:在研究地面上物體間相互作用的過(guò)程時(shí),各物體運(yùn)動(dòng)的速度一般取地面為參考系。4.根據(jù)動(dòng)量守恒定律列方程求解。5.對(duì)求解的結(jié)果加以分析、驗(yàn)證和說(shuō)明。-28-一二二、電磁學(xué)計(jì)算題二、電磁學(xué)計(jì)算題熱點(diǎn)例析一、帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1在如圖所示的xOy坐標(biāo)系的第一象限的三角形區(qū)域AOB內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),將一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(重力不計(jì))從坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0垂直于AB射入磁場(chǎng)。已知A的坐標(biāo)為 ,B的坐標(biāo)為(3a,0)。(1)欲使粒子能夠再次經(jīng)過(guò)x軸上的OB段,求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值及在磁感應(yīng)強(qiáng)度最小的情況下粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程。(2)在第(1)問(wèn)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的情況下,在第四象限另有一矩形磁場(chǎng),使粒子經(jīng)過(guò)x軸后立即進(jìn)入該磁場(chǎng),然后粒子恰好從B點(diǎn)離開(kāi)此矩形磁場(chǎng)返回到第一象限,求該磁場(chǎng)的最小面積(取 =1.732)。-29-一二答案 見(jiàn)解析解析 (1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的軌跡圓與磁場(chǎng)邊界相切時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,如圖甲所示。甲 -30-一二(2)如圖乙所示,粒子進(jìn)入第四象限矩形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度方向與x軸正方向成60角斜向下根據(jù)幾何關(guān)系,有乙 -31-一二技巧點(diǎn)撥(1)判定洛倫茲力的方向用左手定則,特別注意是負(fù)電荷的情況。(2)根據(jù)題意,認(rèn)真審題,確定圓心和半徑,畫出軌跡示意圖。(3)確定半徑的方法:作出輔助線,構(gòu)成直角三角形,利用勾股定理或函數(shù)關(guān)系進(jìn)行求解。-32-一二例2如圖甲所示,豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大,電場(chǎng)強(qiáng)度E=40 N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻,一質(zhì)量m=810-4 kg、電荷量q=+210-4 C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12 m/s,O是擋板MN上一點(diǎn),直線OO與擋板MN垂直,g取10 m/s2。-33-一二(1)求微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO時(shí)與O點(diǎn)的距離;(2)求微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開(kāi)直線OO的最大高度;(3)水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,求擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。答案 (1)1.2 m(2)2.48 m(3)l=(2.4n+1.8) m(n=0,1,2,)-34-一二解析 (1)根據(jù)題意可知,微粒所受的重力G=mg=810-3 N靜電力大小F=qE=810-3 N因此重力與靜電力平衡在05 s時(shí)間內(nèi)微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),得T=10 s則微粒在5 s內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周,再次經(jīng)直線OO時(shí)與O點(diǎn)的距離l=2R將數(shù)據(jù)代入上式解得l=1.2 m。-35-一二(2)微粒運(yùn)動(dòng)半周后向上勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=5 s;在1015 s時(shí)間內(nèi),又做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示,-36-一二-37-一二技巧點(diǎn)撥解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的突破口是合理選取研究過(guò)程,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。-38-一二拓展訓(xùn)練1如圖所示,足夠大的熒光屏ON垂直于xOy坐標(biāo)面,與x軸夾角為30,當(dāng)y軸與ON間有沿+y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),一質(zhì)量為m、電荷量為-q的離子從y軸上的P點(diǎn),以速度v0、沿x軸正向射入電場(chǎng),恰好垂直打到熒光屏上的M點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。現(xiàn)撤去電場(chǎng),在y軸與ON間加上垂直坐標(biāo)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),相同的離子仍以速度v0從y軸上的Q點(diǎn)沿x軸正向射入磁場(chǎng),也恰好垂直打到熒光屏上的M點(diǎn),離子的重力不計(jì)。-39-一二(1)求離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1。(2)求P點(diǎn)距O點(diǎn)的距離y1和離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小a。(3)若相同的離子分別從y軸上的不同位置以速度v=ky(y0,k為常數(shù))、沿x軸正向射入磁場(chǎng),離子都能打到熒光屏上,求k應(yīng)滿足的條件。-40-一二-41-一二-42-一二二、應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)問(wèn)題例3如圖所示,通過(guò)水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框,為了檢測(cè)出個(gè)別未閉合的不合格線框,讓線框隨傳送帶通過(guò)一固定勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(磁場(chǎng)方向垂直于傳送帶平面向下),觀察線框進(jìn)入磁場(chǎng)后是否相對(duì)傳送帶滑動(dòng)就能夠檢測(cè)出未閉合的不合格線框。已知磁場(chǎng)邊界MN、PQ與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直,MN與PQ間的距離為d,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。各線框質(zhì)量均為m,電阻均為R,邊長(zhǎng)均為l(ld);傳送帶以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng),線框與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g。線框在進(jìn)入磁場(chǎng)前與傳送帶的速度相同,其右側(cè)邊平行于MN進(jìn)入磁場(chǎng),當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過(guò)邊界PQ時(shí)又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng),且在傳送帶上線框始終保持右側(cè)邊平行于磁場(chǎng)邊界。對(duì)于閉合線框,求:-43-一二(1)線框的右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受安培力的大小;(2)線框在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)加速度的最大值以及速度的最小值;(3)從線框右側(cè)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中,傳送帶對(duì)該閉合銅線框做的功。答案 見(jiàn)解析 -44-一二-45-一二(3)線框從右側(cè)邊進(jìn)入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至磁場(chǎng)邊界PQ的過(guò)程中線框受摩擦力Ff=mg由功的公式WFf1=Ffd解得 WFf1=mgd閉合線框出磁場(chǎng)與進(jìn)入磁場(chǎng)的受力情況相同,則完全從磁場(chǎng)出來(lái)的瞬間速度為v;在線框完全出磁場(chǎng)后到與傳送帶速度相同的過(guò)程中,設(shè)其位移為x解得x=d-l閉合線框從其右側(cè)邊剛出磁場(chǎng)到與傳送帶共速的過(guò)程中位移x=x+l=d在此過(guò)程中摩擦力做功WFf2=mgd因此,閉合銅線框從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到穿出磁場(chǎng)后又相對(duì)傳送帶靜止的過(guò)程中,傳送帶對(duì)閉合銅線框做的功W= WFf1+WFf2=2mgd。-46-一二技巧點(diǎn)撥解決這類問(wèn)題的基本方法:(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。(2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。(4)感應(yīng)電路中的功能關(guān)系分析:準(zhǔn)確把握安培力的特點(diǎn): F=BIl= v(B與I垂直)。功是能量轉(zhuǎn)化的量度:“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;同理,安培力做功的過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程,安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。-47-一二拓展訓(xùn)練2如圖所示,兩條相同的L形金屬導(dǎo)軌平行固定且相距d=1 m。LM、OP在同一水平面上且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=1 T;MN、PQ與水平面成37角,有垂直于軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=3 T。金屬棒ab質(zhì)量為m1=0.2 kg、電阻R1=1 ,金屬棒ef質(zhì)量為m2=0.5 kg、電阻為R2=2 ,其他電阻不計(jì)。ab置于光滑水平導(dǎo)軌上,ef置于動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5的傾斜導(dǎo)軌上,均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。從t=0時(shí)刻起,ab棒在水平恒力F1的作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),ef棒在沿斜面向上的力F2的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)ab棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去力F2,金屬棒ef恰好不向上滑動(dòng)(設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,ab始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2。求:-48-一二(1)當(dāng)金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),其速度為多大;(2)金屬棒ab在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度的大小;(3)金屬棒ab從靜止開(kāi)始到勻速運(yùn)動(dòng)用時(shí)1.2 s,此過(guò)程中金屬棒ef產(chǎn)生的焦耳熱為多少。答案 (1)5 m/s(2)8.3 m/s2(3)1.7 J -49-一二解析 (1)金屬棒ef恰好不上滑, 由平衡條件得m2gsin 37+m2gcos 37=B2Id由閉合電路歐姆定律得E=I(R1+R2)金屬棒ab產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E=B1dv解得v=5 m/s。(2)金屬棒ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),由平衡條件得F1=B1Id也就是金屬棒ab在受到F1作用還沒(méi)有滑動(dòng)時(shí),加速度最大,由牛頓第二定律得 。-50-一二