备考高考物理一轮金牌训练 第二部分 专题八 第3讲　计算题突破课件

第3讲计算题突破随着试题量的减少，广东物理高考越来越突出主干知识的考查高中物理主干知识主要有：牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、万有引力定律、匀速圆周运动及其向心力、平抛运动、电磁感应定律、带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒定律、动能定律、机械能守恒定律、能量守恒等理综物理考题有两道计算题，其中一道是力学综合题，一道是电学综合题广东理综 2010 年第一道考查力学，第二道考查电学，考题总体难度较低，对尖子生的甄别性不高而物理最能甄别考生能力的就是力学综合题，于是 2011 年考题刚好出现位置调转，把力学综合题作为了压轴题考查这两年计算题考查的知识点保持稳定，力学综合题主要涉及功能关系、动量守恒、圆周运动等主干知识；电学综合题主要考查带电粒子在磁场中的运动，只不过 2011 年的考题多考查了加速电场对 2012 年计算题的预测：第一道很有可能考电磁感应综合问题，还可能会结合安培力来考查；第二道则仍然可能是动量与能量方面的力学综合题，甚至还有可能参入电场或者磁场一起来考查压轴题会设多个小问，设三个小问的可能性最大，前两问难度不会太大，第三问一定是为极少数物理尖子生而设置由于命题有一定的偶然性，希望考生在心理上有所准备复习时应该把高中物理主干知识的计算题都弄透彻，还要能灵活地把几部分知识综合起来解题另外，由于时间限制，物理科所承载的“应用数学处理物理问题的能力”考查肯定会受到削弱，计算题和实验题可以肯定不会有烦琐的数学运算，转而考查一些在物理中常用的基础数学工具，如：图象、三角函数、简单几何关系等一、斜面问题斜面模型是中学物理最常见的模型之一，各级各类考题都会出现，涉及的内容有力学、电学等相关方法有整体与隔离法、极值法、极限法等，是属于考查考生分析、推理能力的模型之一在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题思维发散1求解以下各类斜面问题：有一如图 831 所示的斜面装置图 831(1)一个质量为 m 的滑块沿倾角为的光滑斜面 M 由静止自由下滑，如图 831 所示，斜面 M 静止不动，重力加速度为 g，则滑块下滑的加速度为多少？答案：gsin (2)若斜面不光滑，滑块与斜面之间的动摩擦因数为，其他条件不变，则滑块下滑的加速度为多少？答案：g(sin cos )(3)若滑块能沿倾角为的斜面匀速下滑，则 m 与 M 之间的动摩擦因数为多少？答案：tan (4)自由释放的滑块在斜面上，其他条件同(2)，则：静止或匀速下滑时，斜面 M 对水平地面的摩擦力为_；地面对斜面的支持力 N_(Mm)g(填“”、“”或“”)；零右加速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向_，地面对斜面的支持力 N_(Mm)g；减速下滑时，斜面对水平地面的静摩擦力水平向_，地面对斜面的支持力 N_(Mm)g.(5)若给质量为 m 的滑块一个沿斜面向上的初速度 v0，让其从底部沿斜面滑行，斜面足够长，且滑块与斜面之间的动摩擦因数为，则滑块运动的加速度为多少？滑块运动到最高点所需要的时间为多少？滑块上滑的最大高度又为多少？(6)对于(5)，如果把斜面改为水平面(可以理解为倾角0的斜面)，其他条件不变，则滑块的加速度为多少？滑块停下来所需要的时间为多少？此时滑块的位移为多少？(7)如图 832 所示，m 能在光滑斜面上与 M 保持相对静止并一起向右匀加速运动，则 m 的加速度为多少？图 832答案：gtan (8)在倾角为的足够长的斜面上以速度 v0 平抛一小球(如图 833 所示)，则小球落到斜面上的时间 t 为多长？小球在斜面上的抛出点和落点之间的距离多大？落到斜面上时速度的方向与水平方向的夹角与斜面倾角之间存在什么样的关系？图 833(9)同第(1)小题所述，但若小滑块带正电，带电量为 q，且整个装置置于垂直纸面向外的磁感强度为 B 的匀强磁场中，则滑块开始做什么样的运动？从静止开始运动到离开斜面(足够长)所用时间为多少？沿斜面下滑的距离有多长？(10)同第(2)小题所述，但若小滑块带负电，带电量为 q，且整个装置置于水平向左且电场强度为 E 的匀强电场中，则要使滑块能够在斜面上由静止开始下滑，需要满足什么样的条件？若能下滑，且在斜面上滑行了 L 长的距离，则滑块做什么样的运动？用了多长时间？此时滑块的速度为多大？(11) 如图 834 所示，各接触面均光滑时，斜面 M 底边的长度为 L，在小球 m 从斜面顶端滑下的过程中，则斜面后退的位移 s 为多大？图 834答案：mLMm(用动量守恒定律解答)(12) 在如图 8 3 5 所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ 平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L.M、P 两点间接有阻值为 R 的电阻一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上导轨和金属杆的电阻以及它们之间的摩擦都可忽略让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，则在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，ab 杆中的电流为多大？其加速度的大小为多少？在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值为多大？若 ab 杆达到最大速度时在斜面上滑行的距离为 s，则整个过程中产生的焦耳热为多少？图 835二、叠加体模型叠加体模型在历年的高考中频繁出现，一般需求解它们之间的摩擦力、相对滑动路程、摩擦生热、多次作用后的速度变化等，另外广义的叠加体模型可以有许多变化，涉及的问题更多如 2010 年高考天津卷第 10 题、宁夏卷第 20 题、山东卷第 24 题，2011 年高考全国卷的第 15 题、北京卷第 24题、江苏卷第 6 题、四川卷第 25 题等叠加体模型有较多的变化，解题时往往需要进行综合分析，下列这几个典型的情境和结论需要熟记和灵活运用思维发散2质量为 M 的长木板 B 静止放在水平地面上，质量为m 的小物块 A(可视为质点)叠放在长木板 B 上试根据下面不同条件进行分析和解题：(1)如图 836，A 以水平初速 v0 冲上木板 B，并恰好不从 B 木板上掉下已知 A、B 间的动摩擦因数为，地面光滑求这一过程中：图 836A、B 各自做什么样的运动？加速度分别为多少？方向如何？A 滑到 B 的右端时速度为多少？物块 A 的动能减少了多少？答案：A 做匀减速直线运动、B 做匀加速直线运动木板 B 的动能增加了多少？系统机械能的减少量为多少？A、B 各自的位移为多少？系统产生了多少热量？长木板有多长？推广： 类似这样的物理模型有：子弹打木块模型，小球在弧形光滑轨道上滑动，小车上单摆的摆动过程，一静一动的同种电荷追碰运动等(2)如图 837，地面光滑，A 静止放在 B 最左端，现用一水平向右的恒力 F 作用在 A 上，使 A 从静止开始做匀加速直线运动已知 A、B 间的动摩擦因数为，木板 B 长度为L，当 A 滑到 B 的最右端时木板 B 运动的位移为 x，则这一过程中：图 837A、B 受到的摩擦力的方向是什么？各自做什么样的运动？答案：A 受到 B 所给的水平向左的摩擦力，B 受到 A 所给的水平向右的摩擦力 A、B 都做匀加速直线运动A、B 的加速度分别为多少？方向如何？摩擦力对 A 做的功为多少？合外力对 A 做的功为多少？答案：mg(xL)(Fmg)(xL) 摩擦力对 B 做的功为多少？合外力对 B 做的功为多少？答案：mgxmgxA 到达 B 最右端时，A、B 具有的动能分别为多少？答案：(Fmg)(xL)mgxA、B 组成的系统产生了多少内能？答案：mgL要使 A、B 相对滑动，外力 F 至少为多大？(3)如图 838，质量为 M 的平板车 B 左端放有质量为m 的物块 A(看成质点)，A 与 B 之间的动摩擦因数0.5.开始时 A 和 B 以 v06 m/s 的速度向右在光滑水平面上前进，并使车 B 与墙发生正碰，设碰撞时间及短，且碰撞后车 B 的速率与碰前的相等，车身足够长，要使物块 A 不能与墙相碰，取 g10 m/s2：图 838以下小问的前提条件是：M2 kg，m1 kg.第一次碰以后的运动过程中，谁会反向运动？A、B各自做什么运动？最终运动情况怎样？小车能否第二次与墙发生碰撞？答案：A 反向A 先做匀减速直线运动，然后反向做匀加速直线运动，B 一直做匀速减直线运动，达到共同速度后小车不能与墙发生第二次最终 A、B 一起向左做匀速运动碰撞求第一次碰后 A、B 能再次达到的共同速度和此时 A在 B 上滑行的距离以下小问的前提条件是：M1 kg，m2 kg.第一次碰以后运动的过程中，谁会反向运动？A、B各自做什么运动？最终运动情况怎样？小车能否第二次与墙发生碰撞？答案：B 反向A 一直做匀速减直线运动，B 先做匀减速直线运动，然后反向做匀加速直线运动，达到共同速度后最终 A、B 一起向右做匀速运动，然后再次碰墙，碰后运动情况和第一次碰一样，但小车离开墙的最大距离越来越短，经过无数次碰墙后，最终小车靠墙停下来，小车肯定能与墙发生第二次碰撞求第一次碰后 B 离开墙的最大距离；答案：1.8 m若能再次碰墙，试判断小车 B 第二次碰墙前是否与 A达到共同速度？为使物块始终不会滑出平板车右端，平板车至少多长？三、含弹簧的物理模型纵观历年的高考试题，和弹簧有关的物理试题占有相当大的比重高考命题常以弹簧为载体设计出各类试题，这类试题涉及静力学问题、动力学问题、动量守恒和能量守恒问题、振动问题、功能问题等，几乎贯穿了整个力学的知识体系为了帮助同学们掌握这类试题的分析方法，现将有关弹簧问题分类进行剖析对于弹簧，从受力角度看，弹簧上的弹力是变力；从能量角度看，弹簧是个储能元件因此，弹簧问题能很好地考查学生的综合分析能力，备受高考命题老师的青睐题目类型有：静力学中的弹簧问题、动力学中的弹簧问题、与动量和能量有关的弹簧问题思维发散3求解以下各类弹簧类问题：(1)如图 839 所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为 F 的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作用中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧的质量都为零，以 l1、l2 、 l3 、 l4依次表示四个弹簧的伸长量，则四者关系是_图 839解：当弹簧处于静止(或匀速运动)时，弹簧两端受力大小相等，产生的弹力也相等，用其中任意一端产生的弹力代入胡克定律即可求形变当弹簧处于加速运动状态时，以弹簧为研究对象，由于其质量为零，无论加速度 a 为多少，仍然可以得到弹簧两端受力大小相等由于弹簧弹力 F弹与施加在弹簧上的外力 F 是作用力与反作用的关系，因此，弹簧的弹力也处处相等，与静止情况没有区别在题目所述四种情况中，由于弹簧的右端受到大小皆为 F 的拉力作用，且弹簧质量都为零，根据作用力与反作用力的关系，弹簧产生的弹力大小皆为 F，又由四个弹簧完全相同，根据胡克定律，它们的伸长量皆相等， 即 l1l2l3l4.(2)如图 8310 所示，两木块 A、B 的质量分别为 m1和 m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为 k1 和 k2，两弹簧分别连接 A、B，整个系统处于平衡状态现缓慢向上提木块 A，直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零，则在此过程中 A 和B 的重力势能共增加了多少？图 8310解：取 A、B 以及它们之间的弹簧组成的整体为研究对象，则当下面的弹簧对地面的压力为零时，向上提 A 的力 F恰好为：F(m1m2)g设这一过程中上面和下面的弹簧分别伸长 x1、x2，如图63 所示，由胡克定律得：图 63(3)一弹簧秤秤盘的质量 m1 1.5 kg，盘内放一质量 m210.5 kg 的物体 P，弹簧的质量不计，其劲度系数 k800N/m，整个系统处于静止状态，如图 8311 所示现给 P施加一个竖直向上的力 F，使 P 从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初 0.2 s 内 F 是变化的，在 0.2 s 后是恒定的，求 F 的最大值和最小值(取 g10 m/s2)图 8311(4)如图 8312 所示，用轻弹簧将质量均为 m1 kg 的物块 A 和 B 连接起来，将它们固定在空中，弹簧处于原长状态，A 距地面的高度 h10.90 m同时释放两物块，A 与地面碰撞后速度立即变为零，由于 B 压缩弹簧后被反弹，使 A 刚好能离开地面(但不继续上升)若将 B 物块换为质量为 2m 的物块 C(图中未画出)，仍将它与 A 固定在空中且弹簧处于原长，从 A 距地面的高度为 h2 处同时释放，C 压缩弹簧被反弹后，A 也刚好能离开地面已知弹簧的劲度系数 k100 N/m，求 h2 的大小图 8312(5)用轻弹簧相连的质量均为 2 kg 的 A、B 两物块都以 v6 m/s 的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为 4 kg 的物块 C 静止在前方，如图 8313 所示B 与C 碰撞后粘在一起运动，则在以后的运动中：当弹簧的弹性势能最大时，物体 A 的速度为多大？弹簧弹性势能的最大值是多少？A 的速度方向有可能向左吗？为什么？图 8313根据能量守恒定律可知，EE 是不可能的，所以 A不可能向左运动四、传送带问题皮带传送类问题在现代生产生活中的应用非常广泛这类问题中物体所受的摩擦力的大小和方向、运动性质都具有变化性，涉及力、相对运动、能量转化等各方面的知识，能较好地考查学生分析物理过程及应用物理规律解答问题的能力思维发散4求解以下各类传送带问题：(1)如图 8314 所示，长为 L 的传送带 AB 始终保持速度为 v0 的水平向右的速度运动今将一与皮带间动摩擦因数为、质量为 m 的滑块 C(视为质点)，轻放到 A 端，求：前提条件：L3.6 m，v05 m/s，m1 kg，0.5，g取 10 m/s2.图 8314滑块 C 由 A 运动到 B 做什么样的运动？运动时间 tAB为多少？解：先做匀加速直线运动，后做匀速运动；运动时间 tAB为 1.22 s；在 tAB 时间内，滑块 C 和传送带的位移分别是多少？滑块 C 相对于传送带的位移是多少？解：滑块 C 和传送带的位移分别是 3.6 m、 6.1 m，滑块C 相对于传送带的位移是 2.5 m；滑块 C 由 A 运动到 B，摩擦力对滑块 C 和传送带做的功分别是多少？从功是能量转化的量度来看，它们各自的物理意义又是什么？解：摩擦力对滑块 C 做的功是 12.5 J，物理意义是做功使滑块的动能增加了 12.5 J；摩擦力对传送带做的功是25J，物理意义是做功消耗了传送带 25 J 的能量，转化成滑块12.5 J 的动能和系统 12.5 J 的摩擦热；传送带的电机因放上物体而多做的功为多少？滑块 C和传送带之间由于摩擦产生多少热量？解：传送带的电机因放上物体而多做的功为 25 J；滑块C 和传送带之间由于摩擦产生 12.5 J 的热量(2)如图 8315 所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 v1 沿顺时针方向传动，传送带右端一与传送带等高的光滑水平面上，一物体以恒定的速率 v2 沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面求返回到光滑水平面时的速率 v2.图 8315解：滑块向左运动时所受滑动摩擦力必然是向右返回时开始阶段滑块速度小于传送带速度，所受摩擦力仍向右，滑块向右加速若它能一直加速到右端，速度 v2v2，前提是传送带速度一直大于滑块速度，即 v1v2v2. 若v1v2，则返回加速过程中，到不了最右端滑块速度就与传送带速度相等了，之后以 v1 速度匀速到达右端，即 v1v2 时，v2v1.(3)如图 8316 所示，倾角为的传送带，以 v0 的恒定速度按图示方向匀速运动已知传送带上下两端相距 L.现将一与传送带间动摩擦因数为的滑块 A 轻放于传送带上端，求 A 从上端运动到下端的时间 t.(无需写出具体表达式)图 8316(4)如图 8317 所示，AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为 h，末端 B 处的切线方向水平一个质量为m 的小物体 P 从轨道顶端 A 处由静止释放，滑到 B 端后飞出，落到地面上的 C 点，轨迹如图中虚线 BC 所示已知它落地时相对于 B 点的水平位移 OCl.现在轨道下方紧贴 B 点安一水平传送带，传送带的右端与 B 距离为 l/2.当传送带静止时，让 P 再次从 A 点由静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出，仍然落在地面的 C 点求 P 与传送带之间的动摩擦因数.图 8317五、碰撞和“类碰撞”问题碰撞问题是历年高考试题的重点和热点，同时它也是同学们学习的难点它所反映出来的物理过程、状态变化及能量关系，能够全方位地考查考生的理解能力、逻辑思维能力及分析推理能力高考中考查的碰撞问题，碰撞时间极短，位移为零，碰撞过程遵循动量守恒定律碰撞是一个十分重要的物理模型，其特点是：作用时间极短、动量守恒性、动能不增思维发散5已知 A、B 两个钢性小球质量分别是 m1、m2，小球 B静止在光滑水平面上，A 以初速度 v0 与小球 B 发生碰撞(1)若两球发生的碰撞是弹性碰撞，求碰撞后小球 A 的速度 v1 和物体 B 的速度 v2，并从下面五个前提条件对两球碰后情景进行讨论：m1m2；m1m2；m1m2；m1m2；m1m2.解：取小球 A 初速度 v0 的方向为正方向，因发生的是弹性碰撞，碰撞前后动量守恒、动能不变，有：m1v0m1v1m2v2讨论：当 m1m2 时，v10，v2v0，显然碰撞后 A静止，B 以 A 的初速度运动，两球速度交换，并且 A 的动能完全传递给 B，因此 m1m2 也是动能传递最大的条件当m1m2 时，则 v10,0v2v0，即物体 A 反向运动，物体 B 以小于 v0 的速度向前运动当 m1m2 时，v1v0，v20 即物体 A 以原来大小的速度弹回，而物体 B 不动，A 的动能完全没有传给 B，因此 m1m2 是动能传递最小的条件以上弹性碰撞以动撞静的情景可以简单概括为：(质量)等大小，(速度和动能)交换了；小撞大，被弹回；大撞小，同向跑(2)若两球发生的碰撞是完全非弹性碰撞，即碰撞后小球A、B 粘在一起，求碰后的共同速度以及这一过程中损失的机械能(3)若 m1m2，求碰撞后小球 A 和 B 的速度的取值范围图 8318解：一般的碰撞是介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞的情形，它们的速度一定介于弹性碰撞和完全非弹性碰撞之间，因此碰撞后小球 A 和 B 的速度的取值范围是：推广：碰撞模型的应用不仅仅局限于碰撞，还应包括类似碰撞的模型，即“类碰撞”，因此我们应广义地理解碰撞模型弹性碰撞这一模型的关键是抓住系统碰撞前后动量守恒、系统机械能守恒(动能不变)，具备了这一特征的物理过程，可理解为弹性碰撞完全非弹性碰撞这一模型的关键就是碰撞后具有共同速度，且遵循动量守恒，但此时损失的机械能最大图 8319 中所反应的情景都可以归结为碰撞模型图 8319六、带电粒子在电场和磁场中运动问题以带电粒子在电场和磁场中的运动为题材的物理题是高考的热点，每年的高考试卷都有此类题，并且多是大型计算题、综合题以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题，能考查电场、电场力、加速度、速度、位移、匀速运动、匀加速运动及磁场、洛伦兹力、圆周运动、向心力、向心加速度、线速度、角速度以及几何作图、数学演算等很多知识点所以，以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题容易命制综合题下面通过题目探讨以带电粒子在电磁场中的运动为题材的物理题的命题规律和解题方法思维发散6如图 8320 所示，离子发生器发射出一束质量为m、电荷量为 q 的离子，从静止经加速电压 U1 进行加速图 8320(1)求经电场加速后获得速度 v0 的大小；(2)若经电压加速后，离子沿垂直于电场线方向从两板左侧中点 A 水平射入电压 U2 的偏转电场已知平行板长为 L，两板间距离为 d，求：离子离开电场前在偏转电场中的运动时间 t；解：由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动即：水平方向为速度为 v0 的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动离子在偏转电场中受到的电场力的大小 F；离子在偏转电场中的加速度；离子在离开偏转电场时的纵向速度 vy；离子在离开偏转电场时的速度 v 的大小；离子在离开偏转电场时的偏移量 y；离子离开偏转电场时的偏转角的正切值 tan ；证明离子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心 O 点；图 64要使离子能穿出电场区域，则求两板间所加偏转电压U 的范围；若放置一足够大、与两板右侧相距 b 的竖直屏，求粒子可能到达屏上区域的长度(3)若经电压加速后，离子从 A 点垂直于磁场边界射入宽度为 d 的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置 P 偏离入射方图 8321离子在磁场中做圆周运动的轨迹半径；匀强磁场的磁感应强度；离子在磁场中做圆周运动的周期；离子在磁场中的运动时间；离子出磁场时速度偏转的角度的正切值 tan .(4)若经电压加速后，离子沿半径方向进入一半径为 R、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域，离开磁场后离子将击中屏幕的 N 点，如图 8322 所示已知 M 点为屏幕的中心，磁场区域的圆心 O 在 AM 的连线上，O 点与 M 点的距离为 L.求：图 8322离子在磁场中做圆周运动的轨迹半径；离子在磁场中做圆周运动的周期；离子在磁场中的运动时间；离子出磁场时速度偏转的角度的正切值 tan ；离子击中的 N 点与屏幕中心 M 点的距离；离子从进入圆形磁场到击中屏幕的总时间解：图 8323(1)要使离子流穿过电磁场区域而不发生偏转，电场强度的方向如何？离子流的速度多大？解：电场方向竖直向下，与磁场构成粒子速度选择器，离子运动不偏转，则：qEqBv 解得：v2107 m/s(2)在离电磁场区域右边界 D0.4 m 处有与边界平行的平直荧光屏若撤去电场，离子流击中屏上 a 点；若撤去磁场，离子流击中屏上 b 点，求 ab 间的距离解得：R0.4 m图 65离子离开磁场区域边界时，如图 65 甲所示，偏转角：解：撤去电场，离子在磁场中做匀速圆周运动，所需向心力为洛伦兹力，于是得：30偏转距离 y1RRcos 解得：y10.05 m离开磁场后离子做匀速直线运动，总的偏转距离为yy1Dtan 解得：y0.28 m若撤去磁场，离子在电场中做匀变速曲线运动七、电磁感应综合问题电磁感应是每年高考考查的重点内容之一，电磁学与电磁感应的综合应用是高考热点，往往由于其综合性较强，在选择题与计算题都可能出现较为复杂的试题电磁感应的综合应用主要体现在与电学知识的综合，以“导轨导体棒”模型为主，充分利用电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等多个知识点，可能以图象的形式进行考查，也可能是求解有关电学的一些物理量(如电量、电功率或电热等)同时在求解过程中通常也会涉及力学知识，如物体的平衡条件(运动最大速度求解)、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定理(双导体棒)及能量守恒等知识点思维发散8求解下列各类电磁感应问题：(1)如图 8324 所示，在一磁感应强度 B0.5 T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h0.1 m的平行金属导轨 MN 和 PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点 N、Q 之间连接一阻值的电阻 R0.3 .导轨上跨放着一根长为 L0.2 m、每米长电阻 r2.0 /m 的金属棒 ab，金属棒与导轨正交放置，交点为 c、d，当金属棒在水平拉力作用下以速度 v4.0 m/s 向左做匀速运动时，试求：图 8324电阻 R 中的电流强度大小和方向；使金属棒做匀速运动的拉力；金属棒 ab 两端点间的电势差；回路中的发热功率解：金属棒向左匀速运动时，等效电路如图 66 所示在闭合回路中，金属棒 cd 部分相当于电源，内阻 rcdhr，电动势 EcdBhv.图 66(2)如图 8325 所示，AB、CD 是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为 L，导轨平面与水平面间的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为 B1，在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻，一根质量为 m、垂直于导轨放置的金属棒 ab，从静止开始沿导轨下滑已知金属棒 ab 与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻都不计图 8325请分析金属棒运动情况，并求此过程中金属棒 ab 的最大速度解：运动情况分析：金属棒 ab 沿导轨加速下滑感应电动势增大感应电流增大导体在磁场中所受安培力变大合外力减小加速度减小a0 时，v 最大金属棒 ab 下滑时因切割磁感线，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可得：EB1Lv闭合电路 ACba 中将产生感应电流，根据闭合电路欧姆定律可得：I E/R. 根据右手定则可判定感应电流方向为图 67若金属棒 ab 从静止开始沿导轨下滑到速度最大时，通过的位移为 x0，能否求出在此过程中通过电阻 R 的电荷量为多少？如果能，请求出电荷量 q；如果不能，请说明原因解：能求出通过电阻 R 的电荷量金属棒 ab 下滑过程中虽然做变加速运动，但计算电荷量应该用感应电流的平均值来计算由法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势 E若金属棒 ab 从静止开始沿导轨下滑到速度最大时，通过的位移为 x0，能否求出在此过程中安培力对金属棒 ab所做的功？如果能，请求出安培力所做的功 WA；如果不能，请说明原因图 8326在前 t0 时间内线圈中产生的电动势；在前 t0 时间内线圈的电功率；求 t0 的值解：分析线圈受力可知，当细线松弛时有：(4)如图 8327 所示，两根平行金属导轨端点 P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离 l0.20 m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 Bkt，比例系数 k0.020 T/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 t0 时刻，导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为 r00.10 /m，导轨的金属杆紧靠在 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 t6.0 s 时金属杆所受的安培力图 8327高考物理计算题答题技巧物理计算题的特点：一般文字叙述量较大，涉及物理过程较多，所给物理情境较复杂，物理模型较模糊甚至很隐蔽，运用的物理规律较多，题目的分值较重物理计算题对学生的能力考查较全面，它不仅能很好地考查学生对物理概念、物理规律的理解能力和根据已知条件及物理事实对物理问题进行逻辑推理和论证的能力，而且还能更有效地考查学生的综合分析能力及应用数学方法处理物理问题的能力因此计算题的难度较大，对学生的要求较高要想解答好计算题，除了需要扎实的物理基础知识外，还需要掌握一些有效规范的答题技巧1审题的规范化审题是对题目进行分析、综合、寻求解题思路和方法的过程，所以审题规范是正确解答物理题的前提条件一些考生往往会出现见到试题不知如何下手、找不到切入点、想到哪就写到哪儿的情况其原因就是不知道怎样去审题，没有一个基本的审题程序审题过程主要包括以下几个方面：明确物理状态和过程、明确条件和目标、确定解题思路和方法.2语言表达的规范化语言表达规范化要求考生用物理语言来描述相应的物理过程、物体的运动状态、受力情况；能用精准的语言描述实验的操作步骤、描述实验结论等语言表达的规范化还体现在必要的文字说明上，这是考生常常容易忽视的地方必要的文字说明是保证题目完整解答不可缺少的文字表述，它能使解题思路表达得清楚明了，解答有据，流畅完美具体来说计算题规范化表述过程常包括以下几个方面：(1)明确研究对象(个体还是系统)；(2)根据题意准确画出受力图、运动示意图、电路图等有关图象；(3)要指明物理过程及始末状态，包括其中的隐含条件或临界状态；(4)指明要选取的正方向或零位置；(5)物理量尽量用题目中给定的符号，需自设的物理量(包括待求量、中间过度量)要说明其含义；(6)要指明所用物理公式的名称、条件和依据，并用相关词 语 来 表 达 ， 如 “ 由 定 律 得 ”“ 将 代入”“联立”等句式；(7)用文字串联起完整的思路及思维流程；(8)求得结果应有文字说明及带入题给数据的算式，最终结果要有准确的数字和单位，必要时对问题的结果加以适当讨论，说明其物理意义3作图的规范化作图是解题的重要步骤，它有助于建立清晰有序的物理过程和确立物理量间的关系，可以把问题具体化、形象化在审题过程中，要养成画草图的习惯；解物理题时，能画图的尽量画图，图能帮助我们理解题意、分析过程以及探讨过程中各物理量的变化，便于构建物理模型需要保留在卷面上的图必须用尺、圆规、铅笔，不能随心所欲徒手作图作出的图应能反映有关量的关系，图文要对应画函数图象时，要画好坐标原点和坐标轴上的箭头，标好物理量的符号、单位及坐标轴上的数据图形、图线应清晰准确，线段的虚实要分明、有区别4方程式和主要步骤书写的规范化原始的基本方程是主要的得分依据，写出的方程式必须能反映出所依据的基本物理规律，不能以变形的结果式代替方程式同时方程式应该全部用字母、符号来表示，不能出现字母、符号和数据混合，数据式同样不能代替方程式有多个方程式，一般要分别列出并进行编号，以便于计算说明计算时一般要先进行代数式的字母运算，推导出有关未知量的代数表达式，然后再代入数据计算这样做既有利于减轻计算负担，又有利于一般规律的发现和回顾检查从近几年高考物理计算题的答案及评分标准中可以看出，求解方程时卷面上只要写出最简式，然后做出必要的说明，直接给出计算结果即可切忌把大量的运算过程写在卷面上，这样会给人以繁琐凌乱、思路不清的感觉，同时也增大了出错的几率5解题结果的规范化解题结果是整个解题过程的重要组成部分，规范的答案能清晰地反映出解题的最终结果答案规范是指答案准确、简洁、全面既要注意计算结果的验证、取舍，还要注意答案的完整，要认真规范地加以表述作为计算结果的数据一般要用科学计数法；有效数字的位数应根据题意确定，有的题目对有效数字的位数有明确要求，就要严格按要求取，多取少取都会被扣分计算结果的数据必须带上单位；结果用字母表示的，则要看题中提供的表示已知量的字母是否带有单位，如果不带单位，则最后的结果也不要带单位，反之则要带上单位有时对解题结果要做适当的说明和讨论，例如结果是矢量的就要说明方向，方向的说明要与题目中涉及的方向相对应总之，对于物理计算题特别是一些技巧性较高的题目，如临界问题、模糊问题、数理结合问题等，要注意隐含条件的挖掘、“关键点”的突破、过程之间“衔接点”的确定、重要词语的理解、物理情景的创设，逐步掌握较高的解题技巧对于信息量较大的题目要认真阅读，要通过发现信息、提炼信息，发现规律、运用规律，联想迁移，类比推理等方法去解答物理问题还应掌握“三优先四分析”的解题策略，即优先考虑整体法、优先考虑动能定理、优先考虑动量定理；分析物体的受力情况、分析物体的运动情况、分析力做功的情况、分析物体间能量转化情况形成有计划、多角度、多侧面的解题方法网络，才能使我们在解物理计算题时立于不败之地