高考物理：構建模型使思路暢通無阻

2009-03-02 16:04:39 　來源：學科網文章作者：匿名

　　電磁感應是電磁學的核心內容，也是高中物理綜合性較強的內容之一，高考每年可能會考。題型有選擇、填空和等，難度在中檔左右，也經常會以壓軸題出現。

　　在知識上，它既與電路的分析密切相關，又與力學中力的平衡、動量定理、功能關系等知識有機結合。題目設計靈活性很強，復習難度較大，孩子掌握起來比較困難。對這章的復習一定要注意首先讓孩子理清概念，然后構建模型，靈活應用電路和力學知識解決問題。

　　這章主要的問題是電磁感應與力、電的綜合問題，主要有以下幾個模型：單桿模型、雙桿模型、線框模型等。下面就高考中較常見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;從導體桿所在的導軌看有“平面導軌”“斜面導軌”“豎直導軌”等。從運動形式看有單桿在磁場中“勻速運動”，單杠在磁場中“勻變速運動”，單桿在磁場中“變速運動”等。

　　(二)解答單桿問題一般思路是：

　　1。找電源(單桿)畫等效電路，利用閉合電路歐姆定律求電流。

　　[例1]如圖所示，正方形線圈abcd繞垂直于勻強磁場的過ad邊的固定軸oo1勻角速轉動，磁感應強度為B，角速度為，已知正方形線圈邊長為L，每邊電阻值為R，現將a、b兩點通過阻值為R的電阻用導線連接，求通過電阻R的電流。

　　分析時要注意的是不能把整個金屬線圈abcd都看做是電源，這里切割磁感線的僅僅是bc邊，故這個電路的等效電路如圖所示。

　　2。抓住力是改變物體運動狀態(tài)的原因，通過分析單桿受力，結合運動過程，知道加速度和速度的關系，結合動量定理、能量守恒就能解決。

　　[例2]如圖所示，足夠長金屬導軌MN和PQ與R相連，平行地放在水平桌面上。質量為m的金屬桿ab可以無摩擦地沿導軌運動。導軌與ab桿的電阻不計，導軌寬度為L，磁感應強度為B的勻強磁場垂直穿過整個導軌平面。現給金屬桿ab一個瞬時沖量I0，使ab桿向右滑行。

　　(1)回路較大電流是多少?(2)當滑行過程中電阻上產生的熱量為Q時，桿ab的加速度多大?(3)桿ab從開始運動到停下共滑行了多少距離?

　　(三)注意變桿問題——由于切割長度的變化造成感應電動勢的變化

　　[例3]如圖所示，OACO為置于水平面內的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲(圖中粗線表示)，R1=4Ω、R2=8Ω(導軌其他部分電阻不計)。導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(■x)(單位：m)。磁感強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：(1)外力F的較大值;(2)金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的較大功率;(3)在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。

　　(四)注意單桿切割與磁場改變同時發(fā)生的問題。

　　[例4]如圖所示，兩根平行金屬導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m，導軌的端點P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離l=0.20m。有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感強度B與時間t的關系為B=kt,比例系數k=0.020T/s。一電阻不計的金屬桿可在導軌上無摩擦地滑動，在滑動過程中保持與導軌垂直，在t=0時，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始向導軌的另一端滑動，求在t=6.0s時金屬桿所受的安培力。

　　理清概念

　　構建清晰知識脈絡

　　(一)整體上來說對于這章內容在復習時要把握一個“變”字，對于“變”字的理解有三個層次：

　　1。變與不變——電磁感應的產生條件(即產生電磁感應現象，如果電路閉合即產生感應電流)

　　2。怎么變(增加、減少)——感應電動勢的方向(楞次定律——增反減同)

　　3。變化的快慢——感應電動勢的大小(法拉第電磁感應定律——感應電動勢大小與磁通量變化率呈正比)

　　(二)同時復習時要注意比較法拉第電磁感應E=n■定律及推導式E=Blvsinθ

　　(三)明確電量的求法

　　(四)明確自感現象中燈泡亮度的變化PQ