★2011届高二辅优培尖资料(二)
力电综合问题的分析与求解
力学与电磁学的综合问题一直以来都是高考的重点和热点,在历年高考中都占很高的比例,而大多都是以压轴计算题的形式出现,在分析力电综合问题时常见的有效途径有以下三条:一、建立物体受力图景是分析力电综合问题的第一条线索力电综合题分析的一般程序是:1.弄清物理情景,选定研究对象力学对象和电磁对象。2.对研究对象按顺序进行受力分析;一、场力,二、弹力,三、摩擦力,并画出受力图。3.对问题中的力学部分根据牛顿运动定律、动量定理、能量守恒定律等进行研究归类建模;电学部分则根据相关的电磁学规律进行研究,列式求解。二、建立能量转化图景是分析力电综合问题的第二条线索自然界各种物质运动都和一定形式的能量相联系,而各种不同形式的能量之间进行转化和转移时都遵循能量转化和守恒定律。因此,运用能的观点,建立能量转化图景是分析解决力电综合问题的有效途径。运用等效思维方法、注意各种临界条件、三、运用等效思维方法、注意各种临界条件、构建物理模型是解决力电综合问题的有效手段自然界中的各种相互作用之间常有类似的地方,如重力和电场力做功都与路径无关,在同一问题中这两种力同时作用时可将它们合成为一个等效重力,从而使问题简化。物质运动都经历由量变到质变的过程,在发生质变时所遵循的条件称为临界条件。在对物理过程分析的基础上构建起对应的物理模型进行解答是物理学科的思维特点,也是解决力电综合问题的有效手段。
例2如图所示,光滑导轨与水平面成角α,导轨宽L、匀强磁场磁感应强度为B、金属杆长也为L,质量为m,水平放在导轨上。当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止。求:⑴B至少为多大?这时B的方向如何?⑵若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?解析:解析:(1)
方向垂直斜面向上(2)
第二类问题:第二类问题:带电粒子在磁场中的运动问题
例3一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的Pa,0点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。解析:解析:推断出带电粒子为负电荷,定圆心,画轨迹,如图。
【典型例题】典型例题】第一类问题:第一类问题:通电导体在磁场中的平衡和运动问题
例1如图,水平放置的光滑金属导轨M、N,平行地置于匀强磁r