思想方法专题三等效法

2016届高考复习专题讲座高三物理备课组专题三等效法一、等效效果【例1.1】如图所示，有5个力作用于同一点O，表示这5个力的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知F1＝10N，求这5个力的合力大小（）A．50NB．30NC．20ND．10N【例1.2】如图所示，A点固定有点电荷QA＝＋3×10－9C，B点固定有点电荷QB＝－2×10－9C，相距6cm，若在两电荷连线中点处放置一个半径为1cm的球状金属网，由于静电感应，感应电荷产生的电场在中点O的场强大小为_________V/m，方向为_____________。二、等效过程【例2】取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘。在线端系上第一个垫圈，隔12cm再系一个，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图所示。站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地面上的金属盘内。松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5各垫圈()A．落到盘上的声音时间间隔越来越长B．落到盘上的声音时间间隔相等C．依次落到盘上的速率关系为1∶2∶3∶2D．依次落到盘上的时间关系为1∶(2－1)∶(3－2)∶(2－3)三、等效模型【例3.1】如图，有一水平方向的匀强电场。其中有点O，并有一小球悬挂在O点。把小球拉到B点静止，这时细线与竖直方向夹角θ=37°。已知绝缘细线长L=0.40m，小球质量m=0.20㎏，并带正电荷。若将小球拉至A点再静止释放，求：（1）小球过C点的速度；（2）小球过C点时细线的拉力；（3）要使小球绕O点做圆周运动，则应给小球施加的最小初速度。【例3.2】质量为m的小球带电量为Q，在场强为E的水平匀强电场中获得竖直向上的初速度为0v.若忽略空气阻力和重力加速度g随高度的变化，求小球在运动过程中的最小速度。ABO2016届高考复习专题讲座高三物理备课组四、等效方法【例4】身体素质拓展训练中，人从竖直墙壁的顶点A沿光滑杆自由下滑到倾斜的木板上（人可看作质点），若木板的倾斜角不同，人沿着三条不同路径AB、AC、AD滑到木板上的时间分别为t1、t2、t3，若已知AB、AC、AD与板的夹角分别为70o、90o和105o，则（）A．t1t2t3B．t1t2t3C．t1=t2=t3D．不能确定t1、t2、t3之间的关系五、等效电源和电路【例5.1】如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是()A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率C．当R2＝0时，R1上获得最大功率D．当R2＝0时，电源的输出功率最大【例5.2】图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，那么负载电阻R取何值时，负载R上将获得最大功率?【例5.3】某同学看到有些玩具车在前进时车轮能发光,受此启发,他设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮,以增强夜间骑车的安全性。如图所示为自行车后车轮,其金属轮轴半径可以忽略,金属车轮半径r=0.4m,其间由绝缘辐条连接(绝缘辐条未画出)。车轮与轮轴之间均匀地连接有4根金属条,每根金属条中间都串接一个LED灯,灯可视为纯电阻,每个灯的阻值为R=0.3Ω并保持不变。车轮边的车架上固定有磁铁,在车轮与轮轴之间形成了磁感应强度B=0.5T,方向垂直于纸面向外的扇形匀强磁场区域,扇形对应的圆心角θ=30°。自行车匀速前进的速度为v=8m/s(等于车轮边缘相对轴的线速度)。不计其他电阻和车轮厚度,并忽略磁场边缘效应。(1)在图乙所示装置中,当其中一根金属条ab进入磁场时,指出ab上感应电流的方向,并求ab中感应电流的大小。(2)若自行车以速度为v=8m/s匀速前进时,车轮受到的总摩擦阻力为2.0N,则后车轮转动一周,动力所做的功为多少?(忽略空气阻力,π≈3.0)R1RE.r2016届高考复习专题讲座高三物理备课组【针对训练】：1.2011年第43届世界体操锦标赛上，我国选手陈一冰勇夺吊环冠军，成就世锦赛四冠王。比赛中他先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到图示位置，此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为θ。已知他的体重为G，吊环和绳索的重力不计。则每条绳索的张力为()A．cos2GB．sin2GC．2GcosθD．2Gsinθ2.(2011·重庆高考)如图所示，电量为＋q和－q的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有()A．体中心、各面中心和各边中点B．体中心和各边中点C．各面中心和各边中点D．体中心和各面中心3．(多选)如图所示，ABC是一条长轨道，其中AB段为一定倾角的斜面，BC段为水平面．一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放，沿斜面滑下．滑块在B点没有能量损失，最后停在C点．A点与其水平面投影D点的距离为h，滑块与轨道间动摩擦因数均为μ.若再用一沿着轨道方向的力推滑块，使它缓慢地由C点推至A点，则()A．推力对滑块做的功为3mghB．推力对滑块做的功为2mghC．往返过程中，滑动摩擦力做的功为－2μmg(s1＋s2)D．往返过程中，滑动摩擦力做的功为－2μmgs14.如图所示，一半径为R的光滑圆弧槽∠POM50，P为圆弧槽的最低点，且OP在竖直方向上，以小球B从N点由静止开始释放，另一小球A同时从O点由静止开始释放，问哪个球先到达P点。5.如图所示，绝缘光滑轨道AB部分是倾角为30°的斜面，AC部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切．整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中．现有一质量为m的带正电，电量为q＝Emg33小球，要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度至少为多大？2016届高考复习专题讲座高三物理备课组6.如图所示，通过空间任意一点O可作无限多个斜面，如果若干个小球在O点分别从静止沿这些倾角各不相同的光滑斜面同时滑下，那么在同一时刻这些小物体所在的位置构成的面是（）A．球面B．抛物面C．水平面D．无法确定7.（1999年全国高考）．图1为测量电阻的电路．Rx为待测电阻．R的阻值已知．R＇为保护电阻，阻值未知．电源E的电动势未知．K1、K2均为单刀双掷开关．A为电流表，其内阻不计．测量Rx的步骤为：将K2向d闭合，K1向______闭合，记下电流表读数I1．再将K2向c闭合，K1向______闭合，记下电流表读数I2．计算Rx的公式是Rx=．8.图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，如图乙所示，将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为W（不计电流表电阻和电源内阻）9.(2012·浙江理综，25)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图示，自行车后轮由半径r1＝5.0×10－2m的金属内圈、半径r2＝0.40m的金属外圈和绝缘辐条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡.在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B＝0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ＝π/6．后轮以角速度ω＝2πrad/s相对于转轴转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab-t图象；(4)若选择的是“1.5V,0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价．2016届高考复习专题讲座高三物理备课组【参考答案】【例1.1】B【例1.2】5×104，由O指向A【例2】B【例3.1】解：（1）Vc=2m/s（2）T=3N（3）m/s【例3.2】2200min)()(cosEqmgEqvvv【例4】A【例5.1】AC【例5.2】当rRrRR11时，rRrRrRERPm112114)(【例5.3】(1)ab中的电流方向为b→a2A(2)4.96J【针对训练】：1.A2.D3.BC4.tAtB5.1033gR6.A7.a；b；21IRI8.0.62W-0.69W9.(1)根据右手定则判断可知电流方向由b到a的(2)(3)(4)B增大，E增大，但有限度；r增大，E增大，但有限度；增大，E增大,但有限度；θ增大，E不增大。