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第九章电磁感应高考总复习·物理菜单专题五计算题解题策略第九章电磁感应高考总复习·物理菜单审题是解答计算题的关键．只有抓住题干中的关键字、词，挖掘题中隐含条件，形成正确的物理情景，搞清题中临界条件，正确选择物理规律，才能迅速准确地进行解答．1．抓住题中关键词语在审题时漏掉一些已知条件或关键词语，可能会造成对物理过程或物理情景无法理解，或导致解题思路错误，或因为缺少条件而不能得到终解，审题过程要抓住题中关键词语，如表示极限情况的“刚好”、“恰能”、“至多”、“至少”等；对物理现象或物理过程理想化处理的“不计空气阻力”、“不考虑碰撞第九章电磁感应高考总复习·物理菜单中的机械能损失”等；容易误解的表示物理量的变化情况的“变化量”与“变化率”、“增加了多少”与“增加到多少”等；气体问题中的“绝热”、“理想气体”、“气体处于标准状态”等．对于题目中的关键词语在本题中的意义要理解到位，如描述研究对象所处状态的“轻放”、“由静止释放”、“自由落体”都说明物体的初速度为零；描述物理过程的“缓慢”在力学问题中表示物体处于动态平衡状态、物体的速度可视为零或不考虑物体动能的变化，而在热学中“缓慢”则表示需要考虑物体之间的热传递；描述研究对象所处环境的“光滑”表示物体受到的摩擦力忽略小计等等．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单2．挖掘隐含条件一般从物理概念、模型、现象、状态、过程、图象、关键词语、常识等挖掘隐含条件．(1)概念的内涵中隐含解决问题的条件，如交流电的有效值，意味着在相同时间内，在相同的电阻上，与直流电产生相同的热量．(2)物理状态、现象中隐含着条件，如受力平衡状态意为合力为零；宇航员在运行的宇宙飞船中意为宇航员处于完全失重状态等．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(3)常识中隐含条件．如在一些近似估算题中，试题的一些条件由于是人们的常识而没有给出，需根据所求问题自行给出，如成年人的质量为60～100kg，自行车的速度为5m/s，月球的自转周期为27天等．(4)注意解析式、图象、图示中的隐含条件，如应用图象描述物理现象和物理过程的题目中．应明确图象的物理意义，从图象的横纵坐标、斜率、截距或“面积”中寻找已知数据．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单3．建立运动模型(1)分析和分解物理过程，确定不同过程的初、末状态，将状态量与过程量对应起来；(2)画出关联整个物理过程的思维导图，对于物体的运动和相互作用过程，直接画出运动过程草图；(3)在图上标出物理过程和对应的物理量，建立情景链接和条件关联．完成情景模型．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单4．恰当选取规律解决力学问题或力电综合问题的两条基本思路：(1)动力学观点，利用牛顿第二定律结合运动学公式解决实际问题；(2)功能观点，利用动能定理或机械能守恒定律或功能关系解决实际问题，当所研究的问题涉及一段或几段运动过程的位移和初、末速度时，应优先选用功和能的观点．当所研究的问题涉及一段或几段运动过程的加速度时，应选用动力学观点解答．由于牛顿第二定律研究力的瞬间作用效果，所以在研究某些状态(例如竖直面圆周运动的最高点或最低点)的瞬时性问题时，也应选用动力学观点解答．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(16分)(2014·宁波模拟)如图5－1所示，两平行导轨间距L＝0.1m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场的磁感应强度B＝0.5T，水平部分没有磁场．金属棒ab质量m＝0.005kg，电阻r＝0.02Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，电阻R＝0.08Ω，其余电阻不计，当金属棒从斜面上离地高h＝1.0m以上任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25m．(取g＝10m/s2)求：第九章电磁感应高考总复习·物理菜单图5－1(1)棒在斜面上的最大速度为多少？(2)水平面的动摩擦因数？(3)从高度h＝1.0m处滑下后电阻R上产生的热量？第九章电磁感应高考总复习·物理菜单[解题指导]1．题中关键词语①“光滑”、“粗糙”：导体棒在斜面上运动时不受摩擦力，在水平面上运动时受摩擦力作用．②“h＝1.0m以上任何地方由静止……x都是1.25m”．导体棒在斜面上运动能达到匀速运动状态．2．题中隐含条件①金属棒在斜面上匀速运动，受力平衡．②R与金属棒上产生的热量与电阻成正比．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单3．运动过程分析①斜面上加速度逐渐减小的加速运动→②匀速运动→③水平面上匀减速直线运动．4．物理规律选取①利用平衡条件和闭合电路欧姆定律求速度．②利用牛顿定律和运动学公式或动能定理求μ.③利用动能定理和功能关系求热量．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单[解析](1)金属棒从离地高h＝1.0m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前已经开始匀速运动(1分)设最大速度为v，则感应电动势E＝BLv(1分)感应电流I＝ER＋r(1分)安培力F＝BIL(1分)匀速运动时，有mgsinθ＝F(1分)解得v＝1.0m/s(1分)第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(2)在水平面上运动时，金属棒所受滑动摩擦力Ff＝μmg(1分)金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有Ff＝ma(1分)v2＝2ax(1分)解得μ＝0.04(1分)第九章电磁感应高考总复习·物理菜单[答案](1)1m/s(2)0.04(3)3.8×10－2J(3)下滑的过程中，由动能定理可得：mgh－W＝12mv2(2分)安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热，有W＝Q(1分)电阻R上产生的热量：QR＝RR＋rQ(2分)解得QR＝3.8×10－2J．(1分)第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(20分)(2014·南平毕业班质检)如图5－2甲所示，一个n＝100匝，面积为S＝0.6m2的圆形金属线圈，其总电阻r＝2.0Ω，与R＝10Ω的电阻连接成闭合电路．线圈内存在方向垂直于纸面向里，磁感应强度按B1＝2t＋3(T)规律变化的磁场，电阻R两端并联一对平行金属板M、N，N板右侧为坐标系的第一象限(坐标原点O在N板的下端)，虚线OA与x轴成45角．yOA区域有垂直于纸面向外的匀强磁场B，xOA区域加如图5－2乙所示周期性变化的电场E(规定沿x轴正方向的电场为正)．在靠近M板的P点由静止释放一个质量为m＝2×10－3kg、带电荷量q＝0.1C的粒子(重力不计)，粒子经过N板的小孔Q(0.2m)第九章电磁感应高考总复习·物理菜单点垂直于y轴进入第一象限，t＝0(从粒子进入电场时开始计时)时刻粒子经过OA上某点(未画出)沿－y方向进入电场，最后恰好垂直打在x轴上的C(1.5m，0)点．求：图5－2第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(1)金属线圈的感应电动势ε和平行金属板MN间的电压U；(2)yOA区域内的磁感应强度B；(3)xOA区域内电场的变化周期T和电场强度E0的大小．[解题指导]1．题中关键词语①B1的变化规律：“B1＝2t＋3”，均匀变化，产生恒定的电动势．②“经过OA上某点沿－y方向进入电场”，粒子在磁场B中运动14圆周，在电场中做类平抛运动．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单2．题中隐含条件“恰好垂直打在x轴上的C点”，粒子沿x轴方向的速度为零，粒子在电场中运动的时间为电场变化周期的整数倍．3．运动过程分析①PQ间匀加速直线运动→②在磁场B中匀速圆周运动→③在电场中沿y轴负方向做匀速运动，沿x轴方向做匀加速运动和匀减速运动相互交替的周期性运动．第九章电磁感应高考总复习·物理菜单4．物理规律选取①利用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求ε和U.②利用动能定理求粒子在Q点的速度，利用圆周运动知识求B.③利用运动学公式求T和E.第九章电磁感应高考总复习·物理菜单[解题规范](1)线圈中产生的感应电动势：ε＝nSΔBΔt①(2分)由①式代入数据得ε＝120V②(1分)由闭合电路欧姆定律得：I＝εR＋r③(1分)MN两板间电压为：U＝IR④(1分)由②③④式得U＝100V(1分)第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(2)粒子由P运动到Q，由动能定理得：qU＝12mv2⑤(2分)粒子从Q点进入磁场后，在磁场中运动1/4圆周，由几何关系可得粒子在磁场中运动轨道半径：R′＝1m⑥(1分)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知：qvB＝mv2R′⑦(2分)由⑤⑥⑦式得：B＝2T第九章电磁感应高考总复习·物理菜单(3)粒子进入xOA区域做类平抛运动，由于垂直x轴方向打到C点，所以粒子沿x方向做若干个先匀加速、后匀减速的运动，y方向做匀速直线运动，设粒子在电场中运动的总时间为t，电场变化n个周期粒子沿y轴方向的位移为：y＝2m－1m＝1my＝vt⑧(1分)由⑤解得v＝100m/s⑨(1分)由⑨解得t＝0.01s依题意有t＝nT第九章电磁感应高考总复习·物理菜单[答案]见解析得：T＝0.01ns(n＝1，2，3，……)⑩(2分)粒子沿x轴方向的位移为：x＝1.5m－1m＝0.5m⑪(1分)x＝12a(T2)2×2n⑫(2分)a＝qE0m⑬(1分)由⑩⑪⑫⑬式解得E0＝400nV/m(n＝1，2，3，……)(1分)