備考高考物理一輪金牌訓練 第二部分 專題八 第3講　計算題突破課件

第3講計算題突破隨著試題量的減少，廣東物理高考越來越突出主干知識的考查高中物理主干知識主要有：牛頓運動定律、勻變速直線運動規(guī)律、萬有引力定律、勻速圓周運動及其向心力、平拋運動、電磁感應定律、帶電粒子在勻強電場中的運動、帶電粒子在勻強磁場中的運動、動量守恒定律、動能定律、機械能守恒定律、能量守恒等理綜物理考題有兩道計算題，其中一道是力學綜合題，一道是電學綜合題廣東理綜 2010 年第一道考查力學，第二道考查電學，考題總體難度較低，對尖子生的甄別性不高而物理最能甄別考生能力的就是力學綜合題，于是 2011 年考題剛好出現(xiàn)位置調轉，把力學綜合題作為了壓軸題考查這兩年計算題考查的知識點保持穩(wěn)定，力學綜合題主要涉及功能關系、動量守恒、圓周運動等主干知識；電學綜合題主要考查帶電粒子在磁場中的運動，只不過 2011 年的考題多考查了加速電場對 2012 年計算題的預測：第一道很有可能考電磁感應綜合問題，還可能會結合安培力來考查；第二道則仍然可能是動量與能量方面的力學綜合題，甚至還有可能參入電場或者磁場一起來考查壓軸題會設多個小問，設三個小問的可能性最大，前兩問難度不會太大，第三問一定是為極少數(shù)物理尖子生而設置由于命題有一定的偶然性，希望考生在心理上有所準備復習時應該把高中物理主干知識的計算題都弄透徹，還要能靈活地把幾部分知識綜合起來解題另外，由于時間限制，物理科所承載的“應用數(shù)學處理物理問題的能力”考查肯定會受到削弱，計算題和實驗題可以肯定不會有煩瑣的數(shù)學運算，轉而考查一些在物理中常用的基礎數(shù)學工具，如：圖象、三角函數(shù)、簡單幾何關系等一、斜面問題斜面模型是中學物理最常見的模型之一，各級各類考題都會出現(xiàn)，涉及的內容有力學、電學等相關方法有整體與隔離法、極值法、極限法等，是屬于考查考生分析、推理能力的模型之一在每年各地的高考卷中幾乎都有關于斜面模型的試題思維發(fā)散1求解以下各類斜面問題：有一如圖 831 所示的斜面裝置圖 831(1)一個質量為 m 的滑塊沿傾角為的光滑斜面 M 由靜止自由下滑，如圖 831 所示，斜面 M 靜止不動，重力加速度為 g，則滑塊下滑的加速度為多少？答案：gsin (2)若斜面不光滑，滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，其他條件不變，則滑塊下滑的加速度為多少？答案：g(sin cos )(3)若滑塊能沿傾角為的斜面勻速下滑，則 m 與 M 之間的動摩擦因數(shù)為多少？答案：tan (4)自由釋放的滑塊在斜面上，其他條件同(2)，則：靜止或勻速下滑時，斜面 M 對水平地面的摩擦力為_；地面對斜面的支持力 N_(Mm)g(填“”、“”或“”)；零右加速下滑時，斜面對水平地面的靜摩擦力水平向_，地面對斜面的支持力 N_(Mm)g；減速下滑時，斜面對水平地面的靜摩擦力水平向_，地面對斜面的支持力 N_(Mm)g.(5)若給質量為 m 的滑塊一個沿斜面向上的初速度 v0，讓其從底部沿斜面滑行，斜面足夠長，且滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，則滑塊運動的加速度為多少？滑塊運動到最高點所需要的時間為多少？滑塊上滑的最大高度又為多少？(6)對于(5)，如果把斜面改為水平面(可以理解為傾角0的斜面)，其他條件不變，則滑塊的加速度為多少？滑塊停下來所需要的時間為多少？此時滑塊的位移為多少？(7)如圖 832 所示，m 能在光滑斜面上與 M 保持相對靜止并一起向右勻加速運動，則 m 的加速度為多少？圖 832答案：gtan (8)在傾角為的足夠長的斜面上以速度 v0 平拋一小球(如圖 833 所示)，則小球落到斜面上的時間 t 為多長？小球在斜面上的拋出點和落點之間的距離多大？落到斜面上時速度的方向與水平方向的夾角與斜面傾角之間存在什么樣的關系？圖 833(9)同第(1)小題所述，但若小滑塊帶正電，帶電量為 q，且整個裝置置于垂直紙面向外的磁感強度為 B 的勻強磁場中，則滑塊開始做什么樣的運動？從靜止開始運動到離開斜面(足夠長)所用時間為多少？沿斜面下滑的距離有多長？(10)同第(2)小題所述，但若小滑塊帶負電，帶電量為 q，且整個裝置置于水平向左且電場強度為 E 的勻強電場中，則要使滑塊能夠在斜面上由靜止開始下滑，需要滿足什么樣的條件？若能下滑，且在斜面上滑行了 L 長的距離，則滑塊做什么樣的運動？用了多長時間？此時滑塊的速度為多大？(11) 如圖 834 所示，各接觸面均光滑時，斜面 M 底邊的長度為 L，在小球 m 從斜面頂端滑下的過程中，則斜面后退的位移 s 為多大？圖 834答案：mLMm(用動量守恒定律解答)(12) 在如圖 8 3 5 所示，兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ 平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導軌間距為L.M、P 兩點間接有阻值為 R 的電阻一根質量為 m 的均勻直金屬桿 ab 放在兩導軌上，并與導軌垂直，整套裝置處于磁感應強度為 B 的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上導軌和金屬桿的電阻以及它們之間的摩擦都可忽略讓 ab 桿沿導軌由靜止開始下滑，則在加速下滑過程中，當 ab 桿的速度大小為 v 時，ab 桿中的電流為多大？其加速度的大小為多少？在下滑過程中，ab 桿可以達到的速度最大值為多大？若 ab 桿達到最大速度時在斜面上滑行的距離為 s，則整個過程中產生的焦耳熱為多少？圖 835二、疊加體模型疊加體模型在歷年的高考中頻繁出現(xiàn)，一般需求解它們之間的摩擦力、相對滑動路程、摩擦生熱、多次作用后的速度變化等，另外廣義的疊加體模型可以有許多變化，涉及的問題更多如 2010 年高考天津卷第 10 題、寧夏卷第 20 題、山東卷第 24 題，2011 年高考全國卷的第 15 題、北京卷第 24題、江蘇卷第 6 題、四川卷第 25 題等疊加體模型有較多的變化，解題時往往需要進行綜合分析，下列這幾個典型的情境和結論需要熟記和靈活運用思維發(fā)散2質量為 M 的長木板 B 靜止放在水平地面上，質量為m 的小物塊 A(可視為質點)疊放在長木板 B 上試根據(jù)下面不同條件進行分析和解題：(1)如圖 836，A 以水平初速 v0 沖上木板 B，并恰好不從 B 木板上掉下已知 A、B 間的動摩擦因數(shù)為，地面光滑求這一過程中：圖 836A、B 各自做什么樣的運動？加速度分別為多少？方向如何？A 滑到 B 的右端時速度為多少？物塊 A 的動能減少了多少？答案：A 做勻減速直線運動、B 做勻加速直線運動木板 B 的動能增加了多少？系統(tǒng)機械能的減少量為多少？A、B 各自的位移為多少？系統(tǒng)產生了多少熱量？長木板有多長？推廣： 類似這樣的物理模型有：子彈打木塊模型，小球在弧形光滑軌道上滑動，小車上單擺的擺動過程，一靜一動的同種電荷追碰運動等(2)如圖 837，地面光滑，A 靜止放在 B 最左端，現(xiàn)用一水平向右的恒力 F 作用在 A 上，使 A 從靜止開始做勻加速直線運動已知 A、B 間的動摩擦因數(shù)為，木板 B 長度為L，當 A 滑到 B 的最右端時木板 B 運動的位移為 x，則這一過程中：圖 837A、B 受到的摩擦力的方向是什么？各自做什么樣的運動？答案：A 受到 B 所給的水平向左的摩擦力，B 受到 A 所給的水平向右的摩擦力 A、B 都做勻加速直線運動A、B 的加速度分別為多少？方向如何？摩擦力對 A 做的功為多少？合外力對 A 做的功為多少？答案：mg(xL)(Fmg)(xL) 摩擦力對 B 做的功為多少？合外力對 B 做的功為多少？答案：mgxmgxA 到達 B 最右端時，A、B 具有的動能分別為多少？答案：(Fmg)(xL)mgxA、B 組成的系統(tǒng)產生了多少內能？答案：mgL要使 A、B 相對滑動，外力 F 至少為多大？(3)如圖 838，質量為 M 的平板車 B 左端放有質量為m 的物塊 A(看成質點)，A 與 B 之間的動摩擦因數(shù)0.5.開始時 A 和 B 以 v06 m/s 的速度向右在光滑水平面上前進，并使車 B 與墻發(fā)生正碰，設碰撞時間及短，且碰撞后車 B 的速率與碰前的相等，車身足夠長，要使物塊 A 不能與墻相碰，取 g10 m/s2：圖 838以下小問的前提條件是：M2 kg，m1 kg.第一次碰以后的運動過程中，誰會反向運動？A、B各自做什么運動？最終運動情況怎樣？小車能否第二次與墻發(fā)生碰撞？答案：A 反向A 先做勻減速直線運動，然后反向做勻加速直線運動，B 一直做勻速減直線運動，達到共同速度后小車不能與墻發(fā)生第二次最終 A、B 一起向左做勻速運動碰撞求第一次碰后 A、B 能再次達到的共同速度和此時 A在 B 上滑行的距離以下小問的前提條件是：M1 kg，m2 kg.第一次碰以后運動的過程中，誰會反向運動？A、B各自做什么運動？最終運動情況怎樣？小車能否第二次與墻發(fā)生碰撞？答案：B 反向A 一直做勻速減直線運動，B 先做勻減速直線運動，然后反向做勻加速直線運動，達到共同速度后最終 A、B 一起向右做勻速運動，然后再次碰墻，碰后運動情況和第一次碰一樣，但小車離開墻的最大距離越來越短，經過無數(shù)次碰墻后，最終小車靠墻停下來，小車肯定能與墻發(fā)生第二次碰撞求第一次碰后 B 離開墻的最大距離；答案：1.8 m若能再次碰墻，試判斷小車 B 第二次碰墻前是否與 A達到共同速度？為使物塊始終不會滑出平板車右端，平板車至少多長？三、含彈簧的物理模型縱觀歷年的高考試題，和彈簧有關的物理試題占有相當大的比重高考命題常以彈簧為載體設計出各類試題，這類試題涉及靜力學問題、動力學問題、動量守恒和能量守恒問題、振動問題、功能問題等，幾乎貫穿了整個力學的知識體系為了幫助同學們掌握這類試題的分析方法，現(xiàn)將有關彈簧問題分類進行剖析對于彈簧，從受力角度看，彈簧上的彈力是變力；從能量角度看，彈簧是個儲能元件因此，彈簧問題能很好地考查學生的綜合分析能力，備受高考命題老師的青睞題目類型有：靜力學中的彈簧問題、動力學中的彈簧問題、與動量和能量有關的彈簧問題思維發(fā)散3求解以下各類彈簧類問題：(1)如圖 839 所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為 F 的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上中彈簧的左端受大小也為 F 的拉力作用中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動若認為彈簧的質量都為零，以 l1、l2 、 l3 、 l4依次表示四個彈簧的伸長量，則四者關系是_圖 839解：當彈簧處于靜止(或勻速運動)時，彈簧兩端受力大小相等，產生的彈力也相等，用其中任意一端產生的彈力代入胡克定律即可求形變當彈簧處于加速運動狀態(tài)時，以彈簧為研究對象，由于其質量為零，無論加速度 a 為多少，仍然可以得到彈簧兩端受力大小相等由于彈簧彈力 F彈與施加在彈簧上的外力 F 是作用力與反作用的關系，因此，彈簧的彈力也處處相等，與靜止情況沒有區(qū)別在題目所述四種情況中，由于彈簧的右端受到大小皆為 F 的拉力作用，且彈簧質量都為零，根據(jù)作用力與反作用力的關系，彈簧產生的彈力大小皆為 F，又由四個彈簧完全相同，根據(jù)胡克定律，它們的伸長量皆相等， 即 l1l2l3l4.(2)如圖 8310 所示，兩木塊 A、B 的質量分別為 m1和 m2，兩輕質彈簧的勁度系數(shù)分別為 k1 和 k2，兩彈簧分別連接 A、B，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)緩慢向上提木塊 A，直到下面的彈簧對地面的壓力恰好為零，則在此過程中 A 和B 的重力勢能共增加了多少？圖 8310解：取 A、B 以及它們之間的彈簧組成的整體為研究對象，則當下面的彈簧對地面的壓力為零時，向上提 A 的力 F恰好為：F(m1m2)g設這一過程中上面和下面的彈簧分別伸長 x1、x2，如圖63 所示，由胡克定律得：圖 63(3)一彈簧秤秤盤的質量 m1 1.5 kg，盤內放一質量 m210.5 kg 的物體 P，彈簧的質量不計，其勁度系數(shù) k800N/m，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖 8311 所示現(xiàn)給 P施加一個豎直向上的力 F，使 P 從靜止開始向上做勻加速直線運動，已知在最初 0.2 s 內 F 是變化的，在 0.2 s 后是恒定的，求 F 的最大值和最小值(取 g10 m/s2)圖 8311(4)如圖 8312 所示，用輕彈簧將質量均為 m1 kg 的物塊 A 和 B 連接起來，將它們固定在空中，彈簧處于原長狀態(tài)，A 距地面的高度 h10.90 m同時釋放兩物塊，A 與地面碰撞后速度立即變?yōu)榱悖捎?B 壓縮彈簧后被反彈，使 A 剛好能離開地面(但不繼續(xù)上升)若將 B 物塊換為質量為 2m 的物塊 C(圖中未畫出)，仍將它與 A 固定在空中且彈簧處于原長，從 A 距地面的高度為 h2 處同時釋放，C 壓縮彈簧被反彈后，A 也剛好能離開地面已知彈簧的勁度系數(shù) k100 N/m，求 h2 的大小圖 8312(5)用輕彈簧相連的質量均為 2 kg 的 A、B 兩物塊都以 v6 m/s 的速度在光滑的水平地面上運動，彈簧處于原長，質量為 4 kg 的物塊 C 靜止在前方，如圖 8313 所示B 與C 碰撞后粘在一起運動，則在以后的運動中：當彈簧的彈性勢能最大時，物體 A 的速度為多大？彈簧彈性勢能的最大值是多少？A 的速度方向有可能向左嗎？為什么？圖 8313根據(jù)能量守恒定律可知，EE 是不可能的，所以 A不可能向左運動四、傳送帶問題皮帶傳送類問題在現(xiàn)代生產生活中的應用非常廣泛這類問題中物體所受的摩擦力的大小和方向、運動性質都具有變化性，涉及力、相對運動、能量轉化等各方面的知識，能較好地考查學生分析物理過程及應用物理規(guī)律解答問題的能力思維發(fā)散4求解以下各類傳送帶問題：(1)如圖 8314 所示，長為 L 的傳送帶 AB 始終保持速度為 v0 的水平向右的速度運動今將一與皮帶間動摩擦因數(shù)為、質量為 m 的滑塊 C(視為質點)，輕放到 A 端，求：前提條件：L3.6 m，v05 m/s，m1 kg，0.5，g取 10 m/s2.圖 8314滑塊 C 由 A 運動到 B 做什么樣的運動？運動時間 tAB為多少？解：先做勻加速直線運動，后做勻速運動；運動時間 tAB為 1.22 s；在 tAB 時間內，滑塊 C 和傳送帶的位移分別是多少？滑塊 C 相對于傳送帶的位移是多少？解：滑塊 C 和傳送帶的位移分別是 3.6 m、 6.1 m，滑塊C 相對于傳送帶的位移是 2.5 m；滑塊 C 由 A 運動到 B，摩擦力對滑塊 C 和傳送帶做的功分別是多少？從功是能量轉化的量度來看，它們各自的物理意義又是什么？解：摩擦力對滑塊 C 做的功是 12.5 J，物理意義是做功使滑塊的動能增加了 12.5 J；摩擦力對傳送帶做的功是25J，物理意義是做功消耗了傳送帶 25 J 的能量，轉化成滑塊12.5 J 的動能和系統(tǒng) 12.5 J 的摩擦熱；傳送帶的電機因放上物體而多做的功為多少？滑塊 C和傳送帶之間由于摩擦產生多少熱量？解：傳送帶的電機因放上物體而多做的功為 25 J；滑塊C 和傳送帶之間由于摩擦產生 12.5 J 的熱量(2)如圖 8315 所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度 v1 沿順時針方向傳動，傳送帶右端一與傳送帶等高的光滑水平面上，一物體以恒定的速率 v2 沿直線向左滑向傳送帶后，經過一段時間又返回光滑水平面求返回到光滑水平面時的速率 v2.圖 8315解：滑塊向左運動時所受滑動摩擦力必然是向右返回時開始階段滑塊速度小于傳送帶速度，所受摩擦力仍向右，滑塊向右加速若它能一直加速到右端，速度 v2v2，前提是傳送帶速度一直大于滑塊速度，即 v1v2v2. 若v1v2，則返回加速過程中，到不了最右端滑塊速度就與傳送帶速度相等了，之后以 v1 速度勻速到達右端，即 v1v2 時，v2v1.(3)如圖 8316 所示，傾角為的傳送帶，以 v0 的恒定速度按圖示方向勻速運動已知傳送帶上下兩端相距 L.現(xiàn)將一與傳送帶間動摩擦因數(shù)為的滑塊 A 輕放于傳送帶上端，求 A 從上端運動到下端的時間 t.(無需寫出具體表達式)圖 8316(4)如圖 8317 所示，AB 是一段位于豎直平面內的光滑軌道，高度為 h，末端 B 處的切線方向水平一個質量為m 的小物體 P 從軌道頂端 A 處由靜止釋放，滑到 B 端后飛出，落到地面上的 C 點，軌跡如圖中虛線 BC 所示已知它落地時相對于 B 點的水平位移 OCl.現(xiàn)在軌道下方緊貼 B 點安一水平傳送帶，傳送帶的右端與 B 距離為 l/2.當傳送帶靜止時，讓 P 再次從 A 點由靜止釋放，它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出，仍然落在地面的 C 點求 P 與傳送帶之間的動摩擦因數(shù).圖 8317五、碰撞和“類碰撞”問題碰撞問題是歷年高考試題的重點和熱點，同時它也是同學們學習的難點它所反映出來的物理過程、狀態(tài)變化及能量關系，能夠全方位地考查考生的理解能力、邏輯思維能力及分析推理能力高考中考查的碰撞問題，碰撞時間極短，位移為零，碰撞過程遵循動量守恒定律碰撞是一個十分重要的物理模型，其特點是：作用時間極短、動量守恒性、動能不增思維發(fā)散5已知 A、B 兩個鋼性小球質量分別是 m1、m2，小球 B靜止在光滑水平面上，A 以初速度 v0 與小球 B 發(fā)生碰撞(1)若兩球發(fā)生的碰撞是彈性碰撞，求碰撞后小球 A 的速度 v1 和物體 B 的速度 v2，并從下面五個前提條件對兩球碰后情景進行討論：m1m2；m1m2；m1m2；m1m2；m1m2.解：取小球 A 初速度 v0 的方向為正方向，因發(fā)生的是彈性碰撞，碰撞前后動量守恒、動能不變，有：m1v0m1v1m2v2討論：當 m1m2 時，v10，v2v0，顯然碰撞后 A靜止，B 以 A 的初速度運動，兩球速度交換，并且 A 的動能完全傳遞給 B，因此 m1m2 也是動能傳遞最大的條件當m1m2 時，則 v10,0v2v0，即物體 A 反向運動，物體 B 以小于 v0 的速度向前運動當 m1m2 時，v1v0，v20 即物體 A 以原來大小的速度彈回，而物體 B 不動，A 的動能完全沒有傳給 B，因此 m1m2 是動能傳遞最小的條件以上彈性碰撞以動撞靜的情景可以簡單概括為：(質量)等大小，(速度和動能)交換了；小撞大，被彈回；大撞小，同向跑(2)若兩球發(fā)生的碰撞是完全非彈性碰撞，即碰撞后小球A、B 粘在一起，求碰后的共同速度以及這一過程中損失的機械能(3)若 m1m2，求碰撞后小球 A 和 B 的速度的取值范圍圖 8318解：一般的碰撞是介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞的情形，它們的速度一定介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間，因此碰撞后小球 A 和 B 的速度的取值范圍是：推廣：碰撞模型的應用不僅僅局限于碰撞，還應包括類似碰撞的模型，即“類碰撞”，因此我們應廣義地理解碰撞模型彈性碰撞這一模型的關鍵是抓住系統(tǒng)碰撞前后動量守恒、系統(tǒng)機械能守恒(動能不變)，具備了這一特征的物理過程，可理解為彈性碰撞完全非彈性碰撞這一模型的關鍵就是碰撞后具有共同速度，且遵循動量守恒，但此時損失的機械能最大圖 8319 中所反應的情景都可以歸結為碰撞模型圖 8319六、帶電粒子在電場和磁場中運動問題以帶電粒子在電場和磁場中的運動為題材的物理題是高考的熱點，每年的高考試卷都有此類題，并且多是大型計算題、綜合題以帶電粒子在電磁場中的運動為題材的物理題，能考查電場、電場力、加速度、速度、位移、勻速運動、勻加速運動及磁場、洛倫茲力、圓周運動、向心力、向心加速度、線速度、角速度以及幾何作圖、數(shù)學演算等很多知識點所以，以帶電粒子在電磁場中的運動為題材的物理題容易命制綜合題下面通過題目探討以帶電粒子在電磁場中的運動為題材的物理題的命題規(guī)律和解題方法思維發(fā)散6如圖 8320 所示，離子發(fā)生器發(fā)射出一束質量為m、電荷量為 q 的離子，從靜止經加速電壓 U1 進行加速圖 8320(1)求經電場加速后獲得速度 v0 的大??；(2)若經電壓加速后，離子沿垂直于電場線方向從兩板左側中點 A 水平射入電壓 U2 的偏轉電場已知平行板長為 L，兩板間距離為 d，求：離子離開電場前在偏轉電場中的運動時間 t；解：由于偏轉電場是勻強電場，所以離子的運動類似平拋運動即：水平方向為速度為 v0 的勻速直線運動，豎直方向為初速度為零的勻加速直線運動離子在偏轉電場中受到的電場力的大小 F；離子在偏轉電場中的加速度；離子在離開偏轉電場時的縱向速度 vy；離子在離開偏轉電場時的速度 v 的大??；離子在離開偏轉電場時的偏移量 y；離子離開偏轉電場時的偏轉角的正切值 tan ；證明離子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心 O 點；圖 64要使離子能穿出電場區(qū)域，則求兩板間所加偏轉電壓U 的范圍；若放置一足夠大、與兩板右側相距 b 的豎直屏，求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度(3)若經電壓加速后，離子從 A 點垂直于磁場邊界射入寬度為 d 的勻強磁場中，電子離開磁場時的位置 P 偏離入射方圖 8321離子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑；勻強磁場的磁感應強度；離子在磁場中做圓周運動的周期；離子在磁場中的運動時間；離子出磁場時速度偏轉的角度的正切值 tan .(4)若經電壓加速后，離子沿半徑方向進入一半徑為 R、磁感應強度為 B 的圓形勻強磁場區(qū)域，離開磁場后離子將擊中屏幕的 N 點，如圖 8322 所示已知 M 點為屏幕的中心，磁場區(qū)域的圓心 O 在 AM 的連線上，O 點與 M 點的距離為 L.求：圖 8322離子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑；離子在磁場中做圓周運動的周期；離子在磁場中的運動時間；離子出磁場時速度偏轉的角度的正切值 tan ；離子擊中的 N 點與屏幕中心 M 點的距離；離子從進入圓形磁場到擊中屏幕的總時間解：圖 8323(1)要使離子流穿過電磁場區(qū)域而不發(fā)生偏轉，電場強度的方向如何？離子流的速度多大？解：電場方向豎直向下，與磁場構成粒子速度選擇器，離子運動不偏轉，則：qEqBv 解得：v2107 m/s(2)在離電磁場區(qū)域右邊界 D0.4 m 處有與邊界平行的平直熒光屏若撤去電場，離子流擊中屏上 a 點；若撤去磁場，離子流擊中屏上 b 點，求 ab 間的距離解得：R0.4 m圖 65離子離開磁場區(qū)域邊界時，如圖 65 甲所示，偏轉角：解：撤去電場，離子在磁場中做勻速圓周運動，所需向心力為洛倫茲力，于是得：30偏轉距離 y1RRcos 解得：y10.05 m離開磁場后離子做勻速直線運動，總的偏轉距離為yy1Dtan 解得：y0.28 m若撤去磁場，離子在電場中做勻變速曲線運動七、電磁感應綜合問題電磁感應是每年高考考查的重點內容之一，電磁學與電磁感應的綜合應用是高考熱點，往往由于其綜合性較強，在選擇題與計算題都可能出現(xiàn)較為復雜的試題電磁感應的綜合應用主要體現(xiàn)在與電學知識的綜合，以“導軌導體棒”模型為主，充分利用電磁感應定律、楞次定律、安培力、直流電路知識、磁場知識等多個知識點，可能以圖象的形式進行考查，也可能是求解有關電學的一些物理量(如電量、電功率或電熱等)同時在求解過程中通常也會涉及力學知識，如物體的平衡條件(運動最大速度求解)、牛頓運動定律、動能定理、動量守恒定理(雙導體棒)及能量守恒等知識點思維發(fā)散8求解下列各類電磁感應問題：(1)如圖 8324 所示，在一磁感應強度 B0.5 T 的勻強磁場中，垂直于磁場方向水平放置著兩根相距為 h0.1 m的平行金屬導軌 MN 和 PQ，導軌電阻忽略不計，在兩根導軌的端點 N、Q 之間連接一阻值的電阻 R0.3 .導軌上跨放著一根長為 L0.2 m、每米長電阻 r2.0 /m 的金屬棒 ab，金屬棒與導軌正交放置，交點為 c、d，當金屬棒在水平拉力作用下以速度 v4.0 m/s 向左做勻速運動時，試求：圖 8324電阻 R 中的電流強度大小和方向；使金屬棒做勻速運動的拉力；金屬棒 ab 兩端點間的電勢差；回路中的發(fā)熱功率解：金屬棒向左勻速運動時，等效電路如圖 66 所示在閉合回路中，金屬棒 cd 部分相當于電源，內阻 rcdhr，電動勢 EcdBhv.圖 66(2)如圖 8325 所示，AB、CD 是兩根足夠長的固定平行金屬導軌，兩導軌間的距離為 L，導軌平面與水平面間的夾角為，在整個導軌平面內都有垂直于導軌平面斜向上方的勻強磁場，磁感應強度為 B1，在導軌的 AC 端連接一個阻值為 R 的電阻，一根質量為 m、垂直于導軌放置的金屬棒 ab，從靜止開始沿導軌下滑已知金屬棒 ab 與導軌間的動摩擦因數(shù)為，導軌和金屬棒的電阻都不計圖 8325請分析金屬棒運動情況，并求此過程中金屬棒 ab 的最大速度解：運動情況分析：金屬棒 ab 沿導軌加速下滑感應電動勢增大感應電流增大導體在磁場中所受安培力變大合外力減小加速度減小a0 時，v 最大金屬棒 ab 下滑時因切割磁感線，產生感應電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應定律可得：EB1Lv閉合電路 ACba 中將產生感應電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：I E/R. 根據(jù)右手定則可判定感應電流方向為圖 67若金屬棒 ab 從靜止開始沿導軌下滑到速度最大時，通過的位移為 x0，能否求出在此過程中通過電阻 R 的電荷量為多少？如果能，請求出電荷量 q；如果不能，請說明原因解：能求出通過電阻 R 的電荷量金屬棒 ab 下滑過程中雖然做變加速運動，但計算電荷量應該用感應電流的平均值來計算由法拉第電磁感應定律得，平均感應電動勢 E若金屬棒 ab 從靜止開始沿導軌下滑到速度最大時，通過的位移為 x0，能否求出在此過程中安培力對金屬棒 ab所做的功？如果能，請求出安培力所做的功 WA；如果不能，請說明原因圖 8326在前 t0 時間內線圈中產生的電動勢；在前 t0 時間內線圈的電功率；求 t0 的值解：分析線圈受力可知，當細線松弛時有：(4)如圖 8327 所示，兩根平行金屬導軌端點 P、Q用電阻可忽略的導線相連，兩導軌間的距離 l0.20 m有隨時間變化的勻強磁場垂直于桌面，已知磁感應強度 B 與時間t 的關系為 Bkt，比例系數(shù) k0.020 T/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 t0 時刻，導軌固定在水平桌面上，每根導軌每米的電阻為 r00.10 /m，導軌的金屬桿緊靠在 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 t6.0 s 時金屬桿所受的安培力圖 8327高考物理計算題答題技巧物理計算題的特點：一般文字敘述量較大，涉及物理過程較多，所給物理情境較復雜，物理模型較模糊甚至很隱蔽，運用的物理規(guī)律較多，題目的分值較重物理計算題對學生的能力考查較全面，它不僅能很好地考查學生對物理概念、物理規(guī)律的理解能力和根據(jù)已知條件及物理事實對物理問題進行邏輯推理和論證的能力，而且還能更有效地考查學生的綜合分析能力及應用數(shù)學方法處理物理問題的能力因此計算題的難度較大，對學生的要求較高要想解答好計算題，除了需要扎實的物理基礎知識外，還需要掌握一些有效規(guī)范的答題技巧1審題的規(guī)范化審題是對題目進行分析、綜合、尋求解題思路和方法的過程，所以審題規(guī)范是正確解答物理題的前提條件一些考生往往會出現(xiàn)見到試題不知如何下手、找不到切入點、想到哪就寫到哪兒的情況其原因就是不知道怎樣去審題，沒有一個基本的審題程序審題過程主要包括以下幾個方面：明確物理狀態(tài)和過程、明確條件和目標、確定解題思路和方法.2語言表達的規(guī)范化語言表達規(guī)范化要求考生用物理語言來描述相應的物理過程、物體的運動狀態(tài)、受力情況；能用精準的語言描述實驗的操作步驟、描述實驗結論等語言表達的規(guī)范化還體現(xiàn)在必要的文字說明上，這是考生常常容易忽視的地方必要的文字說明是保證題目完整解答不可缺少的文字表述，它能使解題思路表達得清楚明了，解答有據(jù)，流暢完美具體來說計算題規(guī)范化表述過程常包括以下幾個方面：(1)明確研究對象(個體還是系統(tǒng))；(2)根據(jù)題意準確畫出受力圖、運動示意圖、電路圖等有關圖象；(3)要指明物理過程及始末狀態(tài)，包括其中的隱含條件或臨界狀態(tài)；(4)指明要選取的正方向或零位置；(5)物理量盡量用題目中給定的符號，需自設的物理量(包括待求量、中間過度量)要說明其含義；(6)要指明所用物理公式的名稱、條件和依據(jù)，并用相關詞 語 來 表 達 ， 如 “ 由 定 律 得 ”“ 將 代入”“聯(lián)立”等句式；(7)用文字串聯(lián)起完整的思路及思維流程；(8)求得結果應有文字說明及帶入題給數(shù)據(jù)的算式，最終結果要有準確的數(shù)字和單位，必要時對問題的結果加以適當討論，說明其物理意義3作圖的規(guī)范化作圖是解題的重要步驟，它有助于建立清晰有序的物理過程和確立物理量間的關系，可以把問題具體化、形象化在審題過程中，要養(yǎng)成畫草圖的習慣；解物理題時，能畫圖的盡量畫圖，圖能幫助我們理解題意、分析過程以及探討過程中各物理量的變化，便于構建物理模型需要保留在卷面上的圖必須用尺、圓規(guī)、鉛筆，不能隨心所欲徒手作圖作出的圖應能反映有關量的關系，圖文要對應畫函數(shù)圖象時，要畫好坐標原點和坐標軸上的箭頭，標好物理量的符號、單位及坐標軸上的數(shù)據(jù)圖形、圖線應清晰準確，線段的虛實要分明、有區(qū)別4方程式和主要步驟書寫的規(guī)范化原始的基本方程是主要的得分依據(jù)，寫出的方程式必須能反映出所依據(jù)的基本物理規(guī)律，不能以變形的結果式代替方程式同時方程式應該全部用字母、符號來表示，不能出現(xiàn)字母、符號和數(shù)據(jù)混合，數(shù)據(jù)式同樣不能代替方程式有多個方程式，一般要分別列出并進行編號，以便于計算說明計算時一般要先進行代數(shù)式的字母運算，推導出有關未知量的代數(shù)表達式，然后再代入數(shù)據(jù)計算這樣做既有利于減輕計算負擔，又有利于一般規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和回顧檢查從近幾年高考物理計算題的答案及評分標準中可以看出，求解方程時卷面上只要寫出最簡式，然后做出必要的說明，直接給出計算結果即可切忌把大量的運算過程寫在卷面上，這樣會給人以繁瑣凌亂、思路不清的感覺，同時也增大了出錯的幾率5解題結果的規(guī)范化解題結果是整個解題過程的重要組成部分，規(guī)范的答案能清晰地反映出解題的最終結果答案規(guī)范是指答案準確、簡潔、全面既要注意計算結果的驗證、取舍，還要注意答案的完整，要認真規(guī)范地加以表述作為計算結果的數(shù)據(jù)一般要用科學計數(shù)法；有效數(shù)字的位數(shù)應根據(jù)題意確定，有的題目對有效數(shù)字的位數(shù)有明確要求，就要嚴格按要求取，多取少取都會被扣分計算結果的數(shù)據(jù)必須帶上單位；結果用字母表示的，則要看題中提供的表示已知量的字母是否帶有單位，如果不帶單位，則最后的結果也不要帶單位，反之則要帶上單位有時對解題結果要做適當?shù)恼f明和討論，例如結果是矢量的就要說明方向，方向的說明要與題目中涉及的方向相對應總之，對于物理計算題特別是一些技巧性較高的題目，如臨界問題、模糊問題、數(shù)理結合問題等，要注意隱含條件的挖掘、“關鍵點”的突破、過程之間“銜接點”的確定、重要詞語的理解、物理情景的創(chuàng)設，逐步掌握較高的解題技巧對于信息量較大的題目要認真閱讀，要通過發(fā)現(xiàn)信息、提煉信息，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、運用規(guī)律，聯(lián)想遷移，類比推理等方法去解答物理問題還應掌握“三優(yōu)先四分析”的解題策略，即優(yōu)先考慮整體法、優(yōu)先考慮動能定理、優(yōu)先考慮動量定理；分析物體的受力情況、分析物體的運動情況、分析力做功的情況、分析物體間能量轉化情況形成有計劃、多角度、多側面的解題方法網絡，才能使我們在解物理計算題時立于不敗之地