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最新高中物理说题稿

高中物理说题稿

各位评委、老师,大家好:

今天我要说的题目来自2013年新课标全国理综1卷第25题。现在我从以下几方面进行

一、原题:

25.(19分)如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为

θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于

匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨

上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保

持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为

μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由

静止开始下滑,求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系; (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

二、考点分析

该题主要考查了:牛顿第二定律、导线切割磁感线产生感应电动势、电容器定义式、电流定义式、加

速度定义式、感应电流、安培力,这部分内容都是要求较高的Ⅱ级要求。即对所学知识要理解其含义,及

与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题中分析、推理和判断等过程中运用。

三、考查能力

理解、推理、分析综合及运用数学知识处理物理问题能力

四、解题过程及方法

此题属于电磁感应现象中的力学问题,所以,解决这类问题,要抓好受力情况,运动情况的动态分

析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化

→周而复始地循环,解这类题的基本方法是:

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;②求回路中电流强度;

③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);④列动力学方程或平衡方程求解。

第一问的解题过程:

设金属棒下滑的速度大小为v,则感应电动势为E=BLv ①

平行板电容器两极板的电压为U,U=E ②

设此时电容器极板上储存的电荷为Q,按定义有

③联立①②③式解得④

第二问的解题过程:

设金属棒下滑的速度大小为v时经历的时间为t,通过金属棒的电流为i,金属棒受到磁场的安培力为F,方向沿导轨向上,大小为F="BLi" ⑤

设在t~t+时间间隔内流经金属棒的电荷量为,按定义有⑥

也是平行板电容器两极板在t~t+时间间隔内增加的电荷量

由④式可得⑦式中为金属棒速度的变化量

按加速度的定义有⑧

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分析导体棒的受力:受重力mg,支持力N,滑动摩擦力f,沿斜面向上的安培力F。

N=mgcos⑨⑩(11)

联立⑤至(11)式得(12)

由(12)式及题设可知,金属棒做初速为零的匀加速直线运动,t时刻金属棒下滑的速度大小为v

(13)

易错点拨:本题关键是通过牛顿第二定律的求解得出加速度的表达式是一个与时间无关的物理量,导体棒

做匀加速直线运动,这一问题考生不容易分析出来,造成该题不容易得分。具体分析:首先要由感应电动

势和电容的定义式求解速度大小为v时电容器极板上储存的电荷Q,这一问不难,考生较容易解出;其次

列牛顿第二定律方程,正确的解出加速度是一个恒量,即金属棒做初速为零的

匀加速直线运动v=at解出本题的答案,这一问考生对电流的定义,加速度的定义的理解有一定的局限性,高中阶段不变的情况较多,用微积分的思想求解的练习题较少,所以大

多数考生这一问不能得分,难度(1)中等,(2)难。

五、拓展

电磁感应现象中的切割类(动生电动势)问题:

1、电磁感应中的电路问题:

在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电

源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形

成电流。因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法

是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;②画等效电路;

③运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。

2、电磁感应中能量转化问题

导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为

电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内

能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决

这类问题的基本方法是:

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;

②画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式;

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