第9讲 电磁感应现象及电磁感应规律的应用(6)

2019-03-29 17:22

(4)没注意括号里的文字; (5)没抓住图象上的关键点;

(6)没看清物体是在哪个面内运动,是竖直面还是水平面; (7)没注意是否需要考虑重力,有些题目明确说明不需要考虑重力,有些题目需要自己分析判断;

(8)读错或没看清文字,如位移(或位置)、时间(或时刻)、直径(或半径)、轻绳(或轻杆)、物体在圆环的内侧(或外侧或圆管内或套在圆环上)等;

(9)没看清关键词,如“缓慢”、“匀速”、“足够长”、“至少”、“至多”、“刚好”、“最大”、“最小”、接触面“粗糙(或光滑)”、“物体与弹簧”连接(或接触)等;

(10)没有挖掘出题目中关键词汇的隐含条件,如:“刚好不相撞”表示物体最终速度相等或者接触时速度相等;“刚好不分离”表示两物体仍然接触,弹力为零,且速度和加速度相等;“刚好不滑动”表示静摩擦力达到最大静摩擦力;“绳端物体刚好通过最高点”表示绳子拉力为零,仅由重力提供向心力.

第二步:思维规范化 思维流程:―→

―→

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技法1 过程分解 【技法阐释】

图1

【高考佐证】 (2012·浙江理综,24)如图1所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场.将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面,从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴.调节电源电压至U,墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动;进入电场、磁场共存区域后,最终垂直打在下板的M点.

(1)判断墨滴所带电荷的种类,并求其电荷量; (2)求磁感应强度B的大小;

(3)现保持喷口方向不变,使其竖直下移到两板中间的位置.为了使墨滴仍能到达下板M点,应将磁感应强度调至B′,则B′的大小为多少?

U

解析 (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有qd=mg① mgd

由①式得:q=U②

由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知: 墨滴带负电荷.③

(2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,

v20有qv0B=mR④

考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰完成

四分之一圆周运动,则半径R=d⑤

v0U

由②、④、⑤式得B=2⑥

gd

(3)根据题设,墨滴运动轨迹如图所示,设圆周运动半径为R′,v20

有qv0B′=m⑦

R′

d?2?

由图示可得:R′=d+?R′-2?⑧

??

2

2

5

得:R′=d⑨

4

4v0U

联立②、⑦、⑨式可得:B′= 5gd2v0U4v0Umgd

答案 (1)负电荷 U (2)2 (3) gd5gd2点评 解答此题的关键是对两个不同过程(直线运动、圆周运动)运用相应的物理规律来分段处理,还要注意利用这些过程衔接点的联系.

技法2 对象拆分

【技法阐释】对于多体问题,关键是选取研究对象和寻找相互联系.选取对象时往往需要灵活运用整体法或隔离法,对于符合守恒定律的系统或各部分运动状态相同的系统,宜采用整体法;需讨论系统内各部分间的相互作用时,宜采用隔离法;对于各部分运动状态不同的系统,一般应慎用整体法.至于多个物体间的相互联系,可从它们之间的相互作用、运动时间、位移、速度、加速度等方面去寻找.

【高考佐证】 (2011·山东卷,24)如图2所示 ,在高出水平地面

h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.

图2

在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1 kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求:

(1)B离开平台时的速度vB.

(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB. (3)A左段的长度l2.

解析 (1)设物块平抛运动的时间为t,由运动学知识可得 12

h=gt,①

2x=vBt,②

联立①②式,代入数据得vB=2 m/s,③

(2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得μmg=maB,④

vB=aBtB,⑤ 12

xB=aBtB,⑥

2

联立③④⑤⑥式,代入数据得tB=0.5 s,⑦ xB=0.5 m,⑧

(3)设B刚开始运动时A的速度为v1, 1

由动能定理得Fl1=Mv2,⑨

21

设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学的知识得F-μmg=MaA,⑩

12

l2+xB=v1tB+aAtB,?

2

联立⑦⑧⑨⑩?式,代入数据得l2=1.5 m.? 答案 (1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m 技法3 情境图示

【技法阐释】养成画图习惯,用情境示意图形象直观地展现物理过程,如画受力图,运动过程示意图、运动轨迹图等,把抽象思维转化为形象思维,将复杂题目化难为易.

【高考佐证】 (2012·海南单科,16)如图3(a)所示的xOy平面处于匀强磁场中,磁场方向与xOy平面(纸面)垂直,磁感应强度B随时间t变化的周期为T,变化图线如图(b)所示.当B为+B0时,磁感应强度方向指向纸外.

在坐标原点O有一带正电的粒子P,其电荷量与质量之比恰好等2π于.不计重力.设P在某时刻t0以某一初速度沿y轴正向自O点TB0开始运动,将它经过时间T到达的点记为A.求:

(1)若t0=0,则直线OA与x轴的夹角是多少? T

(2)若t0=,则直线OA与x轴的夹角是多少?

4

πT

(3)为了使直线OA与x轴的夹角为,在0

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