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戎创头条  >  本站作家  >  “高考解题秘籍”之《物理篇》(一)——拆!拆解压轴题
“高考解题秘籍”之《物理篇》(一)——拆!拆解压轴题
2022年03月13日 17:30   浏览:67   作者:国斌集结号
作者介绍:嗨,大家好,我是余老师,原某军校副教授,自主择业退役军人,现环球物理高中物理教研负责人。今天赐你宝刀,带你有理有据地强拆高考物理压轴类题目,助你冲刺满分!



高考物理压轴题,看第一眼似曾相识,再看一眼无从下手,想放弃心有不甘,急急急,乱乱乱,怎么办?深呼吸、稳住神,跟着余老师来有道理地强拆!
压轴题,从考察的知识点上看,往往是力学和电磁学的综合计算问题;同时涉及到多个过程的演变与连接,并且已知条件的给定比较隐含。但是万变不离其宗,考察的无非是物理的状态、过程与规律。本文分享解决压轴题的秘籍之一----拆解题目!将复杂的情境模型化、关键的条件等式化,隐含的过程清晰化,难题自然迎刃而解。




“强拆”四部曲


第一步:按要素拆解( 静态/动态)已知条件;

第二步:按给定条件拆解过程,抓住过程之间的连接关系;

第三步:不同的过程运用不同的物理规律列关系式、求解未知量;

第四步:必要时对结果进行讨论





例题解析“强拆四部曲”

给你葫芦,时时照着画


例题. 如图甲,两足够长的平行光滑金属导轨ab、cd倾斜放置,两导轨之间的距离为L=1m,导轨平面与水平面间的夹角为θ=37°,导轨上端a、c之间连接有一阻值为R1=4Ω的电阻,下端b、d之间接有一阻值为R2=2Ω的小灯泡,mn之间接入的电阻R3=4Ω.有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上,虚线ef为磁场的上边界,ij为磁场的下边界,此区域内的感应强度B,随时间t变化的规律如图乙所示,现将一质量为m=1kg的金属棒MN,从距离磁场上边界ef的一定距离处,从t=0时刻开始由静止释放,金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中,小灯泡的亮度始终不变.金属棒MN在两轨道间的电阻r=1Ω,其余部分的电阻忽略不计,ef、ij边界均垂直于两导轨.其中:

,,求:

(l)小灯泡的实际功率;

(2)金属棒MN穿出磁场前的最大速率;

(3)整个过程中小灯泡产生的热量.








分析:本题是一道综合性很强的题目,考察的角度包括了物体的受力与运动,电磁感应(感生电动势、动生电动势)、电路的串联、并联中电流、电压、电源电动势的关系,电功率、发热等。



“强拆”step by step



第一步:按要素拆解已知条件

要素:斜面导轨、磁场、电路构成、运动的导体棒

① 斜面导轨( 静态):倾角37度,导轨光滑(不计摩擦);

② 磁场:区域范围(ef----ij)、方向垂直于斜面向上、匀强,变化如图乙(动态);

③ 电路构成:(有变化、难点,待分析);

④ 导体棒:长L、某一位置由静止释放(动态);

 第二步:按给定条件分解过程,抓住过程之间的连接关系;

 重要条件:从t=0开始,小灯泡的亮度保持不变

 剖析:0~t1时间内,磁场随时间均匀变化,产生不变的电动势电路中电流稳定;若该时间内金属棒MN进入磁场,则既有感生电动势产生,又有动生电动势产生,电路必定发生变化,故不符合题意。仅当t1时刻金属棒刚好进入磁场,在磁场区域做匀速直线运动, 在金属棒MN从开始运动到经过磁场的下边界ij的过程中,小灯泡的亮度才能始终不变。

过程分解① 0~t1,磁场变化产生感生电动势;金属棒MN做匀加速运动刚好进入磁场边界ef

对应等效电路如图(1):

②t1之后,金属棒MN在磁场中做匀速直线运动产生动生电动势

对应等效电路如图(2):

第三步:不同的过程运用不同的物理规律列关系式、求解未知量。

(1)小灯泡的实际功率

依题意,小灯泡亮度始终保持不变,因此任选一个过程求解均可。

原则:哪个简单选哪个,哪个已知条件充分选哪个

导体棒做匀速直线运动产生动生电动势的关系简单、条件充分,设此过程中流过导体棒的电流为I,

导体棒匀速直线运动,受力平衡

电路中,金属棒相当于电源,R1、R2、R3并联后与金属棒串联,

根据并联电路的电流关系,流过小灯泡的电流大小I为1.5A,小灯泡的实际功率为P 


(2) 金属棒穿过磁场的过程中速率v保持不变

    电路(图2)的等效电阻       

   闭合电路欧姆定律    


   动生电动势       



     (3)0~t1时间内,设ef至ij之间的距离为x

   金属棒做匀加速直线运动,

  小灯泡亮度始终不变  

   流过电阻R3的电流

电路的电流规律         

电路(图1)的总电阻为

  闭合电路欧姆定律  



  感生电动势    

 匀速直线运动

 整个过程中小灯泡产生的热量, 焦耳定律

第四步:必要的讨论

本题没有考察对结果的讨论,做为一道考试题,可以顺利结束。但是做为一道练习题,我们可以进一步地思考。

(1)题目为什么要给定小灯泡地亮度始终保持不变?

原因:如果同时有感生电动势和动生电动势产生,问题将变得更加复杂。多去留意看起来很复杂的过程,往往隐含着使问题变简单的特殊的条件。

(2)题目中去掉一个电阻,比如去掉R3,该如何求解?(其实加上R3就是为了使电路变得更复杂,考察对电路的连接的掌握情况。)出题的老师挖坑的招数之一而已。

秘籍:拆、拆、拆!

强拆讲规律,满分落碗里!

头条号
国斌集结号
介绍
国斌者,自主择业退役军人一枚。业余爱好吹喇叭,愿与音乐爱好者们畅游音乐天地,共享美好生活……
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