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如何講解高中物理題

發布時間:2022-06-15 10:33:53

⑴ 如何學好物理,如何解物理題

與初中物理相比,高中物理的內容更多,難度更大,能力要求更高,靈活性更強。因此不少同學進入高中之後很不適應,高一進校後,力、物體的運動,暫時還沒有什麼問題,覺得高中物理不過如此。學到牛頓運動定律問題就開始來了,後面曲線運動、萬有引力定律、動量、機械能問題越來越大。如果不及時改變學習態度和學習方法,物理將越來越差勁了,一提及物理就感到頭痛,越來越討厭物理,漸漸就與物理絕緣了。這就使一些初中物理學得很不錯的同學,到高中後不能很快地適應而感到困難,以下就怎樣學好高中物理談幾點意見和建議。一、首先要改變觀念,初中物理好,高中物理並不一定會好。 初中物理知識相對比較淺顯,並且內容也不多,更易於掌握。再加上初三後期,通過大量的練習,通過反復強化訓練,提高了熟練程度,可使物理成績有大幅度提高。但分數高並不等於物理學得好、會學物理。如果學習物理的興趣沒有培養起來,再加上沒有好的學習方法,那是很難學好高中物理的。所以,首先應該改變觀念,初中物理學得好,高中物理並不一定會學得好。所以應降低起點,從頭開始。二、應培養學習物理的濃厚興趣。 興趣是思維的動因之一,興趣是強烈而又持久的學習動機,興趣是學好物理的潛在動力。培養興趣的途徑很多,從學生角度:應注意到物理與日常生活、生產、現代科技密切聯系,息息相關。在我們的身邊有很多的物理現象,用到了很多的物理知識,如:說話時,聲帶振動在空氣中形成聲波,聲波傳到耳朵,引起鼓膜振動,產生聽覺;喝開水時、喝飲料時、鋼筆吸墨水時,大氣壓幫了忙;走路時,腳與地面間的靜摩擦力幫了忙,行走過程中就是由一個個傾倒動作連貫而成;淘米時除去米中的雜物,利用了浮力知識;一根直的筷子斜插入水中,看上去筷子在水面處變彎折;閃電的形成等等。有意識地在實際中聯繫到物理知識,將物理知識應用到實際中去,使我們明確:原來物理與我們聯系這樣密切,這樣有用。可以大大地激發學習物理的興趣。從老師角度:應通過生動的學生熟悉的實際事例、形象的直觀實驗,組織學生進行實驗操作等引入物理概念、規律,使學生感受到物理與日常生活密切相關;結合教材內容,向學生介紹物理發展史和進展情況以及在現代化建設中的廣泛應用,使學生看到物理的用處,明確今天的學習是為了明天的應用;根據教材內容,經常有選擇地向學生介紹一些形象生動的物理典故、趣聞軼事和中外物理學家探索物理世界的奧妙的故事; 根據教學需要和學生的智力發展水平提出一些趣味性思考性強的問題等等。老師從這些方面下功夫,也可以使學生被動地對物理產生興趣,激發學生學習物理的激情。三、在課堂上,提高聽課的效率是關鍵。 學習期間,在課堂中的時間很重要。因此聽課的效率如何,決定著學習的基本狀況,提高聽課效率應注意以下幾個方面:1、課前預習能提高聽課的針對性。 預習中發現的難點,就是聽課的重點;對預習中遇到的沒有掌握好的有關的舊知識,可進行補缺,新的知識有所了解,以減少聽課過程中的盲目性和被動性,有助於提高課堂效率。預習後把自己理解了的知識與老師的講解進行比較、分析即可提高自己思維水平,預習還可以培養自己的自學能力。2、聽課過程中要聚精會神、全神貫注,不能開小差。 全神貫注就是全身心地投入課堂學習,做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到這「五到」,精力便會高度集中,課堂所學的一切重要內容便會在自己頭腦中留下深刻的印象。 要保證聽課過程中能全神貫注,不開小差。上課前必須注意課間十分鍾的休息,不應做過於激烈的體育運動或激烈爭論或看小說或做作業等,以免上課後還氣喘噓噓,想入非非,而不能平靜下來,甚至大腦開始休眠。所以應做好課前的物質准備和精神准備。 3、特別注意老師講課的開頭和結尾。 老師講課開頭,一般是概括前節課的要點指出本節課要講的內容,是把舊知識和新知識聯系起來的環節,結尾常常是對一節課所講知識的歸納總結,具有高度的概括性,是在理解的基礎上掌握本節知識方法的綱要。4、作好筆記。 筆記不是記錄而是將上述聽課中的重點,難點等作出簡單扼要的記錄,記下講課的要點以及自己的感受或有創新思維的見解。以便復習,消化。5、要認真審題,理解物理情境、物理過程,注重分析問題的思路和解決問題的方法,堅持下去,就一定能舉一反三,提高遷移知識和解決問題的能力。四、做好復習和總結工作。1、做好及時的復習。 上完課的當天,必須做好當天的復習。復習的有效方法不只是一遍遍地看書和筆記,而最好是採取回憶式的復習:先把書、筆記合起來回憶上課時老師講的內容,例如:分析問題的思路、方法等(也可邊想邊在草稿本上寫一寫)盡量想得完整些。然後打開書和筆記本,對照一下還有哪些沒記清的,把它補起來,就使得當天上課內容鞏固下來了,同時也就檢查了當天課堂聽課的效果如何,也為改進聽課方法及提高聽課效果提出必要的改進措施。2、做好章節復習。 學習一章後應進行階段復習,復習方法也同及時復習一樣,採取回憶式復習,而後與書、筆記相對照,使其內容完善,而後應做好章節總節。3、做好章節總結。 章節總結內容應包括以下部分。 本章的知識網路。 主要內容,定理、定律、公式、解題的基本思路和方法、常規典型題型、物理模型等。 自我體會:對本章內,自己做錯的典型問題應有記載,分析其原因及正確答案,應記錄下來本章覺得最有價值的思路方法或例題,以及還存在的未解決的問題,以便今後將其補上。4、做好全面復習。 為了防止前面所學知識的遺忘,每隔一段時間,最好不要超過十天,將前面學過的所有知識復習一篇,可以通過看書、看筆記、做題、反思等方式。五、正確處理好練習題。 有不少同學把提物理成績的希望寄託在大量做題上,搞題海戰術。這是不妥當的,「不要以做題多少論英雄」,重要的不在做題多,而在於做題的效益要高、目的要達到。做題的目的在於檢查學過的知識,方法是否掌握得很好。如果你掌握得不準,甚至有偏差,那麼多做題的結果,反而鞏固了你的缺欠,因此,要在准確地把握住基本知識和方法的基礎上做一定量的練習是必要的。而對於中檔題,尢其要講究做題的效益,即做題後有多大收獲,這就需要在做題後進行一定的「反思」,思考一下本題所用的基礎知識,主要針對的知識點,選用哪些物理規律,是否還有別的解法,本題的分析方法與解法,在解其它問題時,是否也用到過,把它們聯系起來,你就會得到更多的經驗和教訓,更重要的是養成善於思考的好習慣,這將大大有利於你今後的學習。當然沒有一定量(老師布置的作業量)的練習就不能形成技能,也是不行的。 另外,就是無論是作業還是測驗,都應把准確性放在第一位,方法放在第一位,而不是一味地去追求速度,也是學好物理的重要方面。六.還要重視觀察和實驗。 物理知識來源於實踐,特別是來源於觀察和實驗。要認真觀察物理現象,分析物理現象產生的條件和原因。要認真做好物理學生實驗,學會使用儀器和處理數據,了解用實驗研究問題的基本方法。要通過觀察和實驗,有意識地提高自己的觀察能力和實驗能力。 總之,只要我們虛心好學,積極主動,踏實認真,在對知識的理解上下功夫,要多思考,多研究,講求科學的學習方法,多聯系生活、生產實際,注重知識的應用,是一定能夠學好高中物理的。

⑵ 高中物理題求詳細講解

很簡單。圖就沒發畫了。講一下。首先建立直角坐標系。以斜板面所在直線為X軸,垂直於板面方向做Y軸。你可以在草圖上畫一下,整個系統是靜止的,so,所有力都是平衡的。所以版面對物體的壓力在X軸和Y軸上等於物體對它的壓力。把重力和F在兩軸上解之後可得,壓力公式:
f={【F*COS(α+β)-mg*COSβ】^2+【F*SIN(α+β)-mg*SINβ】^2}^-2

⑶ 如何有效開展高中物理習題課教學

一、物理習題課的作用
(一)物理練習是鞏固、加深所學物理基礎知識,熟練掌握運用物理基礎知識的技能和技巧,形成物理學習能力的有效手段。
(二)物理練習是加深和擴展物理知識,理論聯系實際,實施因材施教的重要方式。
(三)物理練習是學生掌握分析、解決物理問題的思路和方法,同時也能夠培養學生創新思維的深刻性、發散性、靈活性、批判性、獨創性、全面性、敏捷性等思維品質。有助於學生加深對物理知識的理解與深化,提高學生解題技巧及分析問題和解決問題的能力,促進知識向能力轉化的有效途徑。
(四)物理練習是診斷、評價學習情況、檢查教學效果的重要手段。
二、物理習題課的類型
(一)客觀題:包含選擇和判斷題。這一類題一般不需要計算或只需簡單計算。側重於考查學生綜合分析能力和判斷能力。
(二)主觀題:它包括實驗題、作圖題、計算題。
實驗題:一般是以實驗觀察、實驗操作技能、實驗方法、實驗設計和實驗結論分析為考查內容的綜合題型。培養學生的觀察能力和分析問題的能力的一類題。便於體現新課程「三維目標――過程與方法」的題型,與實際聯系密切。設問方式靈活,可以有一定程度的開放性,可以考查表述能力、作圖能力、操作技能、數據處理能力、計算能力、圖像能力、科學方法等。
作圖題:一般是指通過作圖解答問題的一類題,這類題能提高學生的形象思維能力。
計算題:要求學生在分析的基礎上,根據有關物理規律,導出待求物理量的計算式,然後代入數據進行求解的一類題型。這類題能考察和培養學生運用數學知識解決物理問題的能力。考生需要通過對情景的想像、分析、推斷和綜合,才能進行解答。設問方式多樣,適應層次不同的教學目標的檢查,能反映學生解答的思路和過程,利於鑒別學生的水平,區分度好。
三、新課程理念下物理習題課的教學方法
(一)認真鑽研教材精選習題
題海戰術,並不是我們素質教育所推崇的,要解決很多的物理知識和習題,靠搞大量的題目是無法完成教學任務的。那需要有典型的題目,優化組合。為了發揮物理習題在教學中的作用,在選擇習題時一般要服從如下的原則。
1.典型性:它要求所選擇的習題在內容上和方法上都具有代表性和典型性,能反映重點概念和規律的本質及其特徵,要遵循「少而精」的原則。
2.針對性:是指習題的選擇要針對課程標准、教材和學生的實際情況。
3.實際性:習題的選擇要注意把理想化模型同實際課題密切聯系,要將理想化的過程與實際物理過程有機地結合。
4.啟發性:它要求習題的選擇要注意有利於學生創新思維的培養。
5.生活性:它要求所選擇的習題應盡可能與學生的現實生活聯系起來,能激發學生學習的興趣。
(二)從物理基礎知識著手培養良好學習習慣
首先,物理的定律和公式是最基礎的知識,也是每堂習題課前必掌握的知識。為了培養學生良好的學習習慣,在講解習題之前要對學生從5個方面(公式名稱、公式、適用條件、各字母表示物理量、各物理量的單位及符號)進行全方位復習;其次,根據認識規律要讓學生能靈活應用物理定律和公式解決實踐問題,教師應該先指導學生正確理解基礎知識,並通過對基礎習題的解答訓練,使學生掌握應用物理定律或公式解題的基本方法及運用物理量時單位必須統一的要求,進而使學生形成解答物理習題的基本模式,培養學生牢固掌握解題的規范和程序,為進一步深化做好准備。
(三)習題課要發揮教師的主導作用
在物理習題課教學中,學生在教師的引導下動腦、動筆或動口解答物理問題.大部分時間是學生活動,而教師的主導作用主要表現在指點、引路兩個方面:(1)指點學生在解題過程中,由於對物理知識理解不透,往往會出現生搬硬套現象.這時教師應抓住時機,找准症結,予以指點。從而解開這個教學難點,使學生對概念有了進一步認識;(2)引路對於難度較大的綜合題,教師應採用降低梯度,分設疑點的方法,突出解題思路,把學生引上正確軌道.由於分層降低梯度,學生在教師搭橋和引路下,順利實現認識的飛躍.習題課的教學不僅要體現教師為主導、學生為主體的師生關系,而且還應最大限度地調動發揮學生的內在因素和他們的積極性,全面提高思維素質。
(四)在習題教學中注意一題多解、一題多變、一題多問
1.「一題多解」是指通過不同的思維途徑,採用多種解題方法解決同一個實際問題的教學方法。它有利於培養學生辯證思維能力,加深對概念、規律的理解和應用,提高學生的應變能力,啟迪學生的發散性思維……在物理解題過程中,我們可以通過「一題多解」訓練拓寬自己的思路,在遇到新的問題時能順利挖掘出物理量間的相互關系和物理規律間的內在聯系,培養求異思維,使自己的思維具有流暢性。
2.注意一題多變誘導學生思路
在習題課中的「一題多變」是指從多角度、多方位對例題進行變化,引出一系列與本例題相關的題目,形成多變導向,使知識進一步精化的教學方法。通過這種「一題多變」的習題探討,開拓學生思路。在綜合復習時以習題為載體運用「一題多解」等方式有助於完善我們的思維品質,在復習中起到事半功倍的效果。「一題多變」還可以使思維具有變通性。思維的變通性是指擺脫定勢的消極影響,不局限於問題的某一方面,能夠隨機應變,舉一反三,觸類旁通。在二輪復習的解題過程中主動出擊,運用變式,通過「一題多變」演繹問題的產生過程,能夠擺脫由生活習慣中原有思維方式和平時解題所帶來的思維定勢,使思維具有變通性。
3.「一題多問」培養思維的嚴密性
思維的嚴密性,主要表現在通過細致縝密的分析,從錯綜復雜的聯系與關系中認識事物的本質。在題目解完後再通過「一題多問」自己考慮問題更全面細致,讓自己的思維具有嚴密性。這種「多題歸一」的方法還可以培養思維的概括性。思維的概括性是指思維能夠反映一類事物的共同的本質的特徵,以及事物之間的本質聯系和規律。許多物理習題具有物理過程、規律和性質類似的問題,它們間只有不同程度的量的差異而無質的區別,在復習過程中做過一定量的習題後進行反思,通過「多題歸一」,進行有的放矢的精解和拓寬,可以使思維具有概括性。

⑷ 高中物理 詳細講一下

首先,由法拉第電磁感應定律,我們可以得到電動勢E= nbs/t
再由閉合電路的歐姆定律,我們可以得到電流I=E/r=nBS/tr
其中B/t是無法變化的,我們把它提出來 那麼
I=(nS/r) (B/t)
有了這個公式 我們分析題目。
A——把匝數增加一倍。也就是n翻了倍。看起來是可以使I翻倍的,可是n翻倍之後電阻r也就翻倍了,實際上I並沒有變化。
B_線圈面積的翻倍必然會使長度增加,導致電阻增大。電流也不會達到預期的翻倍效果。
C項中 半徑增加一倍,則面積增加到了4倍,而周長僅增加為原來的2倍。兩者相除,電流可以達到翻倍的目的。
D項,由於目前的磁場方向與線圈夾角為60度,其垂直分量應為cos60=二分之根號三。 大於二分之一的。也就是說無論怎麼改變夾角,都沒辦法把磁場增強一倍了。也就自然沒辦法讓電流增強一倍。

⑸ 怎樣才能講好一節高中物理課

從學生的角度,我認為首先老師一定要有高超的技能和扎實的功底。千萬不能遇到問題,自己都模稜兩可或者面對同學的提問,支支吾吾能給出一個明確的回答。這樣子的話,同學們就無法認真學習。

⑹ 高中物理,圖片中這個題目該怎麼分析(請詳細講解一下)

題中給出滑槽軌道光滑,但未給出滑槽與地面之間是否光滑無摩擦力,以下以地面光滑無摩擦為例進行分析:

設:小球質量為m,U型滑槽質量為M,AB高度差為h,弧BCD半徑為r,分析如下:

若要小球到達D點,即V₂有意義,則需:Mh-mr≥0。

⑺ 高中物理,這道題怎麼解(請詳細講解一下)

顯然(2,10)一個周期,波長8m
1s時間內,移動了k + 5/4個周期,因為周期小於1s,所以有0<k+5/4<1, k=-1
所以波向左平移了1/4個周期
波速=8 * 1/4 / 1 = 2m/s
周期=波長/波速=8/2 =4 s

⑻ 如何學好高中物理

一、徹底放棄初中學習方式,從多寫多做變成多思考多總結。

過去初中的學習模式是這樣的:上課認真聽講,課下瘋狂練題。初中時這樣學習的同學物理成績一般都不錯,可為什麼到了高中這種方法行不通了呢?

高中物理的學科特點和考查模式決定了初中的學習方法不適用於高中物理學習。高中物理知識難度大,密度大,只靠上課聽講很難徹底理解領悟。高中物理的題目復雜多變靈活,只靠題海戰術,根本不可能應付高考題,也考不出好成績。因此學習高中物理必須要改變過去的學習方法,從多寫多做變為多思考多總結。

平時學習時要思考物理公式、規律的本質,做題時要善於動腦善於思考,學習一段時間後要總結反思。簡單來說高中物理的學習重在理解。理解規律概念,理解題意,理解物理現象的本質。只有真正理解了,才能做出題,得到分,很簡單的道理。高考題重在考查學生應用課本知識處理實際問題的能力,平時學習如果不思考只做題,在高考時將舉步維艱。相反,通過三年的獨立思考式學習,同學們的頭腦得到了鍛煉,對基本規律的理解也非常到位,在考場上將是得心應手。

二、學習環節要完整。學習不止聽課和寫作業,還有預習、總結和小測。

很多同學的學習環節只有聽課和寫作業,這是遠遠不夠的,尤其對於物理學習來說。物理本身就是一個非常抽象難以理解的學科,如果只是課上聽講,課下寫作業,學習效果將很不理想。

學習是個完整的工程,包括但不限於預習、聽講、寫作業、課後總結和考試。如果環節上缺少了,那學習質量也會降低很多。特別是預習和總結,很多高中生容易忽略。其實預習和總結非常關鍵,可以幫助我們更加深刻的理解知識,梳理知識點,總結整理解題方法。如果同學們只有聽課和做題,那將有兩個後果:知識理解不到位,做太多重復題沒有長進。

三、學好數學,建立物理與數學的聯系。

物理中很多知識點和題型用到了數學知識,例如簡諧運動、交流電等知識點用到了三角函數;很多比值定義的物理量都可以用導數觀點理解;變數累積的問題可以用積分思想理解等等,這些都是物理與數學緊密聯系的地方。

有的同學數學學得很好,但是一旦將數學知識應用到物理上就非常吃力,根本原因還是沒有深刻理解物理規律與數學知識,無法建立二者之間的聯系。因此平時學習時,在物理與數學結合的知識點上多下功夫,多做此類題目進行訓練,你的學習將會再上一個台階。

四、細節定成敗,一定要注意細節。

物理成績70分的學生和90分的學生相同點是:基礎知識都很扎實,不同點就是在細節處理上。

物理中有效數字的規定、單位換算、物理與實際情況結合等等,這些考的都是細節。70分的學生每次考試這些細節都注意不到,90分以上的學生每次考試這些細節都能注意到,這就是差距。

在我們將所有知識都學到位之後,拉開學生差距的只剩細節。細節處理到位了你的成績將會再次提升!

⑼ 求物理高手詳細講解高中物理

磁場

【內容和方法】
本單元內容包括磁感應強度、磁感線、磁通量、電流的磁場、安培力、洛侖茲力等基本概念,以及磁現象的電本質、安培定則、左手定則等規律。
本單元涉及到的基本方法有,運用空間想像力和磁感線將磁場的空間分布形象化是解決磁場問題的關鍵。運用安培定則、左手定則判斷磁場方向和載流導線、運動的帶電粒子受力情況是將力學知識與磁場問題相結合的切入點。
【例題分析】
在本單元知識應用的過程中,初學者常犯的錯誤主要表現在:不能准確地再現題目中所敘述的磁場的空間分布和帶電粒子的運動軌跡:運用安培定則、左手定則判斷磁場方向和載流導線、運動的帶電粒子受力情況時出錯;運用幾何知識時出現錯誤;不善於分析多過程的物理問題。
例1 如圖10-1,條形磁鐵平放於水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直導線,導線與磁場垂直,現給導線中通以垂直於紙面向外的電流,則下列說法正確的是: [ ]

A.磁鐵對桌面的壓力減小
B.磁鐵對桌面的壓力增大
C.磁鐵對桌面的壓力不變
D.以上說法都不可能
【錯解分析】錯解:磁鐵吸引導線而使磁鐵導線對桌面有壓力,選B。

錯解在選擇研究對象做受力分析上出現問題,也沒有用牛頓第三定律來分析導線對磁鐵的反作用力作用到哪裡。
【正確解答】
通電導線置於條形磁鐵上方使通電導線置於磁場中如圖10-2所示,由左手定則判斷通電導線受到向下的安培力作用,同時由牛頓第三定律可知,力的作用是相互的,磁鐵對通電導線有向下作用的同時,通電導線對磁鐵有反作用力,作用在磁鐵上,方向向上,如圖10-3。對磁鐵做受力分析,由於磁鐵始終靜止,無通電導線時,N = mg,有通電導線後N+F′=mg,N=mg-F′,磁鐵對桌面壓力減小,選A。
例2 如圖10-4所示,水平放置的扁平條形磁鐵,在磁鐵的左端正上方有一線框,線框平面與磁鐵垂直,當線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過程中,穿過它的磁通量的變化是: [ ]
A.先減小後增大
B.始終減小
C.始終增大
D.先增大後減小

【錯解分析】錯解:條形磁鐵的磁性兩極強,故線框從磁極的一端移到另一端的過程中磁性由強到弱再到強,由磁通量計算公式可知Φ=B·S,線框面積不變,Φ與B成正比例變化,所以選A。
做題時沒有真正搞清磁通量的概念,腦子里未正確形成條形磁鐵的磁力線空間分布的模型。因此,盲目地生搬硬套磁通量的計算公式Φ=B·S,由條形磁鐵兩極的磁感應強度B大於中間部分的磁感應強度,得出線框在兩極正上方所穿過的磁通量Φ大於中間正上方所穿過的磁通量。
【正確解答】
規范畫出條形磁鐵的磁感線空間分布的剖面圖,如圖10-5所示。利用Φ=B·S定性判斷出穿過閉合線圈的磁通量先增大後減小,選D。

【小結】
Φ=B·S計算公式使用時是有條件的,B是勻強磁場且要求B垂直S,所以磁感應強度大的位置磁通量不一定大,而本題的兩極上方的磁場不是勻強磁場,磁場與正上方線框平面所成的角度又未知,難以定量加以計算,編寫此題的目的就是想提醒同學們對磁場的形象化給予足夠的重視。
例3 如圖10-6所示,螺線管兩端加上交流電壓,沿著螺線管軸線方向有一電子射入,則該電子在螺線管內將做 [ ]

A.加速直線運動 B.勻速直線運動
C.勻速圓周運動 D.簡諧運動
【錯解分析】
錯解一:螺線管兩端加上交流電壓,螺線管內有磁場,電子在磁場中要受到磁場力的作用,故選A。
錯解二:螺線管兩端加上了交流電壓,螺線管內部有磁場,磁場方向周期性發生變化,電子在周期性變化的磁場中受到的力也發生周期性變化,而做往復運動。故選D。
錯解一、二的根本原因有二:一是對螺線管兩端加上交流電壓後,螺線管內部磁場大小和方向發生周期性變化的具體情況分析不清;二是沒有搞清洛侖茲力f=Bqv的適用條件,而亂套公式。洛侖茲力的大小為f=Bqv的條件是運動電荷垂直射入磁場,當運動方向與B有夾角時,洛侖茲力f=Bqv sinθ,;當θ=0°或θ=180°時,運動電荷不受洛侖茲力作用。
【正確解答】
螺線管兩端加上交流電壓後,螺線管內部磁場大小和方向發生周期性變化,但始終與螺線管平行,沿著螺線管軸線方向射入的電子其運動方向與磁感線平行。沿軸線飛入的電子始終不受洛侖茲力而做勻速直線運動。
例4 有一自由的矩形導體線圈,通以電流I′。將其移入通以恆定電流I的長直導線的右側。其ab與cd邊跟長直導體AB在同一平面內且互相平行,如圖10-7所示。試判斷將該線圈從靜止開始釋放後的受力和運動情況。(不計重力)

【錯解分析】錯解:藉助磁極的相互作用來判斷。由於長直導線電流產生的磁場在矩形線圈所在處的磁感線方向為垂直紙面向里,它等效於條形磁鐵的N極正對矩形線圈向里。因為通電線圈相當於環形電流,其磁極由右手螺旋定則判定為S極向外,它將受到等效N極的吸引,於是通電矩形線圈將垂直紙面向外加速。
錯誤的根源就在於將直線電流的磁場與條形磁鐵的磁極磁場等效看待。我們知道直線電流磁場的磁感線是一簇以直導線上各點為圓心的同心圓,它並不存在N極和S極,可稱為無極場,不能與條形磁鐵的有極場等效。
【正確解答】
利用左手定則判斷。先畫出直線電流的磁場在矩形線圈所在處的磁感線分布,由右手螺旋定則確定其磁感線的方向垂直紙面向里,如圖10-8所示。線圈的四條邊所受安培力的方向由左手定則判定。其中F1與F3相互平衡,因ab邊所在處的磁場比cd邊所在處的強,故F4>F2。由此可知矩形線圈abcd所受安培力的合力的方向向左,它將加速向左運動而與導體AB靠攏。

【小結】
用等效的思想處理問題是有條件的,磁場的等效,應該是磁場的分布有相似之處。
例如條形磁鐵與通電直螺線管的磁場大致相同,可以等效。所以應該老老實實地將兩個磁場畫出來,經過比較看是否滿足等效的條件。本題中直線電流的磁場就不能等效為勻強磁場。
例5 如圖10-9所示,用絕緣絲線懸掛著的環形導體,位於與其所在平面垂直且向右的勻強磁場中,若環形導體通有如圖所示方向的電流I,試判斷環形導體的運動情況。

【錯解分析】錯解:已知勻強磁場的磁感線與導體環面垂直向右,它等效於條形磁鐵N極正對環形導體圓面的左側,而通電環形導體,即環形電流的磁場N極向左(根據右手定則來判定),它將受到等效N極的排斥作用,環形導體開始向右加速運動。
誤將勻強磁場等效於條形磁鐵的磁場。
【正確解答】
利用左手定則判斷。可將環形導體等分為若干段,每小段通電導體所受安培力均指向圓心。由對稱性可知,這些安培力均為成對的平衡力。故該環形導體將保持原來的靜止狀態。
【小結】
對於直線電流的磁場和勻強磁場都應將其看作無極場。在這種磁場中分析通電線圈受力的問題時,不能用等效磁極的辦法,因為它不符合實際情況。而必須運用左手定則分析出安培力合力的方向後,再行確定其運動狀態變化情況。
例6 質量為m的通電導體棒ab置於傾角為θ的導軌上,如圖10-10所示。已知導體與導軌間的動摩擦因數為μ,在圖10-11所加各種磁場中,導體均靜止,則導體與導軌間摩擦力為零的可能情況是:

【錯解分析】錯解:根據f=μN,題目中μ≠0,要使f=0必有N=0。為此需要安培力FB與導體重力G平衡,由左手定則可判定圖10-11中B項有此可能,故選B。
上述分析受到題目中「動摩擦因數為μ」的干擾,誤用滑動摩擦力的計算式f=μN來討論靜摩擦力的問題。從而導致錯選、漏選。
【正確解答】
要使靜摩擦力為零,如果N=0,必有f=0。圖10-11B選項中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反可能使N=0,B是正確的;如果N≠0,則導體除受靜摩擦力f以外的其他力的合力只要為零,那麼f=0。在圖10-11A選項中,導體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能為零,則導體所受靜摩擦力可能為零。圖10-11的C.D選項中,從導體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析,合力不可能為零,所以導體所受靜摩擦力不可能為零。故正確的選項應為A.B。
【小結】
本題是一道概念性極強的題,又是一道力學與電學知識交叉的綜合試題。摩擦力有靜摩擦力與滑動摩擦力兩種。判斷它們區別的前提是兩個相互接觸的物體有沒有相對運動。力學中的概念的准確與否影響電學的學習成績。
例7 如圖10-12所示,帶負電的粒子垂直磁場方向進入圓形勻強磁場區域,出磁場時速度偏離原方向60°角,已知帶電粒子質量m=3×10-20kg,電量q=10-13C,速度v0=105m/s,磁場區域的半徑R=3×10-1m,不計重力,求磁場的磁感應強度。

【錯解分析】錯解:帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動

沒有依據題意畫出帶電粒子的運動軌跡圖,誤將圓形磁場的半徑當作粒子運動的半徑,說明對公式中有關物理量的物理意義不明白。
【正確解答】
畫進、出磁場速度的垂線得交點O′,O′點即為粒子作圓周運動的圓心,據此作出運動軌跡AB,如圖10-13所示。此圓半徑記為r。

帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動

【小結】
由於洛倫茲力總是垂直於速度方向,若已知帶電粒子的任意兩個速度方向,就可以通過作出兩速度的垂線,找出兩垂線的交點即為帶電粒子做圓周運動的圓心。
例8 如圖10-14所示,帶電粒子在真空環境中的勻強磁場里按圖示徑跡運動。徑跡為互相銜接的兩段半徑不等的半圓弧,中間是一塊薄金屬片,粒子穿過時有動能損失。試判斷粒子在上、下兩段半圓徑跡中哪段所需時間較長?(粒子重力不計)

【錯解分析】錯解:
的迴旋周期與迴旋半徑成正比,因為上半部分徑跡的半徑較大,所以所需時間較長。
錯誤地認為帶電粒子在磁場中做圓周運動的速度不變,由周期公式
【正確解答】
首先根據洛侖茲力方向,(指向圓心),磁場方向以及動能損耗情況,判定粒子帶正電,沿abcde方向運動。
再求通過上、下兩段圓弧所需時間:帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動

子速度v,迴旋半徑R無關。因此上、下兩半圓弧粒子通過所需時間相等。動能的損耗導致粒子的速度的減小,結果使得迴旋半徑按比例減小,周期並不改變。
【小結】
迴旋加速器的過程恰好與本題所述過程相反。迴旋加速器中粒子不斷地被加速,但是粒子在磁場中的圓周運動周期不變。
例9 一個負離子的質量為m,電量大小為q,以速度v0垂直於屏S經過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中,如圖10-15所示。磁感應強度B方向與離子的初速度方向垂直,並垂直於紙面向里。如果離子進入磁場後經過時間t到這位置P,證明:直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t

【錯解分析】錯解:根據牛頓第二定律和向心加速度公式

高中階段,我們在應用牛頓第二定律解題時,F應為恆力或平均力,本題中洛侖茲力是方向不斷變化的力。不能直接代入公式求解。
【正確解答】

如圖10-16,當離子到達位置P時圓心角為
【小結】
時時要注意公式的適用條件范圍,稍不注意就會出現張冠李戴的錯誤。
如果想用平均力的牛頓第二定律求解,則要先求平均加速度

例10 如圖10-17所示。在x軸上有垂直於xy平面向里的勻強磁場,磁感應強度為B;在x軸下方有沿y鈾負方向的勻強電場,場強為E。一質最為m,電荷量為q的粒子從坐標原點。沿著y軸正方向射出。射出之後,第3次到達X軸時,它與點O的距離為L,求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s,(重力不計)。

【錯解分析】錯解:粒子射出後第三次到達x軸,如圖10-18所示

在電場中粒子的磁場中每一次的位移是l。

第3次到達x軸時,粒子運動的總路程為一個半圓周和六個位移的長度之和。

錯解是由於審題出現錯誤。他們把題中所說的「射出之後,第3次到達x軸」這段話理解為「粒子在磁場中運動通過x軸的次數」沒有計算粒子從電場進入磁場的次數。也就是物理過程沒有搞清就下手解題,必然出錯。
【正確解答】
粒子在磁場中的運動為勻速圓周運動,在電場中的運動為勻變速直線運動。畫出粒子運動的過程草圖10-19。根據這張圖可知粒子在磁場中運動半個周期後第一次通過x軸進入電場,做勻減速運動至速度為零,再反方向做勻加速直線運動,以原來的速度大小反方向進入磁場。這就是第二次進入磁場,接著粒子在磁場中做圓周運動,半個周期後第三次通過x軸。

Bqv=mv2/R

在電場中:粒子在電場中每一次的位移是l

第3次到達x軸時,粒子運動的總路程為一個圓周和兩個位移的長度之和。

【小結】
把對問題所涉及到的物理圖景和物理過程的正確分析是解物理題的前提條件,這往往比動手對題目進行計算還要重要,因為它反映了你對題目的正確理解。高考試卷中有一些題目要求考生對題中所涉及到的物理圖景理解得非常清楚,對所發生的物理過程有正確的認識。這種工作不一定特別難,而是要求考生有一個端正的科學態度,認真地依照題意畫出過程草圖建立物理情景進行分析。
例11 擺長為L的單擺在勻強磁場中擺動,擺動平面與磁場方向垂直,如圖10-20所示。擺動中擺線始終綳緊,若擺球帶正電,電量為q,質量為m,磁感應強度為B,當球從最高處擺到最低處時,擺線上的拉力T多大?

【錯解分析】錯解:T,f始終垂直於速度v,根據機械能守恆定律:

在C處,f洛豎直向上,根據牛頓第二定律則有

考慮問題不全面,認為題目中「從最高點到最低處」是指AC的過程,忽略了球可以從左右兩方經過最低點。
【正確解答】
球從左右兩方經過最低點,因速度方向不同,引起f洛不同,受力分析如圖10-21所示。由於擺動時f洛和F拉都不做功,機械能守恆,小球無論向左、向右擺動過C點時的速度大小相同,方向相反。

擺球從最高點到達最低點C的過程滿足機械能守恆:

當擺球在C的速度向右,根據左手定則,f洛豎直向上,根據牛頓第二定律則有

當擺球在C的速度向左,f洛豎直向下,根據牛頓第二定律則有

所以擺到最低處時,擺線上的拉力

【小結】
要避免本題錯解的失誤,就要對題目所敘述的各個狀態認真畫出速度方向,用左手定則判斷洛侖茲力的方向。其餘的工作就是運用牛頓第二定律和機械能守恆定律解題。
例12 設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,如圖10-22所示,已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C點是運動的最低點,忽略重力,以下說法正確的是: [ ]

A.這離子必帶正電荷
B.A點和B點位於同一高度
C.離子在C點時速度最大
D.離子到達B點時,將沿原曲線返回A點
【錯解分析】錯解:根據振動的往復性,離子到達B點後,將沿原曲線返回A點,選D。

選D不正確,某些考生可能受「振動」現象的影響,誤認為根據振動的往復性,離子到達B點後,將沿原曲線返回A點,實際上離子從B點開始運動後的受力情況與從A點運動後的受力情況相同,並不存在一個向振動那樣有一個指向BCA弧內側的回復力,使離子返回A點,而是如圖10-23所示由B經C′點到B′點。
【正確解答】
(1)平行板間電場方向向下,離子由A點靜止釋放後在電場力的作用下是向下運動,可見電場力一定向下,所以離子必帶正電荷,選A。
(2)離子具有速度後,它就在向下的電場力F及總與速度心垂直並不斷改變方向的洛侖茲力f作用下沿ACB曲線運動,因洛侖茲力不做功,電場力做功等於動能的變化,而離子到達B點時的速度為零,所以從A到B電場力所做正功與負功加起來為零。這說明離子在電場中的B點與A點的電勢能相等,即B點與A點位於同一高度,選B。
(3)因C點為軌道最低點,離子從A運動到C電場力做功最多,C點具有的動能最多,所以離子在C點速度最大,選C。
(4)只要將離子在B點的狀態與A點進行比較,就可以發現它們的狀態(速度為零,電勢能相等)相同,如果右側仍有同樣的電場和磁場的疊加區域,離子就將在B之右側重現前面的曲線運動,因此,離子是不可能沿原曲線返回A點的。
故選A,B,C為正確答案。
【小結】
初速度和加速度決定物體的運動情況。在力學部分絕大部分的習題所涉及的外力是恆力。加速度大小方向都不變。只要判斷初始時刻加速度與初速度的關系,就可以判斷物體以後的運動。本題中由於洛侖茲力的方向總垂直於速度方向,使得洛侖茲力與電場力的矢量和總在變化。所以只做一次分析就武斷地下結論,必然會把原來力學中的結論照搬到這里,出現生搬硬套的錯誤。
例13 如圖10-24所示,空中有水平向右的勻強電場和垂直於紙面向外的勻強磁場,質量為m,帶電量為+q的滑塊沿水平向右做勻速直線運動,滑塊和水平面間的動摩擦因數為μ,滑塊與牆碰撞後速度為原來的一半。滑塊返回時,去掉了電場,恰好也做勻速直線運動,求原來電場強度的大小。

【錯解分析】錯解:碰撞前,粒子做勻速運動,Eq=μ(mg+Bqv)。返回時無電場力作用仍做勻速運動,水平方向無外力,豎直方向N=Bgv+mg。因為水平方向無摩擦,可知N=0,Bqv=-mg。解得E=0。
錯解中有兩個錯誤:返回時,速度反向,洛侖茲力也應該改變方向。返回時速度大小應為原速度的一半。
【正確解答】
碰撞前,粒子做勻速運動,Eq=μ(mg+Bqv)。返回時無電場力作用仍做勻速運動,水平方向無外力,摩擦力f=0,所以N=0豎直方向上有
【小結】
實踐證明,急於列式解題而忽略過程分析必然要犯經驗主義的錯誤。分析好大有益。
例14圖10-25為方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場區域。電場強度為E,磁感強度為B,復合場的水平寬度為d,豎直方向足夠長。現有一束電量為+q、質量為m初速度各不相同的粒子沿電場方向進入場區,求能逸出場區的粒子的動能增量ΔEk。

【錯解分析】錯解:當這束初速度不同、電量為+q、質量為m的帶電粒子流射入電場中,由於帶電粒子在磁場中受到洛侖茲力是與粒子運動方向垂直的,粒子將發生不同程度的偏轉。有些粒子雖發生偏轉,但仍能從入射界面的對面逸出場區;有些粒子則留在場區內運動。
從粒子射入左邊界到從右邊界逸出,電場力做功使粒子的動能發生變化。根據動能定理有:
Eqd =ΔEk
錯解的答案不錯,但是不全面。沒有考慮仍從左邊界逸出的情況。
【正確解答】
由於帶電粒子在磁場中受到洛侖茲力是與粒子運動方向垂直的。它只能使速度方向發生變。粒子速度越大,方向變化越快。因此當一束初速度不同、電量為+q、質量為m的帶電粒子射入電場中,將發生不同程度的偏轉。有些粒子雖發生偏轉,但仍能從入射界面的對面逸出場區(同錯解答案);有些粒子將留在場區內運動;有些粒子將折回入射面並從入射面逸出場區。由於洛侖茲力不會使粒子速度大小發生變化,故逸出場區的粒子的動能增量等於電場力功。對於那些折回入射面的粒子電場力功為零,其動能不變,動能增量ΔEk=0。
【小結】
本題考查帶電粒子在磁場中的運動和能量變化。這道題計算量很小,要求對動能定理、電場力、磁場力等基本概念、基本規律有比較深入的理解,而且能夠與題目所給的帶電粒子的運動相結合才能求得解答。在結合題意分析時,特別要注意對關鍵詞語的分析。本題中:「逸出場區」的准確含義是從任何一個邊界逸出場區均可。
例15初速度為零的離子經過電勢差為U的電場加速後,從離子槍T中水平射出,與離子槍相距d處有兩平行金屬板MN和PQ,整個空間存在一磁感強度為B的勻強磁場如圖10-26所示。不考慮重力的作用,荷質比q/m(q,m分別為離子的帶電量與質量),應在什麼范圍內,離子才能打到金屬板上?

【錯解分析】錯解:離子在離子槍內加速,出射速度為

由牛頓第二定律離子在磁場中離子的加速度為

離子在磁場中做平拋運動

離子在離子槍中的的加速過程分析正確,離子進入磁場的過程分析錯誤。做平拋運動物體的加速度為一恆量,僅與初速度垂直。而洛侖茲力總與速度方向垂直,洛侖茲力大小不變、方向變化,它是個變力。離子在磁場中應做勻速圓周運動。
【正確解答】
設離子帶負電,若離子正好打到金屬板的近側邊緣M,則其偏轉半

若離子正好打到金屬板的遠側邊緣N,則其偏轉半徑滿足關系


因離子從離子槍射出的速度v由離子槍內的加速電場決定



代入式④即得

討論:由以上方程組可知
【小結】
本題考查的能力要求體現在通過對邊界條件的分析,將復雜的問題分解為若干個簡單問題;把未知的問題轉化為已知條件。並且通過幾何關系找出大小兩個半徑來。從錯解中還可以看出,熟練掌握基本的物理模型的特點(加速度與初速度的關系或加速度與位移之間的關系等)對正確選擇解題思路的重要性。
例16 如圖10-27所示,一塊銅塊左右兩面接入電路中。有電流I自左向右流過銅塊,當一磁感應強度為B的勻強磁場垂直前表面穿入銅塊,從後表面垂直穿出時,在銅塊上、下兩面之間產生電勢差,若銅塊前、後兩面間距為d,上、下兩面間距為L。銅塊單位體積內的自由電子數為n,電子電量為e,求銅板上、下兩面之間的電勢差U為多少?並說明哪個面的電勢高。

【錯解分析】錯解:電流自左向右,用左手定則判斷磁感線穿過手心四指指向電流的方向,正電荷受力方向向上,所以正電荷聚集在上極板。
隨著正負電荷在上、下極板的聚集,在上、下極板之間形成一個電場,這個電場對正電荷產生作用力,作用力方向與正電荷剛進入磁場時所受的洛侖茲力方向相反。當電場強度增加到使電場力與洛侖茲力平衡時,正電荷不再向上表面移動。在銅塊的上、下表面形成一個穩定的電勢差U。研究電流中的某一個正電荷,其帶電量為q,根據牛頓第二定律有

由電流的微觀表達式I=nqSv
由幾何關系可知S=dL

上述解法錯在對金屬導電的物理過程理解上。金屬導體中的載流子是自由電子。當電流形成時,導體內的自由電子逆著電流的方向做定向移動。在磁場中受到洛侖茲力作用的是自由電子。
【正確解答】
銅塊的電流的方向向右,銅塊內的自由電子的定向移動的方向向左。用左手定則判斷:四指指向電子運動的反方向,磁感線穿過手心,大拇指所指的方向為自由電子的受力方向。圖10-28為自由電子受力的示意圖。

隨著自由電子在上極板的聚集,在上、下極板之間形成一個「下正上負」的電場,這個電場對自由電子產生作用力,作用力方向與自由電子剛進入磁場時所受的洛侖茲力方向相反。當電場強度增加到使電場力與洛侖茲力平衡時,自由電子不再向上表面移動。在銅塊的上、下表面形成一個穩定的電勢差U。研究電流中的某一個自由電子,其帶電量為e,根據牛頓第二定律有

由電流的微觀表達式I=neSv=nedLv。

【小結】
本題的特點是物理模型隱蔽。按照一部分同學的理解,這就是一道安培力的題目,以為伸手就可以判斷安培力的方向。仔細分析電荷在上、下兩個表面的聚集的原因,才發現是定向移動的電荷受到洛侖茲力的結果。因此,深入分析題目中所敘述的物理過程,挖出隱含條件,方能有正確的思路

⑽ 高中物理,圖片中這個題怎麼用機械能守恆定律解答(請詳細講解一下)

由題目F為CD三等分點可知角DOF為30度,過F做OD垂直線交OD於G,則FG等於R½,取BD所在平面為0勢能參考平面,由於無摩擦可列機械能守恆定律如下:mgh=-mgR½+mv平方½最後可得到v,但是這里問的是速度,速度有大小有方向。

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