高考理综难点21_力、电综合问题思路分析.doc

难点21 力、电综合问题思路分析
“3+X”综合能力测试就其试题结构而言,、电知识为载体的综合命题是科内综合的主要形式之一.
考生在力、电综合题的解答过程中,出现的失误突出表现为:(1)不能对带电体进行全面的受力情况分析,常出现漏力的情况,导致错误.(2)面对带电粒子在复合场中的运动,不能具体问题具体分析,受思维定势的影响,生搬硬套重力场中物体运动的规律导致错误.(3)对力学中规律(牛顿第二定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律等)在场中的适用性感到困惑,不能据带电粒子的受力及运动情况灵活选择力学规律求解.
●难点磁场
图21-1
1.(★★★)(2001年全国)如图21-1所示,虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域,ab=2bc,磁场方向垂直于纸面;实线框a′b′c′d′是一正方形导线框,a′b′,以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,则
=W2 =2W1
=2W2 =4W1
图21-2
2.(★★★★)如图21-,两轨道间距l=
m,电阻R= Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B= T的匀强磁场中,,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图21-.
●案例探究
图21-3
[例1](★★★★)如图21-3所示,已经充电的平行板电容器的极板相距为d,在板上有个小孔,电容器固定在一绝缘底座上静置在光滑水平面上,(重力不计),铅丸进入电容器后,距左板最小距离为d/2,此时电容器移动的距离________.
命题意图:.
错解分析:考生缺乏对整个物理过程的深入剖析,难以挖掘"带电铅丸与左板距离最小时速度相等"这一隐含条件,从而无法据动量守恒定律及动能定理切入求解.
解题方法与技巧:设铅丸带电量为q,初速度为v0,,电容器中的电场对铅丸的电场力做功,使铅丸做匀减速运动,速度减小,而铅丸对电容器的作用力对电容器做功,电容器向左加速运动,速度增大,当铅丸离左极板距离为
d/2时,铅丸和极板共速,其速度为v,电容器移动距离为s,铅丸和电容器相互作用的过程中,系统水平方向动量守恒,即:
mv0=(m+M)v
由动能定理得电场力对m做的功为
-Eq·(s+)=mv2-mv02
电场力对M做的功为Eqs=Mv2
所以有-Eq=(m+M)v2-mv02
所以s=·
图21-4
[例2](★★★★★)如图21-4所示,在竖直放置的两条平行光滑长导轨的上端,接有一个电容为C、击穿电压为UB的电容器,有一匀强磁场与导轨平面垂直,、长为L的金属杆ef,在t=:金属杆ef下滑多长时间电容器就被击穿?假设图中任何部分的电阻均可忽略不计.
命题