功能关系在电学中的应用特色.doc

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1、2011高考物理复习专题知能突破：功能关系在电学中的应用特色专题放送（1）对一道电磁感应综合题的错解分析能否准确地分清物理过程是解决物理问题的关键，反映出学生分析、解决物理问题能力的高低．对物理过程的分析，就是将一个复杂的物理过程经过人脑的思维整理，分解成几个简单的有规律的子过程，并找出几个子过程之间的相互联系和制约条件．通过这种分析，应使学生能在头脑里形成一个生动而清晰的物理情景，找到解决问题的简捷办法．【例】图2－2－21如图2－2－21所示，光滑矩形斜面ABCD的倾角为θ＝30°，在其上放置一个

2、矩形金属线框abcd，ab的边长L1＝1m，bc的边长L2＝0.6m，线框的质量m＝1kg，电阻R＝0.1Ω，线框通过细线绕过定滑轮与重物相连，细线与斜面平行且靠近．重物质量M＝2kg，离地面的高度为H＝4.8m．斜面上efgh区域是有界匀强磁场，方向垂直于斜面向上，已知AB到ef的距离为x1＝4.2m，ef到gh的距离为x2＝0.6m，gh到CD的距离为x3＝3.8m，取g＝10m/s2.现让线框从静止开始运动(开始时刻cd与AB边重合)，发现线框匀速穿过匀强磁场区域，求：(1)efgh区域内匀强磁

3、场的磁感应强度B；(2)线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q.错解：线框m在自身的重力和重物M的拉力作用下，由动能定理可得：Mgx1－mgx1sin30°＝mv2，解得线框进入磁场的速度v＝＝m/s.线框进入磁场后匀速运动，由m的受力分析可得F安＋mgsin30°＝Mg①F安＝BIL＝②由①②两式可得B＝＝T.线框进入磁场后匀速运动，动能不变，减少的重力势能全部转换为电能，电能全部用来产生焦耳热，由功能关系可得：Q＝Mgx2－mgx2sin30°＝9J.错解分析：在线框m沿斜面加速运动过程中，对线框

4、m和重物M整体分析，m与M之间的拉力是内力，对整体分析时，内力不考虑，合外力只有自身的重力，重力做的功全部转化为动能．所以从能量的角度，可以应用动能定理．首先在应用的时候，要注意找到物体的合力，分析合力做的功，合力做的功应该是物体在合力方向发生的位移，本题中合力做的功是Mg(x1－L2)－mg(x1－L2)sin30°，而不是Mgx2－mgx2sin30°；根据动能定理，合力做的功等于动能的变化量，既然对线框m和重物M整体分析，动能的变化量应该是整体的动能的变化量(M＋m)v2－0，而不是mv2－0.

5、第二个问题中，从能量的角度分析，线框匀速通过磁场，没有动能的变化，则重力做的功全部转化为电能而发热．上述解法中仍然没有对过程认真分析，线框通过磁场的宽度是L2＋x2，而不是x2.正解：设ab边进入磁场时的速度为v，由动能定理可得：Mg(x1－L2)－mg(x1－L2)sin30°＝(M＋m)v2，解得：v＝＝m/s＝6m/s.线框进入磁场后匀速运动，由m的受力分析可得：F安＋mgsin30°＝Mg③F安＝BIL＝④由③④两式可得B＝＝0.5T.由能量守恒可得线框通过磁场产生的焦耳热：Q＝Mg(x2＋L

6、2)－mg(x2＋L2)sin30°＝18J.