“杆+导轨”模型专题.docx

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1、.《"杆+导轨"模型》专题永安一中吴堂第一部分考情分析磁感象部分的知来是高考的重点、点，出可将力学、磁学等知溶于一体，能很好地考学生的理解、推理、分析合及用数学理物理的能力．通近年高考的研究，此部分每年都有“杆+导轨”模型的高考出。涉及的主要有四个方面：一、学：主要包括等效路、法拉第磁感定律E=n△φ/△t、E=BLv、楞次定律、右手定、合路欧姆定律I=E/(R+r)、串并路基本律、焦耳定律Q=I2Rt、流定式I=q/△t、安培力公式F=BIL、左手定等等。解决磁感路的关就是借或利用相似原型来启理解和物理模型，即把磁感的等效成恒直流路，把生感的那部分体等效内路.感的大小相当于源。其余部分相

2、当于外路，并画出等效路.此，理的方法与合路求解基本一致，惟一要注意的是磁感象中，有体两端有，但没有流流，似源两端有差但没有接入路，流零。物理模型，是将陌生的物理模型与熟悉的物理模型相比，分析异同并从中挖掘其内在系，从而建立起熟悉模型与未知象之相互关系的一种特殊解方法。巧妙地运用“同”，“似”，“异”，可使复、陌生、抽象的成、熟悉、具体的型，从而使大化。二、力学：主要包括受力分析、牛第二定律F合=ma、体棒的运状化程分析和运性判断（a和v化情况）。分析的基本思路是：a与v方向相反或相同→v减小或增大→E、I、F安均减小或增大→F合化→a化→⋯⋯。此中力象、磁象相互系、相互制和影响，其基本形式

3、如下：三、能量：主要包括能定理、能量化和守恒定律等等。分析的基本思路有两条：（一）是分析清楚整个程中有哪几种形式的能量参与化，哪些形式的能量增加了，哪些形式的能量减少了。再利用能量守恒建立方程式；（二）是注意功不是能量，是能量化的量度。而且不同的力做的功量度了不同形式的能量化，如安培力做的功，其（即克服安培力做的功）量度了有多少其他形式的能化能（如磁阻尼），阻路来，些能又通流做功全部化内能（即焦耳）；相反，安培力做的正功量度了有多少能化其他形式的能（如磁）。而合外力做的功量度的是物体能的化，就是能定理。所以，弄清了各种力做的功所量度的不同形式的能量化，就可以利用功能关系如能定理建立方程。四

4、、像：主要包括磁感象中所涉及的某个物理量与或位移的关系两种形式。如B—t、φ—t、E—t、i—t、u—t、F—t、v—t、E—x、i—x、u—x、F—x、v—x等等。基本要求有像、求作像、灵活用像三个面。分析的基本思路将在像中介，里就不再述。第二部分命演..“杆+导轨”模型类试题命题的“基本道具”：导轨、金属棒、磁场，其变化点有：1．导轨（1）导轨的形状：常见导轨的形状为U形，还有圆形、三角形、三角函数图形等；（2）导轨的闭合性：导轨本身可以不闭合，也可闭合；（3）导轨电阻：不计、均匀分布或部分有电阻、串上外电阻；（4）导轨的放置：水平、竖直、倾斜放置等等．[例1]（2003·上海·22）

5、如图1所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中粗线表法），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）．导轨OAC的形状满足方程y=2sin（πx/3）（单位：m）．磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻．求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系．思路点拨：思路点拨：本题难点在于导轨呈三角函数图形形状

6、，金属棒的有效长度随时间而变化，但第（1）（2）问均求的是某一状态所对应的物理量，降低了一定的难度．解第（3）问时可根据条件推导出外力F的表达式及电流I与时间t的关系式，由三角函数和其他条件求出需要的量即可．2．金属棒（1）金属棒的受力情况：受安培力以外的拉力、阻力或仅受安培力；（2）金属棒的初始状态：静止或运动；..（3）金属棒的运动状态：匀速、匀变速、非匀变速直线运动，转动；（4）金属棒切割磁感线状况：单棒或双棒；整体切割磁感线或部分切割磁感线；出现“双棒”时，一般是一动一静或一棒切割磁感线运动另一棒作不切割磁感线的运动。（5）金属棒与导轨的连接：金属棒可整体或部分接入电路，即金属棒的

7、有效长度问题．[例2]如右图甲所示，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为α，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放开始沿导轨下滑．求ab棒的最大速度．(要求画出ab棒的受力图，已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻不计)思路点拨：本题考