高中物理解题方法专题指导等效法

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1、高中物理解题方法专题指导方法专题二：等效法解题一.方法介绍等效法是科学研究屮常用的思维方法之一，它是从事物的等同效果这一基本点出发的，它可以把复杂的物理现象、物理过程转化为较为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理，其H的是通过转换思维活动的作用对象来降低思维活动的难度，它也是物理学研究的一种重要方法.用等效法研究问题时，并非指爭物的各个方面效果都相同，而是强调某一方面的效果.因此一定要明确不同事物在什么条件、什么范围、什么方面等效.在屮学物理屮，我们通常可以把所遇到的等效分为：物理量等效、物理过程等效、物理模型等效等.二.典例分析1.物

2、理量等效在高屮物理屮，小到等效劲度系数、合力与分力、合速度与分速度、总电阻与分电阻等；大到等效势能、等效场、矢量的合成与分解等，都涉及到物理量的等效.如果能将物理量等效观点应用到具休问题屮去，可以使我们对物理问题的分析和解答变得史为简捷.例1•如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场屮的绝缘光滑轨道，其屮轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点，而且JB=R=0.2m.把一质量m=100gx带电q=10_4C的小球，放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动

3、。（g=10m/s2）求：（1）它到达C点时的速度是多大？（2）它到达C点时对轨道压力是多大？（3）小球所能获得的最大动能是多少?2.物理过程等效对于有些复杂的物理过程，我们可以用一种或几种简单的物理过程来替代，这样能够简化、转换、分解复杂问题，能够更加明确研究对象的物理本质，以利丁•问题的顺利解决.高中物理中我们经常遇到此类问题，如运动学中的逆向思维、电荷在电场和磁场中的匀速圆周运动、平均值和有效值等.例2・如图所示，在竖•百平面内，放置一个半径斤很大的圆形光滑轨道，0为其最低点.在0点附近戶处放一质量为/〃的滑块，求由静止开始滑至。点时

4、所需的最短时间.例3・矩形裸导线框长边的长度为2/,短边的长度为/,在两个短边上均接有阻值为人的电阻,VAXXX:e••RX■•••]rV1XXX'•••1OB2/x其余部分电阻均不计.导线框的位置如图所示，线框内的磁场方向及分布情况如图，大小为B=（等）•一电阻为人的光滑导体棒理力与短边平行且与长边始终接触良好.起初导体棒处于x=0处，从Q0时刻起，导体棒在沿x方向的外力F的作用下做速度为v的匀速运动.试求：（1）导休棒力3从尸（）运动到x=2/的过稈屮外力F随时间t变化的规律；(2)导体棒AB从x=0运动到x=2l的过程中整个回路产生的

5、热量.3.物理模型等效物理模型等效在物理学习中应用十分广泛，特别是力学中的很多模型可以直接应用到电磁学中去,如卫星模型、人船模型、了弹射木块模型、碰撞模型、弹簧振了模型等.实际上，我们在学习新知识时，经常将新的问题与熟知的物理模型进行等效处理.例4・如图所示，R、、艮、尿为定值电阻，但阻值未知，尺为电阻箱.当尺为几二10Q时，通过它的电流人二1A；当丘为心二18Q时，通过它的电流厶2=0.6A.则当7x3=0.1A时,求电阻R畑例5・如图所示，倾角为0=30°,宽度Z=1m的足够长的〃形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度沪1T、范围足够人的匀

6、强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，用平行于导轨且功率恒为6w的定引力定引一根质量zzfO.2kg,电阻金1Q放在导轨上的金属棒必由静止沿导轨向上移动，当金属棒臼力移动2.8m时获得稳定速度，在此过程中金属棒产生的热量为5.8J(不计导轨电阻及一切摩擦，g取10m/s2),求：(1)金属棒达到的稳定速度是多人？(2)金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少?三.强化训练()1.如图所示，一面积为S的单徂矩形线圈处于一个交变的磁场中，磁感应强度的变化规律为B=B.sin^o下列说法不正确的是A、线框中会产生方向不断变化的交变电流B、在t=—时

7、刻，线框屮感应电流将达到最大值COC、对应磁感应强度B=Bo的时刻，线框中感应电流也一定为零D、若只增大磁场交变频率，则线框中感应屯流的频率也将同倍数增加，但有效值不变()2.如图所示屯路中，屯表均为理想的，屯源屯动势E恒定，内阻r=lQ,定值屯阻R尸5Q。当电键K断开与闭合时，处段电路消耗的电功率相等。则以下说法屮正确的是A.电阻心、R2可能分别为4Q、5QB.屯阻R(、&可能分别为3Q、6QC.电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数D.电键K断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小Z比一定等T6Q<£>()3

8、.一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36Qo磁感应强度B随时间t的变化关系如图323所示，则线框中感应电流的有效值为A.72X10-5