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1、 1 高中物理解题方法指导高中物理解题方法指导 物理题解常用的两种方法:物理题解常用的两种方法: 分析法的特点是从待求量出发,追寻待求量公式中每一个量的表达式,(当然结合题目 所给的已知量追寻),直至求出未知量。这样一种思维方式“目标明确” ,是一种很好的方 法应当熟练掌握。 综合法,就是“集零为整”的思维方法,它是将各个局部(简单的部分)的关系明确以 后,将各局部综合在一起,以得整体的解决。 综合法的特点是从已知量入手,将各已知量联系到的量(据题目所给条件寻找)综合 在一起。 实际上“分析法”和“综合法”是密不可分的,分析的目的是综合,综合应以分析为 基础,二者相辅相成。 正确解答物理题应遵
2、循一定的步骤 第一步:看懂题。所谓看懂题是指该题中所叙述的现象是否明白?不可能都不明白,不 懂之处是哪?哪个关键之处不懂?这就要集中思考“难点” ,注意挖掘“隐含条件。 ”要养成 这样一个习惯:不懂题,就不要动手解题。 若习题涉及的现象复杂,对象很多,须用的规律较多,关系复杂且隐蔽,这时就应当将 习题“化整为零” ,将习题化成几个过程,就每一过程进行分析。 第二步:在看懂题的基础上,就每一过程写出该过程应遵循的规律,而后对各个过程组 成的方程组求解。 第三步:对习题的答案进行讨论讨论不仅可以检验答案是否合理,还能使读者获得进 一步的认识,扩大知识面。 四、电场解题的基本方法四、电场解题的基本方
3、法 本章的主要问题是电场性质的描述和电场对电荷的作用, 解题时必须搞清描述电场性质 的几个物理量和研究电场的各个规律。 1、如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能、如何分析电场中的场强、电势、电场力和电势能 (1)先分析所研究的电场是由那些场电荷形成的电场。 (2)搞清电场中各物理量的符号的含义。 (3)正确运用叠加原理(是矢量和还是标量和)。 2 下面简述各量符号的含义: 电量的正负只表示电性的不同,而不表示电量的大小。 电场强度和电场力是矢量,应用库仑定律和场强公式时,不要代入电量的符号,通过 运算求出大小,方向应另行判定。 (在空间各点场强和电场力的方向不能简单用 、 来表示。 )
4、电势和电势能都是标量,正负表示大小用qU进行计算时,可以把它们的符号 代入,如 U 为正,q 为负,则也为负如 U1U20,q 为负,则0 21 。 电场力做功的正负与电荷电势能的增减相对应,WAB为正(即电场力做正功)时, 电荷的电势能减小, BA ;WAB为负时,电荷的电势能增加 BA 。所以,应用 BABAAB UUqW)(时可以代人各量的符号,来判定电场力做功的正负。当然 也可以用)( BA UUq求功的大小,再由电场力与运动方向来判定功的正负。但前者可直 接求比较简便。 2、如何分析电场中电荷的平衡和运动、如何分析电场中电荷的平衡和运动 电荷在电场中的平衡与运动是综合电场;川力学的有
5、关知识习能解决的综合性问题, 对加深有关概念、规律的理解,提高分析,综合问题的能力有很大的作用。这类问题的分析 方法与力学的分析方法相同,解题步骤如下: (1)确定研究对象(某个带电体)。 (2)分析带电体所受的外力。 (3)根据题意分析物理过程,应注意讨论各种情况,分析题中的隐含条件,这是解题的 关键。 (4)根据物理过程,已知和所求的物理量,选择恰当的力学规律求解。 (5)对所得结果进行讨论。 【例题 4】 如图 73 所示,如果H 3 1 (氚核)和He 2 4 (氦核)垂直电场强度方向进入同 偏转电场,求在下述情况时,它们的横向位移大小的比。 (1)以相同的初速度进入, (2)以 相同
6、的初动能进入; (3)以相同的初动量进入; (4)先经过同一加速电场以后再进入。 3 分析和解分析和解 带电粒子在电场中所受电场力远远大于所受的重力,所以重力可以忽略。 带电粒子在偏转电场受到电场力的作用,做类似于平抛的运动,在原速度方向作匀速运动, 在横向作初速为零的匀加速运动。利用牛顿第二定律和匀加速运动公式可得 2 0 2 ) m qE 2 1 at 2 1 y v l ( (1)以相同的初速度 v0进入电场, 因 E、l、v0都相同,所以 m q y 3 2 32 41 = HeH eHH eH H mq mq y y (2)以相同的初动能 Ek0进入电场,因为 E、l、mv2都相同,
7、所以qy 2 1 = eH H eH q q y yH (3)以相同的初动量 p0进入电场,因为 E、l、mv0都相同,由 qm mv qEml v l m qE y= 2 0 2 2 0 2 )(22 1 8 3 42 31 = = HeH HH eH H mq mq y y (4)先经过同一加速电场加速后进入电场,在加速电场加速后,粒子的动能 1 2 0 2 1 qUmv= (U1为加速电压) 由 1 2 1 2 2 0 2 442 1 U El qU qEl v l m qE y= 因 E、l、U1是相同的,y 的大小与粒子质量、电量无关,所以: 1 1 = eH H y y 4 注意注
8、意 在求横向位移 y 的比值时,应先求出 y 的表达式,由题设条件,找出 y 与粒子 的质量 m、电量 q 的比例关系,再列出比式求解,这是求比值的一般方法。 3 3、如何分析有关平行板电容器的问题、如何分析有关平行板电容器的问题 在分析这类问题时应当注意 (1)平行板电容器在直流电路中是断路,它两板间的电压与它相并联的用电器(或支 路)的电压相同。 (2)如将电容器与电源相接、开关闭合时,改变两板距离或两板正对面积时,两板电 正不变,极板的带电量发生变化。如开关断开后,再改变两极距离或两板正对面积时,两极 带电量不变,电压将相应改变。 (3) 平行板电容器内是匀强电场, 可由 d U E =
9、求两板间的电场强度, 从而进步讨论, 两极板问电荷的叫平衡和运。 4、利用电力线和等势面的特性分析场强和电势、利用电力线和等势面的特性分析场强和电势 电力线和等势面可以形象的描述场强和电势。 电荷周围所画的电力线数正比于电荷所带 电量。电力线的疏密,方向表示电场强度的大小和方向,顺电力线电势降低,等势面垂直电 力线等可以帮助我们去分析场强和电势 【例题】 有一球形不带电的空腔导体将一个负电荷Q 放入空腔中,如图所示。问: (1)由于静电感应,空腔导体内、外壁各带什么电?空腔内、导体内、导体外的电场 强度,电势的大小有何特点,电场强度的方向如何? (2)如将空腔导体内壁接地;空腔导体内外壁各带什
10、么电?空腔内、导体内、导体外 的场强,电势有何变比? (3)去掉接地线,再将场电荷Q 拿走远离空腔导体后,空腔导体内、外壁各带什么 电?空腔内、导体内、导体外部的场强、电势又有什么变化? 分析和解分析和解 本题利用电力线进行分析比较清楚 5 (1)把负电荷放人空腔中,负电荷周围将产生电场, (画出电力线其方向是指向负电 荷)自由电子由低电势到高电势(电子逆电力线运动)发生静电感应,使导体内壁带有电量为 Q 的正电荷,导体外壁带有电量为 Q 的负电荷,如图所示。空腔导体里外电力线数一样多 (因电力线数正比于电量)空胶外电力线指向金属导体(电力线止于负电荷) 。越靠近空腔 导体场强越大。导体中无电
11、力线小,电场强度为零,空腔内越靠近负电荷 Q 电力线越密, 电场强度也越大。顺电力线电势降低,如规定无穷远电势为零,越靠近空腔导体电势越低, 导体内部电势相等,空腔内越靠近负电荷 Q 电势越低。各处的电势均小于零。 (2)如把空腔导体内壁接地,电子由低电势到高电势,导体上的自由电子将通过接地 线进入大地, 静电平衡后导体内壁仍带正电, 导体外壁不带电。 由于电力线数正比于场电荷, 场电荷Q 未变所以空腔内的电力线分布未变,空腔内的电场强度也不变。导体内部场强仍 为零。由于导体外壁不带电,导体外部无电力线,导体外部场强也变为零。 (要使导体外部 空间不受空腔内场电荷的影响,必须把空腔导体接地。
12、) 在静电平衡后,导体与地电势相等都等于零,导体内部空腔中电势仍为负,越靠近场电 荷电势越低,各处电势都比 导体按地以前高。 (3)如去掉接地线,再把场电荷拿走远离空腔导体时,由于静电感应,导体外表面自 由电子向内表面运动到静电平衡时,导体内表面不带电,外表面带正电,带电量为 Q。 这时导体内部和空腔内无电力线, 场强都变为零, 导体外表面场强垂直导体表面指向导 体外,离导体越远,电力线越疏,场强越小。顺电力线电势减小,无穷远电势为零,越靠近 导体电势越高。导体上和空腔内电势相等,各点电势均大于零。 当导体接地时,导体外表面不带电,也可用电力线进行分析。如果外表面带负电,就有 电力线由无穷远指向导体,导体的电势将小于零,与导体电势为零相矛盾。如果导体外表面 最后带正电,则有电力线由导体外表面指向无穷远,则导体电势将大于零,也与地等电势相 6 矛盾所以,本题中将导体接地时,导体外表面不再带电。 3、利用等效和类比的方法进行分析、利用等效和类比的方法进行分析 当我们研究某一新问题时, 如果它和某一学过的问题类似, 就可以利用等效和类比的方 法进行分析。 【例题】 摆球的质量为 m,带电量为 Q,用摆长为 Z 的悬线悬挂在场强为 E 的水平匀 强电场中。求: (1)它在微小摆动时的周期; (2)将悬线偏离竖直位置多大角度时,小球由 静止释放,摆到悬线为竖直位置时速度刚好是零。 7 8