《26等效思想在物理解题中的应用-高三复习难点分析及突破26》由会员分享，可在线阅读，更多相关《26等效思想在物理解题中的应用-高三复习难点分析及突破26（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础教育资源网 为您提供完全免费的教育资源！难点26 等效思想在物理解题中的应用等效法亦称“等效替代法”，是科学研究中常用的思维方法之一.掌握等效方法及应用，体会物理等效思想的内涵，有助于提高考生的科学素养.初步形成科学的世界观和方法论，为终身的学习、研究和发展奠定基础.难点磁场1.（）（2000年全国春考京、皖卷）AB两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆.在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置：令B端的双线断开，在A处测出双
2、线两端间的电阻R；令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB；在A端的双线间加一已知电压U，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB.试由以上测量结果确定损坏处的位置.2.（）（2001年上海）如图26-1所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B=0.2 ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4 m，b=0.6 m .金属环上分别接有灯L、L，两灯的电阻均为R2 .一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计.(1)若棒以v m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势和流过L的电流.图26-
3、1(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为（），求L的功率.案例探究例1（）（物理过程的等效）如图26-2所示，已知回旋加速器中，D形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5 T，盒的半径R=60 cm，两盒间隙d=1.0 cm，盒间电压U=2.010 V，今图26-2将粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度垂直B的方向射入，求粒子在加速器内运行的总时间.命题意图：考查综合分析及推理能力.B级要求.错解分析:考生对粒子运动过程缺乏分解和总体把握，不能运用等效办法求解在电场中加速的时间，陷入逐段分析求和的泥潭，导致错解.解题
4、方法与技巧：带电粒子在回旋加速器转第一周，经两次加速，速度为v1，则根据动能定理得：2qU=mv12设运转n周后，速度为v，则：n2qU= mv2 由牛顿第二定律，qvB=m 由得粒子转动n=周. 粒子在加速器内运行的总时间t=tB+tE,在磁场中运动每周等时，则在磁场中的总时间：tB=nT=n= =而在间隙处电场中运动时间为tE，因每次时间不等（且次数又多，分段算将十分繁琐），我们可将各段间隙等效“衔接”起来，展开成一准直线，则粒子在电场中运动就可视作初速度为零的匀加速直线运动，由公式：tE=,且v0=0,vt=,a=得：tE=故：t=tB+tE= (+d)=4.510（0.940.01）
5、s=. s.例2（）（物理模型的变换等效）如图26-3所示的甲、乙两个电路中电源电动势E和内电阻r已知，定值电阻R已知，求电阻R调至多大时，R上获得的电功率最大，其最大值为多少？电源在什么条件下输出功率最大？图26-3命题意图：考查综合分析能力及运用已学知识灵活解决物理问题的能力.B级要求.错解分析：考生往往借助常规思路，据闭合电路欧姆定律及直流电路特点，写出R的功率表达式，讨论求解，繁杂易错，思维缺乏灵活性.解题方法与技巧：本题用隔离法分析比较巧妙，设沿虚线将电路隔离成左、右两部分，左边部分可以看作一个新的电源，对（甲）图电路来说，新电源的电动势为E=E，而内电阻r=r+R0，对（乙）图来说
6、，新电源的电动势为EE,而r=，如图26-4所示.虚线右边部分即为新电源的外电阻R.这种新电源又叫做等效电源.这样原来的甲乙电路就简化成了由等效电源（E,r）与电阻R连成的最简单电路.由电源的输出功率（即外电路上R获得的电功率）与外电阻R的关系知，在（甲）图中当R=r=r+R0时，R上获得的电功率最大，其最大功率为Pm=.对（乙）图中当R=r=时R上获得的功率最大，最大功率为Pm= =锦囊妙计一、高考走势新高考的选拔愈来愈注重考生的能力和素质，其命题愈加明显地渗透着物理思想、物理方法的考查，等效思想和方法作为一种迅速解决物理问题的有效手段，仍将体现于高考命题的突破过程中.二、等效思想与方法1.
7、等效法：等效方法是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法.2.运用等效方法处理问题的一般步骤为：（1）分析原事物（需研究求解的物理问题）的本质特性和非本质特性.（2）寻找适当的替代物（熟悉的事物），以保留原事物的本质特性，抛弃非本质特性.（3）研究替代物的特性及规律.（4）将替代物的规律迁移到原事物中去.（5）利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论.歼灭难点训练1.（）两个半球壳折成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R，大气压强为p.为使两个半球壳沿图26-5中箭头方向互相分离，
8、应施加的力F至少为图26-5A.4Rp B.2Rp C.Rp D.Rp2.（）(1999年上海)图26-6电路由8个不同的电阻组成，已知R ，其余电阻阻值未知，测得A、B间的总电阻为4 .今将R换成6 的电阻，则A、B间的总电阻为_.(提示：用等效替代法)3.（）（图形变换的等效）一块均匀半圆薄片电阻合金片P，先将它按图（26-7）方式接在A、B之间，测得它的电阻为R，然后按图（26-8）方式接在电极C、D之间，这时P的电阻为_.图26-7图26-8 4.（）一双线摆如图26-9所示，当它在垂直于纸面方向做小角度的摆动时，则该双线摆的周期T=_.图26-95.（）如图26-10所示，在竖直平面
9、内有一场强E=104 N/C的水平匀强电场，一质量m=0.04 kg，带电量为q=310 C的小球，用长l=0.4 m的细绳拴住悬于电场中O点，当小球平衡时，问在平衡位置以多大的线速度释放小球，则能使之在电场中做竖直平面内的圆周运动？6.（）如图26-11所示，虚线框内各元件的参数均不知.在a、b端接一只R1=10 的电阻时，测得其中I1=1 A；若在a、b间换接电阻R2=18 时，测得I2=0.6 A；换接电阻R3时，测得其中电流I3=0.1 A，则R3的阻值为多少？难点26 等效思想在物理解题中的应用难点磁场1.距A端距离x=2.（1）0.4 A （2）1.2810-2 W歼灭难点训练1.C 2.3 3.4 R 4.2 s 5.vA=5 m/s6.虚线框内元件的参数至少为三个（电源内阻不计时），两次测量显然不能求解出各元件参数，因此，不可能用常规方法求解R3.实际上，即使知道虚线框内各元件参数，利用串、并联电路及全电路欧姆定律求解R3也很复杂.对外接于a、b端的电阻而言，虚线框内部分相当于一个电源，设等效电动势及等效内阻分别为E、r,则：E=I1(R1+r) E=I2(R2+r) E=I3(R3+r) 根据已知条件由解得：E=12 (V) r=2 () 代入得：R3=118()
