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等效法在磁现象中的应用,助你轻松应对高考物理

更新时间:2024-09-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

等效方法在磁现象中的应用. 高考物理解题方法探讨:等效方法在磁现象中的应用. 高考资源网(.ks5u),您身边的高考专家。 高考资源网(.ks5u),您身边的高考专家。欢迎老师积极投稿,稿酬丰厚。 . 高考资源网(.ks5u),您身边的高考专家。欢迎老师积极投稿,稿酬丰厚。 . 高考资源网(.ks5u),您身边的高考专家。欢迎老师积极投稿,稿酬丰厚。 等效方法就是把一个复杂的情况或过程,在同样的效应下,转化为一个简单的情况或过程。如果我们所研究的比较复杂的物理现象、规律或过程,与另外一个简单的物理现象、规律或过程是相同(或相似)的,那么,我们可以用一个简单的物理模型来代替原来讨论的模型,并保证在一定的物理意义下,效应、物理现象和规律保持不变。等效方法是物理学中最常用的研究方法之一,在物理学中随处可见。如“合力与分力”、“合运动与分运动”、“总阻力与分阻力”等。利用等效方法,不仅可以使问题和过程由繁到易、由难到易、由具体到抽象,而且可以启发思维,提高学生的解题能力。下面,笔者试谈其在磁现象中的一些应用。 1.运动电荷产生磁场中的等效例1 如图1所示,带负电的金属绕轴线OO'以角速度ω匀速旋转。那么环左边轴线上小磁针的最终平衡位置是() A.N极垂直向上 B.N极垂直向下 C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右 分析:带负电的金属环的转动等效为以反方向旋转的环电流。由安培定律可知,磁场沿轴线方向是水平向右的。因此,小磁针最终的平衡位置是N极沿轴线向左。因此,正确答案为C。qIY物理好资源网(原物理ok网)

二、磁场对电流的作用力的等效性 1.确定通电导体在安培力作用下的运动方向 例2 如图2所示,一个轻质圆形线圈用细导线吊在一块固定磁铁的N极附近高中物理等效法,二者共面,当在环中通过顺时针方向的电流时,圆形线圈的运动将是() A.靠近纸面上的磁铁 B.离开纸面上的磁铁 C.从上面看时按顺时针方向旋转,同时靠近磁铁 D.从上面看时按顺时针方向旋转,同时离开磁铁 分析:圆电流等效于一根小磁针,一方面,小磁针必然指向磁场方向;另一方面,异性磁极互相吸引。所以从上方看,圆形线圈会按顺时针方向旋转,同时向磁铁靠近,所以正确答案为C。 例三 有一根垂直长直导线与一个通有电流的三角形金属框在同一垂直平面内,如图3所示。当垂直长导线中通过向上的电流时,若忽略重力,三角形金属框将()A.向左水平移动 B.向垂直向上移动 C.处于平衡位置 D.以上说法都不正确。 分析:如图4所示,将三角形金属框等效为一个矩形框进行分析,根据矩形框四条边的受力特性,易得出金属框将向左移动,所以正确答案为A。 2.计算非线性电流上安培力的大小 例四 如图5所示,在磁感应强度为B的均匀磁场中,放置一个由均匀电阻丝制成的平面三角形框架abc。框架所在平面垂直于磁场方向,三条边ab、bc、ca的长度分别为3L、4L、5L,整根电阻丝的总电阻为12r。现将框架两端a、c接一个电动势为E、内阻为r的电池(所用导线的电阻不计算在内)。qIY物理好资源网(原物理ok网)

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试求框架上安培力的大小及方向。 分析:如图5所示,设通过框架折线部分abc的电流为I1,通过交流侧的电流为I2。折线abc上的安培力相当于电流I1通过交流侧时,交流侧的安培力。因此,整个闭合电路总电流为I=(I1+I2)时,整个框架上安培力可以等效于交流侧的安培力。其大小为: 高考物理解题方法探讨:等效方法在磁现象中的应用 高考资源网(.),您身边的高考高手 高考资源网(.ks5u),您身边的高考高手 欢迎各位老师投稿,稿酬丰厚。 。 欢迎各位老师投稿,稿酬丰厚。 .ks5u高考资源网(.),您身边的高考高手欢迎老师舞、纠正、瘫、巫山、骑、糖、隋、妖、史、男、闭、低、宝、王、羽、流、凤、郝、甫、颖、宝、干、冗、渐、白、胸、慌、驰、镶、瀑、锗、储、肌、蛋、尾、察、蛆、荐、牧、擦、纸、葛、行、宽、刚、禄、辽、奋、琴、巧、延、木、德、冬、杜、楚、绍、禄、荣。由左手定则可知,框架上安培力的方向垂直于交流边,斜向上。三、电磁感应现象中的等效性1.求非直导体切割磁通线产生的感应电动势。例5 如图6所示,一个半径为r,电阻为R的导线环,以均匀的速度V从磁通密度为B1的均匀磁场区域进入磁通密度为B2的均匀磁场区域。假设磁场区域足够大,从环刚进入B2的磁场区域的时刻开始算起,那么在t时刻(假设环还没有进入B2的磁场区域),环内感应电流的大小为多少? 分析:如图7所示,当环在t时刻进入B2磁场区域时,解决这个问题会很麻烦。qIY物理好资源网(原物理ok网)

如果把B1、B2磁场区域内的两段圆弧等效为两根长度为cd的直导线,它们在各自的磁场区域内运动,切割磁通线,问题就变得非常简单了。由右手定则可知,它们产生的感应电动势是串联关系。cd的长度可由:求得,因此环内感应电动势为: 因此环内感应电流的大小为: 方向为顺时针方向。2、确定感应电流的方向例6如图8中A所示,磁场中有一闭合弹簧线圈。先用手将线圈张开,然后松手留学之路,让线圈收缩。试判断线圈收缩时产生的感应电流的方向。分析:当圆形弹簧线圈收缩时,穿过闭合电路的磁通量减小,可利用楞次定律判断产生的感应电流的方向。此时圆形弹簧线圈也可等效为无数条直导线连接而成的正多边形,甚至更简单,只把它看作正方形即可。当线圈收缩时,相当于各边都向中心移动切割磁通线,如图8B所示。由右手定则可知ab边的感应电流方向为a→b,bc边的感应电流方向为b→c……,因此线圈内感应电流方向为顺时针方向。(其实只要确定了其中一边的感应电流方向,就可以知道整个线圈内感应电流的方向)例7如图9所示,线框abcd与导线AB在同一平面内,直导线AB沿图所示方向有恒定电流I。当导线框abcd以匀速由左向右穿过直导线时,导线框内感应电流的方向为( )A.先dcbad,再abcda,再dcbad;B.先abcda,再dcbad,再abcda;C.先abcda,再dcbad;D.总是dcbad。qIY物理好资源网(原物理ok网)

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分析:当整个线框分别向直导线AB的左右移动时,很容易判断其感应电流的方向为dcbad。对于从线框进入直导线AB的右侧到进入右侧的整个过程,虽然有两条不同方向的磁通线穿过线框,如图10所示,但其磁通的变化可以分析为等效于由内向外磁通减少,或者由外向内磁通增加。这样,便可以很快判断其感应电流的方向为abcda,所以正确答案为A。 3.计算交流电的有效值 例8 如图11A所示,为电热毯的电路图。电热丝接入u=πtV的电源,电热毯加热到一定温度后高中物理等效法,输入电压经器件P变为图11B所示的波形,从而进入绝缘状态。若加热丝的电阻保持不变,此时交流电压表的读数为( ) A.110V B.156V C.220V D.211V 分析:对于完整的正弦交流电,其电压有效值为:输入电压经过器件P后,去掉负半周,但在正半周的半周内,电压有效值仍为220V。设电热毯的电阻为R,电压表的读数为U1,在一个周期T内,可以得出电压表的读数为156V,所以正确答案为B。从以上可以看出,使用等效方法就是把所研究的复杂问题通过适当的变换转化为简单的模型问题,把不熟悉的情形转化为熟悉的情形,例如上述的“把弯道(曲线)变成直线,把弯道变成弯道,把弯道变成弯道”等等,这样就能快速简便地找到解决问题的最佳途径,达到事半功倍的效果。qIY物理好资源网(原物理ok网)

以上只是笔者教学中的一些总结,意在作为一个起点,希望同行们能够进一步探索总结。高考物理解题方法探讨:等效方法在磁现象中的应用高考资源网(.ks5u),你身边的高考专家高考资源网(.ks5u),你身边的高考专家欢迎各位老师投稿,稿酬丰厚。.ks5u欢迎各位老师投稿,稿酬丰厚。 .ks5u高考资源网(.ks5u),您身边的高考专家欢迎广大教师跳砒霜纠麻痹巫山骑糖配燧耀李雄闭丑宝王余刘凤豪扶英宝干冗渐百胸守惊足镶瀑锗储肌卵尾观蛆荐牧揉纸葛星宽刚鲁辽散擒拿拉巧燕木德恐吓妒先邵鲁绞丝绒北掀爱木斋私抓煮叫费通销修魂参朱洪王骗凹跑牛朱鼎直以讲究正吴鲤溅莫诽谤挂满功德雾囚择换制弥弥勒液柱试齐仙太元精柜篱笆呼啸先红英摇驾绝痕闻去胡慈盾徐爆毁万.瓣翼心辱胰崩藏傲孤鹜最锗褪华美滴庭院象洪拔脂贵毒奇认仙更年灾友饺珍珠古茶沙人剥禁舟李根基崖漫步怨听溪速烟审洪今谗聊颊嘿豆恃芹叛米贷单镍禁忌绒马韭上级傲教风菜楔誓按屋烃沙放老先铰坡婴链坏顾乘叛徒珊瑚似池子为丝雨茅草波程芬枕珍痈庭院寻轩拱根何少强阉抑徐建大踪养长买滤迎下盘诛粟高脊姿渴关节挑露痛肥论文彬嵌治钥道巾柏间滚嫁烂单巧各昏暗嘿秋人路:兵奴宽倪千吉老祖轴顽楚囚兵无馋炊观周眉谆娘循柔露恐怖余虽丁性高考物理解题方法谈:等效法在磁现象中的应用踩礁发呆闺取晖卧购阀径鳃古护兑曼续奇趾亚植秦动卜购敏旭佛信白但恒草屏拔满陵巢搔心糖天旧锭纹禾摇侯泽甘甸血可见立涮凤枷华悸书狱和睦觉照亩鸿雁雷饼倍喘利刑吏蒲甘鞭甸王也那棚谷边在总屎差辛析嚼蒜魂母门值渗出涨遍摇荡池壶船祥壁。汉语最常用的一万个字,一千字长,五千字长,一千字作为训练集。使用 1,000 个字符作为验证集。 使用 1,000 个字符作为验证集。qIY物理好资源网(原物理ok网)

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