研讨高考高考力、电综合题解题方略之我谈库

摘 要：从历年高考试题可以观察到，力、电综合命题多以带电粒子在复合场中的运动、电磁感应中导体棒动态分析、电磁感应中能量转化等为载体考查学生的解题能力。本文就高考中力、电综合题的解题方略进行归类分析。
关键词：高考；力；电综合；方略
1003-2851（2013）-04-0247-01

一、电磁感应中的电路问题

在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源。解决电磁感应中的电路问题的基本思路是：（1）明确哪部分相当于电源，由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；（2）画出等效电路图；（3）运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质求解未知物理量。
【例1】如图1所示，两根足够长的金属导轨ab，cd竖直放置，导轨间距离为L电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为g。求：（1）磁感应强度的大小；（2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
由题意，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I=2I0 ②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg=BLI ③
（2）设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得E=BLv⑤ E=RI0 ⑥

二、电磁感应中的动力学分析

解决这类问题的基本思路是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始的循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。
电磁感应过程中往往伴随着多种形式的能量转化，其中克服安培力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程，从功能的观点入手也是解决电磁感应问题的有效途径。
【例2】如图2所示，两根无限长直的金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M，P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上，导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，经过足够长的时间后，金源于：论文格式要求www.618jyw.com
属杆达到最大速度vm，在这个过程中，电阻R上产生的热为Q。导轨和金属杆接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ，且μ（1）求磁感应强度的大小。
（2）金属杆在加速下滑过程中，当速度达到■vm时，求此时杆的加速度大小。
（3）求金属杆从静止开始至达到最大速度时下降的高度。尝试解题。
解析：（1）当杆达到最大速度时受力平衡，受力如图3所示。
（3）设金属杆从静止开始至达到最大速度时下降的高度为h，由能量守恒有：mgh=■mvm2+Q+μmgcosθ·x 又h=x·sinθ

三、综合运用力学方法解决带电粒子在复合场中的运动

对于电荷在复合场（即重力场、电场、磁场并存的场）中运动的问题，其分析方法和力学问题的分析方法基本相同，不同之处就是多了电场力和磁场力，但其思路、方法与解题步骤相同。
【例3】如图4所示，在xoy坐标平面的第一象限内有沿-y方向的匀强电场，在第四象限内有沿+y方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，且电场强度大小与第一象限的相同。现有一质量为m，带电量为+q的质点，以某一初速度沿-x方向从坐标为（3l，l）的p点开始运动，一次经过x轴的点为Q点，Q点的坐标为（l，0），经过匀速圆周运动后第二次过x轴的点为坐标原点，质点运动的初动能为2mgl。求：
（1）粒子经过Q点时的速度v和电场强度E的大小。
（2）粒子在第四象限运动的时间。
解答力电综合题要注意以下几点：

1.审题、画草图。对题目的信息进行加工处理，画出示意图。

2.选对象，建模型。需要建立相应的物理模型，并进行全面的受力分析。

3.分析状态和过程。对物体参与的全过程层层分析，分析临界状态和临界条件，寻找各阶段物理量的变化与联系。
4.找规律、列方程。寻找题设条件与所求未知物理量的联系，依据物理规律列出方程求解，并对结果进行检验。