高中物理技巧选择题电场磁场等.doc

资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 1 页 共 23 页 高中物理技巧一 选择题的解题方法选择题的解题方法 1.结论法结论法 直接应用推导出的公式或结论解题的方法。 例 1：平抛运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个直线运动，在同一坐标系中作 出这两个运动的图线，如图 1 所示.若平抛运动的时间大于，下列说法中正确的是 （ 1 2t ） a.图线 2 表示竖直分运动的图线vt b.时刻的速度方向与初速度方向夹角为 1 t 0 30 c.时间内的位移方向与初速度方向夹角的正切为 1 t 1 2 d.时间内的位移方向与初速度方向夹角为 图 1 1 2t 0 60 2.分析法分析法 不需要进行定量计算，直接通过应用物理概念、规律分析， 就能得出结论的方法。 例 2：如图 2 所示，小车 m 在恒力 f 作用下，沿水平地面做 图 2 直线运动，由此可判断（ ） a.若地面光滑，则小车一定受三个力作用 b.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 c.若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用 d.若小车做加速运动，则小车可能受三个力的作用 3.计算法计算法 从题目的条件出发，通过正确的运算或推理直接求得结论的方法。 例 3：如图 3-1 所示，用长为 l 的轻绳悬挂一质量为的小球，对小球再施加一个m 力，使绳与竖直方向成角并绷紧，小球处于静止状态。此力最小为 （ ） a. sinmg b. cosmg c.tanmg d. 图 3-1 图 3-2 cotmg 4.整体法和隔离法整体法和隔离法 选取几个物体组成的整体为研究对象，进行受力分析、应用物理规律求解的方法叫做 整体法。选取几个物体组成的整体中的某个物理，进行受力分析、应用物理规律求解的方 法叫做隔离法。整体法和隔离法往往结合着使用。 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 2 页 共 23 页 例 4：有一个直角支架 aob，ao 水平放置，表面粗糙，ob 竖直放置，表面光滑。 ao 上套有小环 p，ob 上套有小环 q，两环质量均为 m，两环间有一质量可忽略、不可伸 长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图 4 所示，现将 p 环向左移一小段距离，两环再次 达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，ao 杆对 p 环的支持力和 n f 细绳上的拉力的变化情况是 （ ） t f a不变，变大 b.不变，变小 n f t f n f t f c.变大，变大 c.变大，变小 n f t f n f t f 5.图像法图像法 应用物理规律（公式） ，建立有关物理量的函数关系式，根据函数关系式作出函数图像， 再利用图像的物理意义进行分析求解的方法。 例 5：如图 5-1 所示，在倾角为的足够长的斜面上有一质量为的质量，它受到 0 30m 沿斜面方向的里 f 的作用。力 f 可按图（a） （b） （c） （d）所示的四种方式随时间变化（图 中纵坐标是 f 与的比值，力沿斜面向上为正） 。mg 已知此物体在时速度为零，若用、0t 1 s 2 s 、分别表示上述四种情况下物体在内的位 3 s 4 s3s 移，则这四种情况下位移最大的是（ ） 3 s 3 s 6.作图法作图法 通过作图获得对问题的求解的方法。 例 6：半圆柱体 p 放置在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板 mn。在 p 和 mn 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 q，整个装置处于静止。如图 6-1 所示是这个 装置的纵截面图。若用外力是 mn 保持竖直，缓慢地向右移动，在 q 落到地面以前，发现 p 始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是 （ ） a.mn 对 q 的弹力逐渐减小 b.地面对 p 的摩擦力逐渐增大 c.p、q 间的弹力先减小后增大 d.q 所受的合力逐渐增大 图 6-1 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 3 页 共 23 页 7.类比法类比法 对于一些陌生问题，通过分析研究对象的受力情况或运动特点，再与我们所掌握的 熟悉的物理模型加以比较的方法。 例 7：如图 7 所示，在光滑水平面上的 o 点系一长为 l 的绝缘细线，线的另一端系一 质量为、电量为的小球。当沿细线方向加上电场强度为 e 的匀强电场后，小球处于平mq 衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度使小球在水平面上开始运动，若很小，则小 0 v 0 v 球第一次回到平衡位置所需的时间为 （ ） a.b. c.d. 界于 和 之间 l g / l eq mg ml eq / l eq mg l g 8.比较法比较法 对于两个或多个物理过程，通过比较它们的异同，获得对问题的求解的方法。 例 8：如图 8 所示，一物体从曲面上的 a 点无摩擦地下滑，再通过粗糙的静止水平传 送带 bc 后落到地面上的 d 点。若使传送带随皮带轮沿逆时针方向运动，仍使该物体从 a 点无摩擦地下滑，那么 （ ） a.它将落到 d 点的左边 b.它将落到 d 点的右边 c.它仍落在 d 点 d.它可能落不到地面上 图 8 9.实验法实验法 通过实验获得对理论上较繁或理论上计算推导正确，但学生依然是半信半疑问题的求 解方法。 例 9：有两个完全相同的齿轮 a、b，a 固定不转，b 围绕 a 顺时针转动，当 b 在 a 的右侧时，b 上的标志箭头刚好竖直向上，如图 9 所示。问当 b 转到 a 的左侧的虚线所 示位置时，其标志箭头所指方向是：（ ） a.向上 b.向下 c.向左 d.向右 图 9 10.累积法累积法 例 10：如图 10 所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在摩擦因数为的水u 平地面上做匀减速运动（不计其他外力及空气阻力） ，则其中一个质量为的土豆 a 受其m 他土豆对它的总作用力大小应是 （ ） a. b. c. d.gumg 2 1mg u 2 1mgu 答案：1-5 ddaba 6-10 bcxab ab 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 4 页 共 23 页 高中物理技巧二 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 一、复合场及其特点一、复合场及其特点 这里所说的复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场带电 粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中某两 种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要 二、带电粒子在复合场电运动的基本分析二、带电粒子在复合场电运动的基本分析 1当带电粒子在复合场中所受的合外力为 0 时，粒子将做匀速直线运动或静止 2当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运 动 3当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动 4当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动， 这类问题一般只能用能量关系处理 三、电场力和洛仑兹力的比较三、电场力和洛仑兹力的比较 四、对于重力的考虑四、对于重力的考虑 五、复合场中的特殊物理模型五、复合场中的特殊物理模型 1粒子速度选择器 2磁流体发电机 3电磁流量计 4质谱仪 5回旋加速器 关于回旋加速器的几个问题关于回旋加速器的几个问题： 图图 1 图图 2 图图 3 1如图如图 1 所示，空间存在一匀强磁场所示，空间存在一匀强磁场 b(方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里)和一电荷量为和一电荷量为q 的点电荷的的点电荷的 电场，一带电粒子电场，一带电粒子q(不计重力不计重力)以初速度以初速度 v0从某处垂直于电场、磁场入射，初位置到点从某处垂直于电场、磁场入射，初位置到点 电荷电荷q 的距离为的距离为 r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能是，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能是( ) a沿初速度 v0方向的直线 b以点电荷q 为圆心，以 r 为半径，在纸面内的圆 c初阶段在纸面内向右偏的曲线 d初阶段在纸面内向左偏的曲线 2如图如图 2 所示，界面所示，界面 pq 与水平地面之间有一个正交的匀强磁场与水平地面之间有一个正交的匀强磁场 b 和匀强电场和匀强电场 e，在，在 pq 上方有一个带正电的小球上方有一个带正电的小球 a 自自 o 静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面设空气阻力静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面设空气阻力 不计，下列说法中正确的是不计，下列说法中正确的是( ) a在复合场中，小球做匀变速曲线运动 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 5 页 共 23 页 b在复合场中，小球下落过程中的电势能减小 c小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和 d若其他条件不变，仅增大磁感应强度，小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变 3如图如图 3 所示，实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成所示，实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成 角，角， 水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线 l 做直线运动，做直线运动，l 与水平与水平 方向成方向成 角，且角，且 ，则下列说法中错误的是，则下列说法中错误的是( ) a液滴一定做匀变速直线运动 b液滴一定带正电 c电场线方向一定斜向上 d液滴一定做匀速直线运动 4如图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端分别带上等量同种正电荷如图所示，光滑绝缘杆固定在水平位置上，使其两端分别带上等量同种正电荷 q1、q2，杆上套着一带正电小球，整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直，杆上套着一带正电小球，整个装置处在一个匀强磁场中，磁感应强度方向垂直 纸面向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左的运动过程中，下列说纸面向里，将靠近右端的小球从静止开始释放，在小球从右到左的运动过程中，下列说 法中正确的是法中正确的是 a小球受到的洛伦兹力大小变化，但方向不变 b小球受到的洛伦兹力将不断增大 c小球的加速度先减小后增大 d小球的电势能一直减小 5、如图所示，有位于竖直平面上的半径为、如图所示，有位于竖直平面上的半径为 r 的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直的圆形光滑绝缘轨道，其上半部分处于竖直 向下、场强为向下、场强为 e 的匀强电场中，下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中；质量为的匀强电场中，下半部分处于垂直水平面向里的匀强磁场中；质量为 m，带正电，电荷量为，带正电，电荷量为 q 的小球，从轨道的水平直径的的小球，从轨道的水平直径的 m 端由静止释放，若小球在某一端由静止释放，若小球在某一 次通过最低点时对轨道的压力为零，求：次通过最低点时对轨道的压力为零，求： (1)磁感应强度 b 的大小； (2)小球对轨道最低点的最大压力； (3)若要小球在圆形轨道内做完整的圆周运动，求小球从轨道的水平直径的 m 端下滑的最 小速度 p b v0 o q 6.一束质子流以一定的速度沿水平平行于板进入平行金属板间，其间存在垂直纸面向里的一束质子流以一定的速度沿水平平行于板进入平行金属板间，其间存在垂直纸面向里的 匀强磁场匀强磁场 b，要使质子沿直线通过，可加一匀强电场场强为，要使质子沿直线通过，可加一匀强电场场强为 e， （1）电场的方向； （2）质子的速度 v0? （3）若使电场强度增大，质子可从 c 点射出两板间；若撤去电场，质子可从 d 点射 出两板间；假设 c、d 关于 o 点对称，试比较从 o、c、d 三点射出两板间时，质子的速 度大小。 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 6 页 共 23 页 7.如图所示，在如图所示，在 y0 的空间中存在匀强电场，场强沿的空间中存在匀强电场，场强沿 y 轴负方向；在轴负方向；在 y0 的空间中，存的空间中，存 在匀强磁场，磁场方向垂直在匀强磁场，磁场方向垂直 xy 平面（纸面）向外。一电量为平面（纸面）向外。一电量为 q、质量为、质量为 m 的带正电的运的带正电的运 动粒子，经过动粒子，经过 y 轴上轴上 yh 处的点处的点 p1时速率为时速率为 v0，方向沿，方向沿 x 轴正方向；然后，经过轴正方向；然后，经过 x 轴上轴上 x2h 处的处的 p2点进入磁场，并经过点进入磁场，并经过 y 轴上轴上 y- -2h 处的处的 p3点。不计重力。求：点。不计重力。求： （1）电场强度的大小。 （2）粒子到达 p2时速度的大小和方向。 （3）磁感应强度的大小。 8.如图如图 8 所示，两电子沿所示，两电子沿 mn 方向射入两平行直线间的匀强磁场，它们分别以方向射入两平行直线间的匀强磁场，它们分别以的速的速vv 12 、 率射出磁场，则率射出磁场，则_，通过匀强磁场所需时间之比，通过匀强磁场所需时间之比vv 12 _。tt 12 图 8 图 10 9. 关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（ ） a. 带电粒子沿电场线射入，电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 b. 带电粒子垂直电场线方向射入，电场力对带电粒子不做功、粒子动能不变 c. 带电粒子沿磁感线方向射入，洛仑兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 d. 不管带电粒子怎样射入磁场，洛仑兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变 10. 如图如图 10，有一质子以速度，有一质子以速度 v 穿过相互垂直的电场和磁场区域没有偏转，则（穿过相互垂直的电场和磁场区域没有偏转，则（ ） a. 若电子以相同的速度 v 射入该区域，仍不会偏转 b. 无论是何种粒子，只要以相同的速度 v 射入，均不会偏转 c. 若质子入射速度小于 v，它将向下偏转，做类平抛运动 d. 若质子入射速度大于 v，它将向上偏转，其轨迹既不是抛物线，又不是圆弧 11. 电量为电量为 q 的粒子自静止开始被加速电压为的粒子自静止开始被加速电压为 u 的电场加速后，沿垂直于磁感线方向进入的电场加速后，沿垂直于磁感线方向进入 磁感应强度为磁感应强度为 b 的匀强磁场中，粒子在场中做半径为的匀强磁场中，粒子在场中做半径为 r 的匀速圆周运动，不计重力，则粒的匀速圆周运动，不计重力，则粒 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 7 页 共 23 页 子在磁场中运动的速率为（子在磁场中运动的速率为（ ） a. br/2ub. 2u/rbc. 2u/qbrd. br/2qu 答案： 待定 (*_*) _ o(_)o 高中物理技巧一 选择题的解题方法选择题的解题方法 习题教学是当前高中物理教学中出现频率很高的教学过程。我们广大物理教师在进行 习题教学时一般都能做到选题典型、重视分析思路的引导、语言精炼准确，解题方法技巧 的传授等。物理习题常见的解题方法有：结论法、分析法、计算法、整体法、作图法、图 像法、类比法、比较法、实验法、累积法等等。求解问题时，灵活地选取解题方法，不仅 可以大大节省时间，还可以使学生思路清晰、目标明确，以便得出正确的结论。 选择题具有题目较小，检查面宽，只要结论，不要过程，解法灵活，答卷简单，评分 客观，批阅方便等优点。选择题的编拟一般都是针对受试者在掌握某个物理概念或物理规 律的某个环节上常见的错误设计出的一些具有逻辑性的是似而非的选择支。受试者往往由 于掌握知识不牢，概念理解不清，或者思考问题不全面而掉进“陷阱” ；也有些选择题的编 拟是为了测试受试者思维的准确性和敏捷性的，这些题目往往使受试者由于解题的技巧、 思维能力和速度的差异而拉开距离。选择题事先给出一些结论，这一点类似于证明题，但 又没有明显的结论，解答时就不一定要用常规的解题方法，可以解无定法，既要提高速度， 更主要的是提高解题质量。为此，本文主要以力学选择题为例，列举了一些物理解题过程 中常用的解题方法。 1.结论法结论法 直接应用推导出的公式或结论解题的方法。 例 1：平抛运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个直线运动，在同一坐标系中作 出这两个运动的图线，如图 1 所示.若平抛运动的时间大于，下列说法中正确的是 1 2t （ ） a.图线 2 表示竖直分运动的图线vt b.时刻的速度方向与初速度方向夹角为 1 t 0 30 c.时间内的位移方向与初速度方向夹角的正切为 1 t 1 2 d.时间内的位移方向与初速度方向夹角为 图 1 1 2t 0 60 解析：图线 2 为匀变速直线运动的图线，也就是竖直方向的自由落体运动的图线，a 对; 时刻，两分运动的速度大小相同，则（为速度和水平方向间的夹角） ，又 1 ttan1 （为实际位移和水平分位移的夹角） ，那么此时，、tan2tan 1 tan 2 ，b 错 c 对; 时刻时，竖直分速度为水平分速度的两倍，则 0 45 1 2t ，时间内的位移方向与初速度方向夹角为，d 错。 , tan2,tan1 1 2t 0 45 此题直接应用了平抛运动的结论（为速度和水平方向间的夹角，tan2tan 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 8 页 共 23 页 为实际位移和水平分位移的夹角） 。结论法在电学中应用的更广泛。 2.分析法分析法 不需要进行定量计算，直接通过应用物理概念、规律分析， 就能得出结论的方法。 例 2：如图 2 所示，小车 m 在恒力 f 作用下，沿水平地面做 图 2 直线运动，由此可判断（ ） a.若地面光滑，则小车一定受三个力作用 b.若地面粗糙，则小车可能受三个力作用 c.若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用 d.若小车做加速运动，则小车可能受三个力的作用 解析：先分析重力和已知力 f，再分析弹力，由于 f 的竖直分力可能等于重力，因此地 面可能对物体无弹力作用，则 a 错；f 的竖直分力可能小于重力，则一定有地面对物体的 弹力存在，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力作用，b 错；若小车做匀速运动， 那么水平方向上所受摩擦力和 f 的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力 f、地面弹 力、摩擦力四个力作用，则 c 对；若小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和力 f 作用或受重力、力 f、地面摩擦力作用，选项 d 正确。 此题是根据物体的运动状态分析其受力情况，是一道理论分析题。在受力分析时， 要注意在几种常见的力中，重力是主动力，而弹力、摩擦力是被动力，其中弹力存在又是 摩擦力存在的前提。 3.计算法计算法 从题目的条件出发，通过正确的运算或推理直接求得结论的方法。 例 3：如图 3-1 所示，用长为 l 的轻绳悬挂一质量为的小球，对小球再施加一个m 力，使绳与竖直方向成角并绷紧，小球处于静止状态。此力最小为 （ ） a. sinmg b. cosmg c.tanmg d. 图 3-1 图 3-2 cotmg 解析：以小球为研究对象，则小球受重力、绳的拉力、施加的外力,应有与mg t fff 的合力与等大、反向，即与的合力大小为。如图 3-2 所示，在合力 t fmgf t f , gmg 一定，其一分力方向一定的前提下，另一分力的最小值由三角行定则可知应垂直 , g t ff 于悬线，故，选 a. sinfmg 根据已知的数据进行计算，是定量选择题最常用的方法。解定量计算选择题不能“小 题大做”否则会耽误太多的时间。本题同时也是一道极值求解的计算题，关键是分析清对 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 9 页 共 23 页 应的临界状态，再列示求解。 4.整体法和隔离法整体法和隔离法 选取几个物体组成的整体为研究对象，进行受力分析、应用物理规律求解的方法叫做 整体法。选取几个物体组成的整体中的某个物理，进行受力分析、应用物理规律求解的方 法叫做隔离法。整体法和隔离法往往结合着使用。 例 4：有一个直角支架 aob，ao 水平放置，表面粗糙，ob 竖直放置，表面光滑。 ao 上套有小环 p，ob 上套有小环 q，两环质量均为 m，两环间有一质量可忽略、不可伸 长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图 4 所示，现将 p 环向左移一小段距离，两环再次 达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，ao 杆对 p 环的支持力和 n f 细绳上的拉力的变化情况是 （ ） t f a不变，变大 b.不变，变小 n f t f n f t f c.变大，变大 c.变大，变小 n f t f n f t f 解析：设绳与竖直方向夹角为，对 p、q 环整体， 在竖直方向上有不变；对 q 环在竖直方向2 n fmg 上有：，p 环左移，减小，变小， 图 4cos t fmg t f 故选 b。 整体法和隔离法是对多个连接体进行受力分析常用的方法。运用此种方法时，关键是 找准研究的对象，分析清所研究的对象收到的外力，再列式求解。 5.图像法图像法 应用物理规律（公式） ，建立有关物理量的函数关系式，根据函数关系式作出函数图像， 再利用图像的物理意义进行分析求解的方法。 例 5：如图 5-1 所示，在倾角为的足够长的斜面上有一质量为的质量，它受到 0 30m 沿斜面方向的里 f 的作用。力 f 可按图（a） （b） （c） （d）所示的四种方式随时间变化（图 中纵坐标是 f 与的比值，力沿斜面向上为正） 。mg 已知此物体在时速度为零，若用、0t 1 s 2 s 、分别表示上述四种情况下物体在内的位 3 s 4 s3s 移，则这四种情况下位移最大的是（ ） 3 s 3 s 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 10 页 共 23 页 图 5-1 解析：本题中如果斜面光滑，力 f 就是沿斜面向上的拉力；如果斜面不光滑，力 f 可理 解为拉力和摩擦力的合力，而物体还始终受到沿斜面向下重力的分力 作用。根据力的合成和牛顿第二定律，画出四种受力情况下物体的 0 sin300.5mgmg 图像，如图 5-2 所示，依次为 a、b、c、d，再根据图像和坐标轴所围面积的代vtvt 数和在数值上等于位移的大小得 a 正确。 图 5-2 利用图像法求解此题，另人一目了然，当然还可以运用解析法求解，但要复杂的多， 而且很容易出错。 6.作图法作图法 通过作图获得对问题的求解的方法。 例 6：半圆柱体 p 放置在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板 mn。在 p 和 mn 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 q，整个装置处于静止。如图 6-1 所示是这个 装置的纵截面图。若用外力是 mn 保持竖直，缓慢地向右移动，在 q 落到地面以前，发现 p 始终保持静止。在此过程中，下列说法中正确的是 （ ） a.mn 对 q 的弹力逐渐减小 b.地面对 p 的摩擦力逐渐增大 c.p、q 间的弹力先减小后增大 d.q 所受的合力逐渐增大 图 6-1 解析：q 受力如图 6-2 所示，表示 p 对 q 1 f 的弹力，表示 mn 对 q 的弹力，的方向 2 f 2 f 水平向左保持不变，的方向顺时针旋转， 1 f 由平行四边形的边长变化可知：与都是 1 f 2 f 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 11 页 共 23 页 逐渐增大。故选 b. 图 6-2 用作图法分析力的动态变化，具有直观、便于比较的特点，它一般适用于研究对象 受三个力的作用，且其中一个力大小、方向不变，另一个力方向不变，第三个力大小、方 向均变化。应用时注意明确哪个力大小、方向不变，要把它分解到哪两个方向上；哪个力 方向不变；哪个力大小、方向均变化，且它的变化范围。 7.类比法 对于一些陌生问题，通过分析研究对象的受力情况或运动特点，再与我们所掌握的 熟悉的物理模型加以比较的方法。 例 7：如图 7 所示，在光滑水平面上的 o 点系一长为 l 的绝缘细线，线的另一端系一 质量为、电量为的小球。当沿细线方向加上电场强度为 e 的匀强电场后，小球处于平mq 衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度使小球在水平面上开始运动，若很小，则小 0 v 0 v 球第一次回到平衡位置所需的时间为 （ ） a.b. c.d. 界于 和 l g / l eq mg ml eq / l eq mg 之间 l g 解析：由于平面对小球的支持力与球的重力是一对 平衡力，对小球运动的快慢没有影响，可以不予考虑。 小球在运动的过程中还受到绳的拉力、电场力，且电 场力是恒力，这与重力场中单摆的受力情况相类似， 所以我们可把该装置类比于重力场中单摆模型，由单 图 7 摆的周期公式可知，在这里应该等效为，代入公式得可2 l t g g eq m ml t eq 见，第一次回到平衡位置所用的时间为。 2 tml t eq 有些物理问题，看似陌生，但通过分析可发现它与我们所熟知的物理模型往往是同根 生，加以类比很容易发现其规律。 8.比较法比较法 对于两个或多个物理过程，通过比较它们的异同，获得对问题的求解的方法。 例 8：如图 8 所示，一物体从曲面上的 a 点无摩擦地下滑，再通过粗糙的静止水平传 送带 bc 后落到地面上的 d 点。若使传送带随皮带轮沿逆时针方向运动，仍使该物体从 a 点无摩擦地下滑，那么 （ ） a.它将落到 d 点的左边 b.它将落到 d 点的右边 c.它仍落在 d 点 d.它可能落不到地面上 图 8 解析：第一次，物体在 bc 段受摩擦力的作用做匀减速运动，从 c 点以速度平抛出去； 第二次，皮带逆时针运动，物体在 bc 段受到的摩擦力方向和大小仍与第一次相同，物体 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 12 页 共 23 页 以同样大小的加速度做匀减速运动，通过相同的位移 bc 到达 c 点时被以同样的速度抛出， 故落地点不变。 此题是比较两个不同的运动过程，在应用比较法求解问题时，要把握不同物体或不同 运动过程间的相同点和不同点，找出它们之间的联系和区别。 9.实验法实验法 通过实验获得对理论上较繁或理论上计算推导正确，但学生依然是半信半疑问题的求 解方法。 例 9：有两个完全相同的齿轮 a、b，a 固定不转，b 围绕 a 顺时针转动，当 b 在 a 的右侧时，b 上的标志箭头刚好竖直向上，如图 9 所示。问当 b 转到 a 的左侧的虚线所 示位置时，其标志箭头所指方向是：（ ） a.向上 b.向下 c.向左 d.向右 图 9 解析：解答此题，只要拿出两枚一样大小的硬币，以硬币上的数字作为标志箭头，按题 目中的旋转法轻轻一转，选 a，自然揭晓。 这个题主要是考察学生的空间想象力和实验意识，它不涉及深奥的物理知识，繁琐的计 算也用不到，列不出明确的算式，推理说明也显得不充分有力，而且即使讲解了学生也想 象不通，采用实验的方法，在学生的一片惊诧声中答案自然揭晓，既能提高学生的兴趣， 同时也提高了学生的动手意识。 10.累积法累积法 例 10：如图 10 所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在摩擦因数为的水u 平地面上做匀减速运动（不计其他外力及空气阻力） ，则其中一个质量为的土豆 a 受其m 他土豆对它的总作用力大小应是 （ ） a. b. c. d.gumg 2 1mg u 2 1mgu 解析：其中一个质量为的土豆受到周围其他土豆m 给它向各个方向的作用力，要直接求它所受的各个 力的总合力，根本没法求解，但是这题利用累积法， 其他土豆对它的总作用力的累积效果是使它和箱子 图 10 具有相同的加速度一起向前做匀减速运动，根据牛顿第二定律得总作用力大小为aug ，故选 b。umg 多个个体的力的作用效果体现在整体运动状态的改变上，当然个体也往往能“以小 见大” ，窥一斑而见全貌，表现出整体的性质与特点。 当然，物理选择题的解题方法除此之外还有很多，如特殊值法、反例法、假设法、排除 法等等，在这里就不一一列举了。同时，对于同一道习题解题的方法也不确定，如例 4 可 以仅应用隔离法进行求解，再例如例 6 还可以应用正交分解法进行求解等等。所以，我们 教师在组织习题教学的时候，不仅要注重习题的变式教学、学生思维的训练，还要注重教 给学生解题的“金钥匙” ，即方法教学，以增强学生的解题技能，培养学生的自身的素养， 促进学生全面发展，提高物理习题教学的质量，从而提高物理习题教学的实际效果，创建 高效的习题教学模式。 ab 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 13 页 共 23 页 高中物理技巧二 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 一、复合场及其特点一、复合场及其特点 这里所说的复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场带电 粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中某两 种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要 二、带电粒子在复合场电运动的基本分析二、带电粒子在复合场电运动的基本分析 1当带电粒子在复合场中所受的合外力为 0 时，粒子将做匀速直线运动或静止 2当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运 动 3当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动 4当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动， 这类问题一般只能用能量关系处理 三、电场力和洛仑兹力的比较三、电场力和洛仑兹力的比较 1在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着 的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力的作用 2电场力的大小 feq，与电荷的运动的速度无关；而洛仑兹力的大小 f=bqvsin,与 电荷运动的速度大小和方向均有关 3电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场垂 直，又和速度方向垂直 4电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛仑兹 力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小 5电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛仑兹力不能对电荷做功，不能改 变电荷的动能 6匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛 仑兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧 四、对于重力的考虑四、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况 （1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊 交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略； 而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重 力 （2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单 （3)对 未知名的带电粒子其重力是否忽略又没有明确时，可采用假设法判断，假设 重力计或者不计，结合题给条件得出的结论若与题意相符则假设正确，否则 假设错误 五、复合场中的特殊物理模型五、复合场中的特殊物理模型 1粒子速度选择器 如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度 v0，进入正交的电场和磁场，受到的 电场力与洛仑兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有 qv0bqe,v0=e/b， 若 v= v0=e/b，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 14 页 共 23 页 若 ve/b，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加 若 ve/b，洛仑兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少 2磁流体发电机 如图所示，由燃烧室 o 燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速喷入偏转磁 场 b 中在洛仑兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形 成一个向下的电场两板间形成一定的电势差当 qvb=qu/d 时电势差稳定 udvb，这 就相当于一个可以对外供电的电源 3电磁流量计 电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为 d，用非磁性材料制成， 其中有可以导电的液体向左流动导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛仑兹力作用 下纵向偏转，a,b 间出现电势差当自由电荷所受电场力和洛仑兹力 平衡时，a、b 间的电势差就保持稳定 由 bqv=eq=uq/d，可得 v=u/bd流量 q=sv=ud/4b 4质谱仪 如图所示 组成：离子源 o，加速场 u，速度选择器（e,b） ，偏转场 b2，胶片 原理：加速场中 qu=mv2 选择器中：v=e/b1 偏转场中：d2r，qvb2mv2/r 比荷： 12 2qe mb b d 质量 12 2 b b dq m e 作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素 5回旋加速器 如图所示. 组成：两个 d 形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压 u 作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a 粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能 反复加速高能粒子是研究微观物理的重要手段 要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期 关于回旋加速器的几个问题关于回旋加速器的几个问题： (1)回旋加速器中的 d 形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只 处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动. (2)回旋加速器中所加交变电压的频率 f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等： 1 2 qb f tm (3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式来计算，在粒 222 2 1 22 k q b r emv m 子电量， 、质量 m 和磁感应强度 b 一定的情况下，回旋加速器的半径 r 越大，粒子的能量 就越大 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 15 页 共 23 页 高二物理高二物理带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 1. 带电粒子在复合场中应用问题的分析与力学中的力学中分析方法相同，关键是要注意电 场和磁场对带电粒子不同的作用特点。 （1）带电粒子在匀强电场中受到的电场力 fqe 是恒力；电场力作功与路径无关， 只与初末位置的电势差有关；电场力作功多是电势能和其他形式的能之间相互转化的量度。 （2）带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力的大小随运动速度的大小改变而改变；洛仑兹 力的方向总与运动方向垂直；洛仑兹力对带电粒子不作功。 2. 带电粒子在电场和磁场共存区域内运动形式的分析和判定： 带电粒子在电场和磁场共存区域内的运动形式由粒子的受力情况和初速度情况共同决 定。由于电场、磁场的本身情况不同（例如相互平行或垂直）都可以使带电粒子在场内运 动时所受电场力、洛仑兹力的情况不同，又由于带电粒子的初速度可能不同，这些因素共 同决定了带电粒子在电场、磁场共存区域内的不同运动形式。 3. 研究带电粒子在电场和磁场共存区域内运动的方法： （1）运用牛顿运动定律研究带电粒子在电场和磁场共存区域内的运动：带电粒子在电 场、磁场中运动时，一般来说，带电粒子会同时受到电场力和洛仑兹力的作用，这两个力 的合力决定了粒子的加速度，从而制约了粒子的运动形式，对于这类问题，一般是先利用 牛顿第二定律求出电场力和洛仑兹力共同作用产生的加速度，然后再运用恰当的运动学规 律对问题最后求解。 （2）运用动能定理研究带电粒子在电场和磁场共存区域内的运动：由于洛仑兹力对带 电粒子不做功，电场力对粒子所做的功 we等于粒子动能的增量ek，即 week。又 因为电场力对粒子所做的功 we等于粒子电势能的增量ep的负值，即 weep。所以 又有ekep0，即粒子的动能与电势能之和守恒。 4. 回旋加速器的工作原理 回旋加速器是用来加速带电粒子的装置。 回旋加速器的核心部分是两个 d 形的金属扁盒，这两个 d 形盒就像是沿着直径把一个 圆形的金属扁盒切成的两半。两个 d 形盒之间留一条窄缝，在中心附近放有粒子源，d 形 盒装在真空容器中，整个装置放在巨大电磁铁的两极之间，磁场方向垂直于 d 形盒的底面。 把两个 d 形盒分别接在高频电源的两极上，如果高频电源的周期与带电粒子在 d 形盒中的 运动周期相同，带电粒子就可以不断地被加速了。带电粒子在 d 形盒内沿螺线轨道逐渐趋 于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出。 这里需注意：高频电源的周期等于带电粒子在 d 形盒中运动周期，一般情况下带电粒 子在窄缝中的运动时间忽略。 资料 高中 物理 2014.2 版权所有 翻版必究 第 16 页 共 23 页 1 题图题图 2 题图题图 3 题图题图 1如图所示，空间存在一匀强磁场如图所示，空间存在一匀强磁场 b(方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里)和一电荷量为和一电荷量为q 的点电荷的电的点电荷的电 场，一带电粒子场，一带电粒子q(不计重力不计重力)以初速度以初速度 v0从某处垂直于电场、磁场入射，初位置到点电从某处垂直于电场、磁场入射，初位置到点电 荷荷q 的距离为的距离为 r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能是，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能是( ) a沿初速度 v0方向的直线 b以点电荷q 为圆心，以 r 为半径，在纸面内的圆 c初阶段在纸面内向右偏的曲线 d初阶段在纸面内向左偏的曲线 解析：当带电粒子所受库仑力和洛伦兹力的合力正好能提供其所需的向心力时，粒子便 以点电荷q 为圆心，以 r 为半径，在纸面内做匀速圆周运动；因为点电荷q 周围的电 场是非匀强电场，所以粒子不可能做直线运动综上所述粒子的运动轨迹可能为 b、c、d. 答案：bcd 2如图所示，界面如图所示，界面 pq 与水平地面之间有一个正交的匀强磁场与水平地面之间有一个正交的匀强磁场 b 和匀强电场和匀强电场 e，在，在 pq 上上 方有一个带正电的小球方有一个带正电的小球 a 自自 o