【三维设计】高三物理备考复习 第二部分 一 必须掌握的17大问题的解题技巧课件 新人教版（广东专版） .ppt

技法一 第二部分 一 技法二 技法三 技法四 技法五 技法六 技法七 技法八 技法九 技法十 技法十一 技法十二 技法十三 技法十四 技法十五 技法十六 技法十七 方法点拨 逆向思维是指在解决问题的过程中从正面入手有一定难度时可有意识地去改变思考问题的顺序 沿着正向 由前到后 由因到果 思维的相反 由后到前 由果到因 途径思考 解决问题的方法 常见的有可逆性原理 反证归谬 执果索因等逆向思维途径 物理学中 有许多具有可逆性 对称性的物理过程 解题时可运用运动形式的可逆性 时间 空间的可逆性等把物体的 末态 作为 初态 进行研究 该方法一般用在末状态为已知的情况 特别是末速度为0的匀减速直线运动可看成反方向初速度为0的匀加速运动 则相应的位移 速度公式可简化 而且初速度为0的匀变速直线运动规律也可使用 从而给解题带来方便 典例示法 示例 不计空气阻力 以一定的初速度竖直上抛一物体 从抛出到回到原点的时间为t 现在物体上升的最大高度一半处设置一块挡板 物体撞击挡板后以原速率弹回 撞击时间不计 则此物体上升和下降的总时间约为 a 0 25tb 0 4tc 0 3td 0 2t 答案 c 答案 bc 方法点拨 图像能直观地描述物理过程 能形象地表达物理规律 能鲜明地表示物理量之间的关系 一直是物理学中常用的工具 图像问题也是每年高考必考的一个知识点 运用物理图像处理物理问题是识图能力和作图能力的综合体现 它通常以定性作图为基础 有时也需要定量作出图线 当某些物理问题分析难度太大时 用图像法处理常有化繁为简 化难为易的功效 典例示法 示例 甲 乙两地之间有公共汽车运行 每隔5min各开出一趟 全程运行20min 小明乘车从甲站出发 这时恰有一辆车进站 到达乙站时又正遇上一辆车从乙站开出 问 小明一路上遇上几辆从乙站开出的汽车 所有汽车均以相同速率匀速行驶 包括进出站时遇到的汽车 解析 此题利用公式计算相当复杂 可借助s t图像解决 画出小明所乘车的s t图线及从乙站开出的各车的s t图线 把它们画在同一个坐标系内 利用两图线的交点表示相遇的知识 即可数出相遇的车数 图1 2 以小明出发时间为t 0 建立坐标如图1 2所示 平行线为从乙站开出的各车的s t图线 图线a为小明所乘车的s t图线 图中交点为汽车相遇的时刻和位置 由图可知 小明一路上遇到了9辆汽车 答案 9 尝试运用 2 在水平轨道上有两列火车a和b相距x a车在后面做初速度为v0 加速度大小为2a的匀减速直线运动 而b车同时做初速度为零 加速度为a的匀加速直线运动 两车运动方向相同 要使两车不相撞 求a车的初速度v0满足的条件 方法点拨 在共点力平衡问题中 若所研究的物体或关联物体的状态 受力关系不能确定或题中的物理现象 过程存在多种可能情况时常用假设法求解 即假设其达到某一状态或受某力作用 然后利用平衡条件 正交分解等方法进行判定 典例示法 示例 双选 一物块放在粗糙斜面上 在平行斜面向上的外力f作用下 斜面和物块始终处于静止状态 当f的大小按如图1 3所示规律变化时 物块与斜面间的摩擦力大小变化规律可能是图1 3图1 4中的 图1 4 解析 静摩擦力的方向有沿斜面向上和沿斜面向下两种情况 假设开始时静摩擦力方向沿斜面向下 则有f mgsin f 静摩擦力随着f的减小而减小 当f 0后 静摩擦力的方向发生改变 沿斜面向上增大到f mgsin 后保持不变 b对 若假设开始时静摩擦力方向沿斜面向上 则有f f mgsin 静摩擦力随着f的减小而增大 直到f mgsin 保持不变 d对 答案 bd 尝试运用 3 双选 如图1 5所示 一物块置于水平地面上 当用与水平方向成60 角的力f1拉物块时 物块做匀速直线运动 当改用与水平方向成30 角的力f2推物块时 物块仍做匀速直线运动 关于这种情境 下列讨论正确的是 图1 5 a 这种情况不可能发生b 若f1和f2的大小相等 这种情况不可能发生c 若f1和f2的大小相等 这种情况也可能发生d 若f1和f2的大小相等 物块与地面间的动摩擦因数为定值 答案 cd 方法点拨 绳子只能提供拉力且拉力方向一定沿绳收缩的方向 对于同一段绳子张力处处相等 但如果绳子上有 死结 几段绳子的连接点 则要注意各段绳子张力不一定相等 如果绳子上有 活结 绳子上滑轮或光滑的挂钩所在处 则绳内各处张力处处相等 典例示法 示例 如图1 6所示 ao bo co三根轻绳系于同一点o a b固定在水平天花板上 c处挂一质量为m的物体 ao与水平方向成30 角 bo与竖直方向成30 角 若轻绳ao bo co对o图1 6点的拉力分别为fa fb fc 则 答案 d 尝试运用 4 如图1 8所示 一根柔软的轻绳两端分别固定在两竖直的直杆上 绳上用一光滑的挂钩悬一重物 ao段中张力大小为f1 bo段中张力大小为f2 现将右杆绳图1 8的固定端由b缓慢移到b 点的过程中 关于两绳中张力大小的变化情况为 a f1变大 f2变小b f1变小 f2变大c f1 f2均变大d f1 f2不变 答案 d 方法点拨 1 与所有动力学问题相同的是分析处理传送带问题同样要做好 受力分析 状态分析 过程分析 2 分析处理传送带问题需要特别注重两点分析一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析 二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析 3 两类传送带 1 对于水平传送带 当物体与传送带相对静止且物体所受弹力仅为支持力时 因物体与传送带间无相对运动的趋势 故物体所受的摩擦力突变为零 之后物体随传送带一起做匀速运动 2 对于倾斜传送带 当物体与传送带相对静止且物体所受弹力仅为支持力时 摩擦力的大小是否突变取决于下滑力与最大静摩擦力的关系 另外还要注意分析摩擦力的方向是否发生突变 典例示法 示例1 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 用于对旅客的行李进行安全检查 图1 9为一水平传送带装置示意图 绷紧的传送带ab始终保持v 1m s的恒定速率运行 一质量m 4kg的行李由静止放在a处 传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动 设行李与传送带间的动摩擦因数 0 1 a b间的距离l 2m g取10m s2 图1 9 1 求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度大小 2 求行李做匀加速直线运动的时间 3 如果提高传送带的运行速率 行李就能被较快地传送到b处 求行李从a处传送到b处的最短时间和传送带对应的最小运行速率 解析 1 滑动摩擦力 f mg 以题给数值代入 得 f 4n 由牛顿第二定律得 f ma 代入数值 得 a 1m s2 2 设行李做匀加速运动的时间为t 行李加速运动的末速度为v 1m s 则 v at 代入数值 得t 1s 答案 1 4n1m s2 2 1s 3 2s2m s 示例2 如图1 10所示 传送带与地面倾角 37 从a b长度为16m 传送带以10m s的速率逆时针转动 在传送带上端a无初速度地放一个质量为0 5kg的物图1 10体 它与传送带之间的动摩擦因数为0 5 求物体从a运动到b所需时间是多少 sin37 0 6 cos37 0 8 解析 物体放在传送带上后 开始阶段 由于传送带的速度大于物体的速度 传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力f 物体受力情况如图1 11甲所示 物体由静止加速 由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma1a1 10 0 6 0 5 0 8 m s2 10m s2 物体加速至与传送带速度相等需要的时间 由于 tan 物体在重力作用下将继续加速运动 当物体速度大于传送带速度时 传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力f 此时物体受力情况如图乙所示 由牛顿第二定律得 答案 2s 尝试运用 5 如图1 12所示 传送带的水平部分ab 2m 斜面部分bc 4m bc与水平面的夹角 37 一个小物体a与传送带的动摩擦因数 0 25 传送带沿图示的方向运动 速率v 2m s 若把物体a轻放到a处 它将被传送带送到c点 且物体a不会脱离传送带 求物体a从a点被传送到c点所用的时间 已知 sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 图1 12 答案 2 4s 方法点拨 1 轻绳特性 1 轻 即绳 或线 的质量和重力均可视为零 由此特点可知 同一根绳 或线 的两端及其中间各点的张力大小相等 2 软 即绳 或线 只能受拉力 不能承受压力 由此特点可知 绳对其他物体作用力的方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向 3 不可伸长 即无论绳子所受拉力多大 绳子的长度不变 由此特点知 绳子中的张力可以突变 2 弹簧 或橡皮绳 特性 1 轻 即弹簧 或橡皮绳 的质量和重力均可视为零 由此特点可知 同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等 2 弹簧既能受拉力 也能受压力 沿弹簧的轴线 橡皮绳只能受拉力 不能承受压力 3 由于弹簧和橡皮绳受力时 其形变较大 发生形变需要一段时间 在瞬间内形变量可以认为不变 因此 在分析瞬时变化时 可以认为弹力大小不变 即弹簧的弹力不突变 但是 当弹簧和橡皮绳被剪断时 它们所受的弹力立即消失 典例示法 示例 如图1 13所示 一质量为m的物体系于长度分别为l1 l2的两根细线上 l1线的一端悬挂在天花板上 与竖直方向夹角为 l2线水平拉直 物体处于平衡状态 图1 13 1 现将l2线剪断 求剪断瞬时l1线的拉力大小和物体的加速度 2 若将图甲中的l1线改为长度相同 质量不计的轻弹簧 如图乙所示 其他条件不变 求剪断l2线的瞬间弹簧的弹力大小和物体的加速度 解析 1 将l2线剪断 l1线上的拉力立即发生了变化 物体将在重力mg和l1线的拉力t1作用下沿圆弧摆下 物体的受力情况如图1 14甲所示 沿l1线方向 物体没有加速度 所受合力为零 有mgcos t1即l1线的拉力大小等于mgcos 物体所受合力沿圆弧切线方向 由牛顿第二定律得mgsin ma解得a gsin 即剪断l2线瞬时物体的加速度为gsin 方向垂直l1线斜向右下方 图1 14 答案 b 方法点拨 物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动 该类运动常有临界问题 并伴有 最大 最小 刚好 等词语 常分析两种模型 轻绳模型和轻杆模型 分析比较如下 答案 1 16n向上 2 44n向下 答案 d 方法点拨 1 双星模型在天体模型中 将两颗彼此距离较近的恒星称为双星 它们在相互之间万有引力作用下 绕两球连线上某点做周期相同的匀速圆周运动 1 彼此间的万有引力是双星各自做圆周运动的向心力 作用力和反作用力 2 双星具有共同的角速度 3 双星始终与它们共同的圆心在同一条直线上 4 双星圆周运动的半径之和等于双星间距 2 三星模型 1 三星在万有引力作用下绕某中心做匀速圆周运动 2 每颗星的向心力均由另两颗星对它的万有引力的合力提供 3 三星具有相同的周期和角速度 典例示法 示例 两个星球组成双星 它们在相互之间的万有引力作用下绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动 现测得两星中心的距离为r 其运动周期为t 求两星的总质量 尝试运用 8 宇宙中存在一些离其他恒星较远的 由质量相等的三颗星组成的三星系统 通常可忽略其他星体对它们的引力作用 已观测到稳定的三星系统存在的一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上 并沿外接于等边三角形的圆轨道运行 其周期为t 设每个星体的质量均为m 万有引力常量为g 求 星体之间的距离应为多少 典例示法 一 连绳模型此类问题要分析清楚物体的运动过程 注意物体之间的速度关系及位移关系 示例1 如图1 19所示 半径为r的四分之一圆弧形支架竖直放置 圆弧边缘c处有一小定滑轮 绳子不可伸长 不计一切摩擦 开始时 m1 m2两球静止 且m1 m2 试求 1 m1释放后沿圆弧滑至最低点a时的速度 图1 19 2 为使m1能到达a点 m1与m2之间必须满足什么关系 3 若a点离地高度为2r m1滑到a点时绳子突然断开 则m1落地点离a点的水平距离是多少 二 连杆模型这类问题应注意在运动过程中各个物体之间的角速度 线速度的关系等 示例2 一个质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球a和b 支架的两直角边长度分别为2l和l 支架可绕固定轴o在竖直平面内无摩擦地转动 图1 20如图1 20所示 开始时oa边处于水平位置 由静止释放 则下列判断错误的是 答案 a 三 滑链模型此类问题应注意重力势能为零的位置的选择及重力势能的改变 示例3 如图1 21所示 一条长为l的柔软匀质链条 开始时静止放在光滑梯形平台上 斜面上的链条为x0 已知重力加速度为g lx0 解析 以铁链和地球组成的系统为对象 铁链仅受两个力 重力g和光滑水平桌面的支持力fn 在铁链运动过程中 fn与运动速度v垂直 fn不做功 只有重力g做功 因此系统机械能守恒 铁链释放前只有重力势能 但由于平放在桌面上与悬吊着两部分位置不同 计算重力势能时要分段计算 选铁链挂直时的下端点为重力势能的零势面 应用机械能守恒定律即可求解 方法点拨 1 分析法将未知推演还原为已知的思维方法 用分析法研究问题时 需要把问题化整为零 然后逐步引向待求量 具体地说也就是从题意要求的待求量出发 然后按一定的逻辑思维顺序逐步分析 推演 直到待求量完全可以用已知量表达为止 因此 分析法是从未知到已知 从整体到局部的思维过程 2 分析法的三个方面 1 在空间分布上可以把整体分解为各个部分 如力学中的隔离 电路的分解等 2 在时间上把事物发展的全过程分解为各个阶段 如运动过程可分解为性质不同的各个阶段 3 对复杂的整体进行各种因素 各个方面和属性的分析 典例示法 示例 过山车是游乐场中常见的设施 如图1 23所示是一种过山车的简易模型 它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成 b c d分别是三个圆形轨道的最低点 b c间距与c d间距相等 半径r1 2 0m r2 1 4m 一个质量为m 1 0kg的小球 视为质点 从轨道的左 侧a点以v0 12 0m s的初速度沿轨道向右运动 a b间距l1 6 0m 小球与水平轨道间的动摩擦因数 0 2 圆形轨道是光滑的 假设水平轨道足够长 圆形轨道间不相互重叠 重力加速度取g 10m s2 计算结果保留小数点后一位数字 试求 图1 23 1 小球在经过第一个圆形轨道的最高点时 轨道对小球作用力的大小 2 如果小球恰能通过第二个圆形轨道 b c间距l应是多少 3 在满足 2 的条件下 如果要使小球恰能通过第三个圆形轨道 则其半径r2应是多大 答案 1 10 0n 2 12 5m 3 0 4m 尝试运用 10 如图1 24所示为 s 形玩具轨道 该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的 固定在竖直平面内 轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成的 圆半径比细管内径大得多 轨道底端与水平图1 24地面相切 弹射装置将一个小球 可视为质点 从a点水平 射向b点并进入轨道 经过轨道后从p点水平抛出 已知小球与地面ab段间的动摩擦因数 0 2 不计其他机械能损失 ab段长l 1 25m 圆的半径r 0 1m 小球质量m 0 01kg 轨道质量为m 0 15kg g 10m s2 求 1 若v0 5m s 小球从p点抛出后的水平射程 2 若v0 5m s 小球经过轨道的最高点时 管道对小球作用力的大小和方向 3 设小球进入轨道之前 轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力 当v0至少为多大时 轨道对地面的压力为零 方法点拨 1 电场强度大小的判定技巧 1 用电场线的疏密程度进行判断 电场线越密集 场强越大 电场线越稀疏 场强越小 2 根据等差等势面的疏密判定场强大小 等差等势面密集处场强大 稀疏处场强小 2 电场强度方向的判断技巧 1 某点正电荷所受电场力的方向 即该点的电场强度方向 2 电场强度的方向与电场线的切线在同一条直线上并指向电势降低的方向 3 电场强度的方向垂直等势面并指向电势降低的方向 典例示法 示例 在x轴上有两个点电荷 一个带正电q1 一个带负电 q2 且q1 2q2 用e1和e2分别表示两个电荷所产生的场强的大小 则在x轴上 a e1 e2之点只有一处 该点合场强为0b e1 e2之点共有两处 一处合场强为0 另一处合场强为2e2c e1 e2之点共有三处 其中两处合场强为0 另一处合场强为2e2d e1 e2之点共有三处 其中一处合场强为0 另两处合场强为2e2 答案 b 尝试运用 11 点电荷a和b 分别带正电和负电 电量分别为4q和q 在ab连线上 如图1 26所示 电场强度为零的地方在 图1 26a a和b之间b a右侧c b左侧d a的右侧及b的左侧 答案 c 方法点拨 电场中某点电势的高低 正负与电场中零电势点的选取有关 电势是相对量 若取无限远处为零电势点 则正电荷形成的电场中各点电势为正 负电荷形成的电场中各点电势为负 电势高低的判定方法较多 主要有 1 根据电场线方向判定 沿电场线方向电势逐渐降低 2 根据电场力对电荷做功和电势能变化情况判定 正电荷在电场力作用下 由高电势向低电势移动 负电荷在电场力作用下 由低电势向高电势移动 3 根据uab a b进行判定 a b 0表示a点电势高于b点电势 a b 0 表示a点电势低于b点电势 典例示法 示例 如图1 27所示 a b c是一条电场线上的三个点 电场线的方向由a到c a b间距离等于b c间距离 用 a b c和ea eb ec分别表示a b c三点的电势和电场强度 可以判定 图1 27 a a b cb a b b cc ea eb ecd ea eb ec 解析 判断电场强度的大小 需看电场线的疏密 此题不具备作出判断的条件 根据沿着电场线的方向电势降低 可以判断a选项正确 虽然a b间距离等于b c间距离 但只有在匀强电场中 沿场强方向相同距离的电势差才相等 因此电势差的大小也就无法判断 答案 a 尝试运用 12 空间有一沿x轴对称分布的电场 其电场强度e随x变化的图像如图1 28所示 下列说法中正确的是 图1 28 a o点的电势最低b x2点的电势最高c x1和 x1两点的电势相等d x1和x3两点的电势相等 解析 电势差与电场强度的关系为u ed 此表达式适用于匀强电场 图中为非匀强电场的场强e与坐标x的关系图像 当取一段极短长度 x时 可认为 x长度内的电场为匀强电场 因此图像所包围的面积表示电势差 图中从o点沿 x轴方向 场强为正值 位移为正值 所以图线与x轴包围的面积表示的电势差为正 表示沿 x轴方向的电势逐渐降低 即o点电势依次大于x1点 x2点 x3点的电势 选项a b d错误 而图中沿 x轴方向 场强为负值 位移为负值 所以图线与x轴包围的面积表示的电势差也为正 即沿 x轴方向的电势也逐渐降低 因从 x1点移到x1点 e x图线在o点两侧所包围的面积相等 表示这两点间的电势差为零 所以 x1和x1两点电势相等 选项c正确 此电场实际上是等量同种正电荷 从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移动的电场模型 答案 c 13 三个点电荷电场的电场线分布如图1 29所示 图中a b两点处的场强大小分别为ea eb 电势分别为 a b 则 图1 29a ea eb a bb ea eb a bc ea eb a bd ea eb a b 解析 由图可以看出a处电场线更密 所以ea eb 根据对称性 a处的电势应与右侧负电荷附近对称点的电势相等 再根据沿电场线方向电势降低可以判定 b a 故c项正确 答案 c 方法点拨 电容器是电气设备中的一种重要元件 在实际中有广泛的应用 也是高考常考的考点之一 主要涉及对电容概念的理解 平行板电容器电容的决定因素 电容器的动态分析三个方面的考查 1 关于电容的概念把握住 电容是表示电容器容纳电荷多少的物理量 由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定 与电容器是否带电 带电荷量的多少 板间电势差的大小等均无关 3 关于电容器的动态分析关键在于弄清哪些是变量 哪些是常量 在变量中哪些是自变量 哪些是因变量 同时注意理解平行板电容器演示实验现象的实质 一般分两种情况 一是电容器两极板的电势差u保持不变 与电源连接 二是电容器的带电荷量q保持不变 与电源断开 典例示法 示例 如图1 30所示 四个定值电阻的阻值相同 均为r 开关s闭合时 有一质量为m 带电荷量为q的小球静止于平行板电容器极板间的中点o 现在把开关s断开 此小球向一个极板运图1 30动 并与此极板相碰 碰撞时无机械能损失 碰撞后小球恰能运动到另一极板处 设两极板间的距离为d 电源内阻不计 试计算 1 电源电动势e 2 小球和电容器一个极板碰撞后所带的电荷量q 尝试运用 14 如图1 31所示的实验装置中 充电后的平行板电容器的a极板与灵敏的静电计相接 极板b接地 若极板b稍向上移动一点 可观察到图1 31静电计指针的变化 则电容器电容变小的依据是 a 两极间的电压不变 极板上电荷量变小b 两极间的电压不变 极板上电荷量变大c 极板上的电荷量几乎不变 两极间的电压变小d 极板上的电荷量几乎不变 两极间的电压变大 答案 d 方法点拨 杆 导轨 模型问题的物理情境变化空间大 涉及的知识点很多 如力学问题 电路问题 磁场问题及能量问题等 要顺利解题需全面理解相关知识 常用的基本规律有法拉第电磁感应定律 楞次定律 左手定则 右手定则 欧姆定律及力学中的运动学规律 动力学规律 动能定理 能量转化和守恒定律等 杆 导轨 模型类试题命题的 基本元素 导轨 金属棒 磁场 具有如下的变化特点 1 对于导轨 1 导轨的形状 常见导轨的形状为u形 还可以为圆形 三角形等 2 导轨的闭合性 导轨本身可以不闭合 也可以闭合 3 导轨电阻 电阻不计 均匀分布或部分有电阻 串联外电阻 4 导轨的放置 水平 竖直 倾斜放置等 2 对于金属棒 1 金属棒的受力情况 受安培力以外的拉力 阻力或仅受安培力 2 金属棒的初始状态 静止或运动 3 金属棒的运动状态 匀速运动 匀变速运动 非匀变速直线运动或转动 4 金属棒切割磁感线状况 整体切割磁感线或部分切割磁感线 5 金属棒与导轨的连接 金属棒可整体或部分接入电路 即金属棒的有效长度问题 3 对于磁场 1 磁场的状态 磁场可以是稳定不变的 也可以是均匀变化或非均匀变化的 2 磁场的分布 有界或无界 解决 杆 导轨 模型问题的思路是 首先要选取金属棒为研究对象 分析棒的受力情况 分清变力和不变力 特别注意由于金属棒速度变化引起的感应电动势 感应电流 安培力的变化情况 然后根据牛顿第二定律分析金属棒的加速度和速度的变化情况 如果要求棒的最终运动情况 则应依据平衡条件或牛顿第二定律列方程 典例示法 示例 如图1 32所示 宽度l 1m的足够长的u形金属框架水平固定放置 框架处在竖直向上的匀强磁场中 磁感应强度b 1t 框架导轨上放一根质量图1 32m 0 2kg 电阻r 1 0 的金属棒ab 棒ab与导轨间的动摩擦因数 0 5 现用功率恒为6w的牵引力f使棒ab从静止开始沿导轨运动 ab棒始终与导轨接触良好且垂直 当棒 ab的电阻r产生热量q 5 8j时获得稳定速度 此过程中 通过棒ab的电荷量q 2 8c 框架电阻不计 g取10m s2 问 1 棒ab达到的稳定速度多大 2 棒ab从静止到达到稳定速度经历的时间为多少 答案 1 2m s 2 1 5s 尝试运用 15 如图1 33所示 两足够长平行光滑的金属导轨mn pq相距为l 导轨平面与水平面夹角 30 导轨上端跨接一定值电阻r 导轨图1 33电阻不计 整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中 长为l的金属棒cd垂直于mn pq放置在金属导轨上 且与导轨保持良好接触 金属棒cd的质量为m 电阻为r 重力加速度为g 现将金属棒由静止释放 当金属棒沿导轨下滑距离为s时 速度达到最大值vm 求 1 金属棒开始运动时加速度的大小 2 匀强磁场的磁感应强度大小 3 金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中 电阻r上产生的热量 方法点拨 1 在求解电容器的击穿电压等物