力电综合问题思路分析
初中物理力电综合压轴题解题技巧和方法
初中物理力电综合压轴题解题技巧和方法初中物理力电综合压轴题的解题技巧和方法可以从以下几个方面入手：
1.审题与建模：解题的第一步是审题，需要仔细阅读题目，明确题目所给的
条件和问题。
同时，要建立清晰的物理模型，可以根据题目描述将物理模型画出来，帮助理解题意。
2.受力分析：对于力学问题，首先要对物体进行受力分析，明确物体受到的
力以及力的方向。
在分析时，要注意考虑物体的平衡状态以及运动状态。
3.电路分析：对于电学问题，要明确电路的连接方式以及电流、电压的大小
和方向。
可以使用欧姆定律等基本电学知识来分析电路。
4.运动分析：对于运动学问题，要明确物体的运动状态和运动过程。
可以通
过画运动轨迹图或速度时间图来帮助理解。
5.能量分析：对于能量学问题，要明确物体在运动过程中能量的转化情况。
可以通过画能量转化图来帮助理解。
6.解题思路：在解题时，可以采用逆向思维、数形结合、等效替代等解题方
法，找到解题的突破口。
同时，要注意解题的步骤和格式，保持卷面的整洁。
7.练习与反思：最后，要通过大量的练习来提高解题能力。
在练习过程中，
要注重反思和总结，找到自己的不足之处，不断完善自己的解题技巧和方法。
总之，解答初中物理力电综合压轴题需要灵活运用所学知识，建立清晰的物理模型，进行受力分析、电路分析、运动分析和能量分析等。
同时，要注重审题和练习，不断提高自己的解题能力。
力电综合问题的求解思路
力电综合问题的求解思路力电综合类问题以力学知识和电学知识的相互渗透作为背景，结合力与能量知识进行综合命题。
在历年高考中常常作为压轴题出现，由于其综合性较高，要求学生在处理此类问题时有较强的审题能力及综合分析能力。
如何高效准确的求解这类题，笔者结合几个典型的力电综合题谈谈个人的一些解题体会。
要求解好综合性较强的问题，良好的解题习惯是必不可少的，下面几点在平常的学习解题中要注意养成的一般习惯。
1．明确题中情景，提炼有效信息，构建常规模型；2．分析状态和过程；3．找规律、列方程。
此外，在力电综合问题中，由于电场力与磁场力的特点，受力分析时要特别注意对物体受力分析要全面，切忌漏力，要时刻关注电场力f＝qe，洛伦兹力f＝ｑvb在具体情景中随物体带电属性(电荷的正负)、运动状态(速度的大小和方向)的变化特点；例1．如图所示，在距地面一定高度的地方以初速度向右水平抛出一个质量为m，带负电，带电量为q的小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离（水平射程），求：(1)若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程增加为原来的2倍，求此电场的场强的大小和方向；(2)若除加上上述匀强电场外，再加上一个与方向垂直的水平匀强磁场，使小球抛出后恰好做匀速直线运动，求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
解析：(1)不加电场时，小球运动的时间为t，水平射程为，下落高度h=gt2加电场后小球在空间的运动时为｀，小球运动的加速度为a2s= h=at’2 解得:t′=2t a=g 由此可以判断:电场方向竖直向下。
并解得电场力的大小即(2)加上匀强电场后，小球做匀速直线运动，故小球所受重力、电场力和洛仑兹力三个力而处于平衡，由于重力大于电场力，所以洛仑兹力方向竖直向上。
用左手定则可得：磁场方向垂直于纸面向外点评：第一问中审题要点是小球虽然受到了电场力作用，但水平方向小球仍然做匀速直线运动，要使水平位移变化则必然是时间对应变化。
力电综合问题含v-t 和x-t图像
力电综合问题含v-t 和x-t图像
现代社会，机械化与自动化的发展已成常态，很多企业已经拥有动力电综合问
题的解决方案。
但是，如何正确的分析和利用动力电综合问题的解决方案，仍然是新兴技术企业所面临的一大课题。
动力电综合问题主要由两个部分组成，一种是V-T图像，它描述电力系统中电
压-时间特性，另一种是X-T图像，指的是功率电阻特性。
V-T图表显示电压随时
间的变化；X-T图表则描述电阻随时间的变化。
利用这两个图表可以更好地理解电力系统的行为规律，以及识别系统中可能存
在的故障。
在竞争激烈的市场环境下，正确使用这两个图表至关重要。
V-T图可以
用来识别故障，而X-T图则可以用来诊断和识别故障源。
通过与正常系统相比较，可以快速发现系统中存在的不良状态，从而提高系统的可靠性和安全性。
此外，V-T图还可以用来分析电场强度变化，识别电源紊乱危害及其具体部位，以有效的解决电网紊乱的问题；X-T图则可以用来诊断系统能量效率问题，从而发
现和优化系统能量利用的问题。
总之，V-T图和X-T图可以为新兴技术企业在动力电综合问题解决方案上提供
实际的决策参考，更加全面和深刻地理解实际问题，并有效地避免潜在系统风险，减少维护成本。
力电综合
(1)求小球B开始运动时的加速度a。 (2)当小球B的速度最大时,求小球距M端 的高度h1。 (3)若小球B从N端运动到距M端的高度为
h2=0.61m时,速度v=1.0m/s,求此过程中
小球B电势能的变化量Δ Ep。
【解析】(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的 弹力和电场力的作用,沿杆向下运动,由牛顿第二定律 得：mg- kQq -qEsinθ=ma 2 解得a=3.2m/s2
3 匀强电场,如图所示。珠子所受静电力是其重力的 4
倍。将珠子从环上最低位置A点静止释放,求珠子所能
获得的最大动能。
【解析】设珠子的带电量为q,电场强度为E, 珠子在运动过程中受到三个力作用,电场力 FE=qE= 3 mg,方向水平向右,重力mg竖直向下, 环的弹力FN垂直圆环方向。其中只有电场力和重力能对
选修3-1 第六章 静 电 场
Байду номын сангаас
考点3
带电体的力电综合问题
1.解决力电综合问题的一般思路：
2.分析力电综合问题的三种途径： (1)建立物体受力图景。 ①弄清物理情境,选定研究对象。 ②对研究对象按顺序进行受力分析,画出受力图。
③应用力学规律进行归类建模。
(2)建立能量转化图景：运用能量观点,建立能量转化
从A到等效重力场的“最高”点,由动能定理得： qE(L-Rsin45°)-mg(R+Rcos45°)= 1 mv2-0
3 2 L (1 )R 2 3 2 答案： (1 )R 2
2
【过关题组】 1.(2016·西宁模拟)用一根长为l的丝线吊着一质量为m、 带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场 中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角。现突然将该
力电综合问题思路分析
力电综合问题思路分析力、电综合题的解答过程中，出现的失误突出表现为：（1）不能对带电体进行全面的受力情况分析，常出现漏力的情况，导致错误.（2）面对带电粒子在复合场中的运动，不能具体问题具体分析，受思维定势的影响，生搬硬套重力场中物体运动的规律导致错误.（3）对力学中规律（牛顿第二定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律等）在场中的适用性感到困惑，不能据带电粒子的受力及运动情况灵活选择力学规律求解.考题实例1.如图1-1所示，虚线框abcd 内为一矩形匀强磁场区域，ab =2bc ,磁场方向垂直于纸面；实线框a ′b ′c ′d ′是一正方形导线框，a ′b ′边与ab 边平行.若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W １表示沿平行于ab 的方向拉出过程中外力所做的功，W２表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则A.W １＝W ２B.W ２＝２W １C.W １＝２W ２D.W ２＝４W １图1-22.如图1-2甲所示.一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l =0.20 m ，电阻R =1.0 Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B =0.5 Ｔ的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F 与时间t 的关系如图1-2乙所示.求杆的质量m 和加速度a .精选例题图1-1［例1］如图1-3所示，已经充电的平行板电容器的极板相距为d ，在板上有个小孔，电容器固定在一绝缘底座上静置在光滑水平面上，总质量为M .有一质量为m 的带正电的铅丸对准小孔水平向左运动（重力不计），铅丸进入电容器后，距左板最小距离为d /2，此时电容器移动的距离________.命题意图：考查考生综合分析能力.B 级要求.错解分析：考生缺乏对整个物理过程的深入剖析，难以挖掘"带电铅丸与左板距离最小时速度相等"这一隐含条件，从而无法据动量守恒定律及动能定理切入求解.解题方法与技巧：设铅丸带电量为ｑ，初速度为v ０，电容器中场强为E .当铅丸进入电容器时，电容器中的电场对铅丸的电场力做功，使铅丸做匀减速运动，速度减小，而铅丸对电容器的作用力对电容器做功，电容器向左加速运动，速度增大，当铅丸离左极板距离为ｄ／２时，铅丸和极板共速，其速度为v ，电容器移动距离为ｓ，铅丸和电容器相互作用的过程中，系统水平方向动量守恒，即：mv ０＝（m ＋M ）v由动能定理得电场力对m 做的功为 －Ｅｑ·（ｓ＋2d ）＝21mv ２－21mv 0２电场力对M 做的功为Eqs ＝21Mv ２所以有 －Eq 2d ＝21（m ＋M ）v ２－21mv 0２所以ｓ＝mM m ·2d［例2］如图1-4所示，在竖直放置的两条平行光滑长导轨的上端，接有一个电容为C 、击穿电压为ＵB 的电容器，有一匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度为B .现在有一根质量为m 、长为L 的金属杆ｅf ，在t ＝０时以初速度v ０沿导轨下滑.问：金属杆ｅf 下滑多长时间电容器就被击穿?假设图中任何部分的电阻均可忽略不计.命题意图：考查考生综合分析能力及实际应用能力.B 级要求.错解分析：对题目中呈现的物理过程缺乏细致的综合分析，弄不清过程中充电电流、导体棒下滑加速度及充电电压三者间的逻辑制约关系，尤其找不到I=CBLa 这一问题切入点，使思路陷入绝境.解题方法与技巧：先分析金属杆的运动情况.由于电路中电阻忽略不计，所以电容器两图1-3图1-4端电压U C等于金属杆两端的感应电动势，即ＵC＝BLv ①在金属杆的运动方向上有mg－BLＩ＝mａ②②式中的I为电容器的充电电流，因此Ｉ＝ΔQ／Δt＝C·ΔＵC／Δt＝CBLΔv／Δt＝CBLａ③③式代入②式ａ＝mg／（m＋CB２L２）④④式表明金属杆做匀加速运动，因此t时刻的速度v t＝v０＋ａt＝v０＋［mgt／（m＋CB２L２）］⑤当电容器两端电压U C＝ＵB时，电容器被击穿，由①式可知此时速度v＝ＵB／BL ⑥⑥代入⑤可知当t＝（ＵB／BL－v０）（m＋CB２L２）mg时，电容器将被击穿.●锦囊妙计一、高考走势从历年高考试题可以观察到：1.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理解能力、推理能力、综合分析能力及运用数学知识解决物理问题的能力.2.命题在能力立意下，惯于物理情景的重组翻新，设问的巧妙变幻，即所谓旧题翻新，具有不回避重复的考查特点.3.综合能力考试更多地考虑学科内的综合，即考查学生对学科内不同部分、环节、要素之间内在联系的掌握程度，以及运用学科知识和方法，分析、解决实际问题的能力.学科内综合仍将成为近年综合测试的主题.因此，力、电综合问题，仍将是近年综合测试不可回避的命题热点，应引起足够的关注.二、力电综合类命题审题思路力电综合类题目以力和能量为主线，通过力学知识和电学知识的串接渗透作为背景，进行综合命题，其解题思路和解题步骤可以以“口诀”的形式加以理解记忆：画草图，想情景，选对象，建模型，分析状态和过程；找规律、列方程；检验结果行不行.1.画草图，想情景：审题是解题的首要环节，在全面审视题目的条件，解答要求的基础上，对题目的信息进行加工处理，画出示意图(包括受力分析图，运动情景图和轨迹图)，借助图示建立起清晰的物理情景.2.选对象，建模型：通过对整个题目的情景把握，选取研究对象，通过抽象、概括或类比等效的方法建立相应的物理模型，并对其进行全面的受力分析.如案例1，通过类比将铅丸与木板的作用转化为已有的"子弹击木块"模型，案例2将金属杆等效为电源模型，其电路等效为一个含电容器的电流回路模型，从而使解题思路显性化.3.分析状态和过程:对物体参与的全过程层层分析，对每一个中间过程的特点规律加以研究.分析挖掘相邻过程中的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:在对物理状态和物理过程深刻把握的基础上，寻找题设条件与所求未知物理量的联系，从力的观点或能量的观点，依物理规律(牛顿第二定律，能的转化与守恒，动量守恒定律等)列出方程求解.5.检验结果行不行:对题目的所求结果进行检验，并对其结果进行物理意义上的表述和讨论.此外，在解题过程中，要特别注意以下两点，第一：对物体受力分析要全面，切忌漏力，要时刻关注电场力(F＝qE)，安培力(F＝BＩl)，洛伦兹力（F＝ｑvB）在具体情景中随物体带电属性(电荷的正负)，运动状态(速度的大小和方向)的变化特点.第二，力学的规律普遍适于力电综合问题的求解.利用能量观点分析求解时，不再拘泥于机械能间转化，要总揽全局，站在更高的角度来分析能量间(机械能与电势能、磁场能、内能等)的转化途径与转化方向，从而列出能量转化和守恒方程.●歼灭难点训练1.如图1-5所示，方向水平的匀强电场E中，有一带电体P自O点竖直向上入射，它的初动能为ＥkＯ＝４Ｊ，当P上升至最高点M时，动能Ｅk m＝５Ｊ.那么，当它向下运动通过与O在同一水平线上的O′点时，其动能ＥkＯ′＝________Ｊ.2.如图1-6所示，均匀导线制成的金属环，垂直磁场方向放在磁感强度为１Ｔ的匀强磁场中，圆环总电阻为０.４Ω，另有一直导体OP长10ｃm，其电阻为0.1Ω，一端处于圆环圆心，另一端与圆环相接，金属转柄OQ的电阻为0.1Ω，它以１０转／ｓ的转速沿圆弧转动，求OP中电流的最小值是多少?方向如何?3.有一种质谱仪的结构如图1-7所示.带电粒子经过S１和S２之间的电场加速后，进入Ｐ１、Ｐ２之间的狭缝.Ｐ１、Ｐ２之间存在着互相正交的磁场B１和电场E，只有在这一区域内不图2-5图1-6改变运动方向的粒子才能顺利通过S ０上的狭缝，进入磁感应强度为B ２的匀强磁场区域后做匀速圆周运动，打在屏A ’A 上并发出亮光，记录下亮光所在的位置，量取狭缝到亮光的距离ｄ，即可测出带电粒子的荷质比为多少?4.有一个内阻及损耗均不计的直流发电机，其定子的磁场恒定，先把它的电枢线圈与一个电阻R 连接，再在电枢的转轴上缠绕足够长的轻绳，绳下端悬挂一个质量为m 的重物，如图21-8(ａ)所示，重物最后以v １速度匀速下降.现将一不计内阻、电动势为E 的电源接入电路，如图(ｂ)所示，悬挂重物不变，最后重物以v ２的速度匀速上升，求v ２等于多少?5.为了测量列车运行的速度和加速度大小，可采用如图1-9(ａ)所示的装置，它是由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋没在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(记录测量仪未画出).当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，据此求出列车在各位置的速度和加速度.图1-7图1-8如图21-9(ｂ)所示，假设磁体端部磁感应强度B ＝0.004Ｔ，且全部集中在端面范围内，与端面相垂直.磁体的宽度与线圈宽度相同且都很小，线圈匝数n ＝５，长为０.２ m ，电阻R ＝０.４ Ω(包括引出线的电阻)，测试记录下来的电流——位移图，如图21-9(ｃ)所示.试求列车经过线圈Ⅰ和Ⅱ时的速度及此区间的加速度.6.一段铜导线变成∏形，它的质量为m ，上面一段长为l ，处在很强的匀强磁场B 中，如图1-10所示.导线下面两端分别插在两只水银杯里，两杯水银与一带开关的内阻小的外电源连接.当S 一接通，导线便从水银杯里跳起，离开水银，导线上升高度为ｈ，求通过导线的电量.图1-9图1-10。
浅谈高考物理中力电综合问题的解决策略
浅谈高考物理中力电综合问题的解决策略四川省剑阁县开封中学（628300）近年,“3+综合”能力测试试题,遵守大纲要求,坚持了以"能力考查"为立意的命题原则,就其试题结构而言,主要是学科内的综合考查, 以力、电知识为载体的综合命题是科内综合的主要形式之一。
1力电综合问题的主要特点力学中的静力学、动力学、动量和冲量功和能等部分，与电学中的场和路有机结合，出现了涉及力学、电学知识的综合问题，主要表现为：带电体在场中的运动或静止通电导体在磁场中的运动或静止；交、直流电路中平行板电容器形成的电场中带电体的运动或静止；电磁感应提供电动势的闭合电路等问题。
这四类又可结合并衍生出多种多样的表现形式。
从历届高考中，力电综合如下特点：1.1由于气体大量被删除，力电综合问题不可避免地成为高考的命题热点。
1.2力、电综合命题多以带电离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理解、推理、综合分析及运用数学知识解决物理问题的能力。
1.3命题在能力立意下，惯于陈题出新、情景重组，设问巧妙变换，具有重复考查的特点。
1.4力电综合问题思路隐蔽，过程复杂，情景多变，难度较大。
1.5力电综合问题以内容的综合方式来划分，可分为“积木式”题型和“混合式”题型。
“积木式”——题目中以时间为序，包含着前后连贯的两个或两个以上的物理过程，各个过程都遵循本身的规律，前后过程之间又相互牵连。
“混合式”——题目中所描述的物理现象包含着几个同时出现的物理过程，它们交织在一起，互相联系，制约，影响。
它是以考查能力为核心，将某些物理知识围绕这个核心来编制成题。
2解决力电综合问题容易出现的失误2.1不能对带电体进行全面的受力分析，常出现漏力的情况，导致错误。
2.2分析带电体的运动时，不能具体问题具体分析，受思维定势的影响，套用重力场物体运动的经验主观臆断，导致错误。
2.3对力学中规律（牛顿第二定律，动量定理，动能定理，动量守恒定律等）在场中的适用性感到困惑，不能据带电粒子的受力及运动情况，灵活选择力学规律。
三 带电体的力电综合问题的分析方法
处在同一水平面上， 两细线与竖直方向间夹 ma>mb．将两细线同时剪断后，两 两细线同时剪断，则 A．两球都做匀变速运动 × B．两球下落时间相同 C ．落地时两球水平位移相同 × D．a 球落地时的速度小于 b 球落地时的速度 ( )
进入区域Ⅱ时电场力qE2>qE1=mg，即粒子受合力向上，匀减速 向下运动，速度减为零后向上加速。由于粒子在区域Ⅱ中的加 速度不变，由v2=2ax可知，达到电场区域分界线时，速度大小 恰为v0且向上返回区域Ⅰ中，在此区域中粒子受力平衡，匀速
向上运动，故本题选C。
作业、在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮 的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ =37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝
B
图8
4.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c, 已知质点的速率是递减的.关于b点电场强度E的方向,下列各 图所示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)( )
解析:因质点做减速运动,故其所受电场力F的方向与v的方向夹 角为钝角,又因为质点带负电荷,其所受电场力F与电场强度E方 向相反,故只有选项D正确,选项A、B、C错误. 答案:D
A.2.2×10-9 C C.6.2×10-9 C
【解析】选B。由题意可知，雨滴受到向上的电场力至少应与
重力相等，即qE=mg，
4 3 m V r ， 3
代入数据解得q=4.2×10-9 C，故本题选B。
高考模拟
2． 两根绝缘细线分别系住 a、 b 两个带电小球， 当两小球静止时， 设两球之间的库 并悬挂在 O 点，当两个小球静止时，它们
力电综合
有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN,无摩擦地冲上框
架,上升最大高度为h,在此过程中ab边产生的热量为Q, 求在金属棒运动过程中整个电路的最大热功率Pmax.
易错点实例分析
29.不能准确判断图象的变化产生的错误 【试题回放】 如图1(a)所示,面积为0.01 m2、电阻为0.1 Ω的正方形 导线框放在匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直.磁
2.如图5所示,矩形线圈长为L,宽为h,
电阻为R,质量为m,在空气中竖直下 落一段距离后(空气阻力不计),进入 一宽为h、磁感应强度为B的匀强磁 场中,线圈进入磁场时的动能为Ek1, 图5 穿出磁场时的动能为Ek2,这一过程中产生的焦耳热 为Q,线圈克服安培力做的功为W1,重力做的功为 W2,线圈重力势能的减少量为Δ Ep,则以下关系中 正确的是 ( )
图1 它与圆环始终保持良好的接触.当金属棒以恒定速
专题二 电磁感应中的动力学分析 导体切割磁感线运动时产生感应电流,使导体受
到安培力的作用,从而直接影响到导体的进一步运
动,这种情况我们可以对导体或线圈的受力情况、 运动情况进行动态分析.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
们之间的动摩擦因数为 ,且 ﹤tan . 重力加速度为g.
(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 时杆的加速度大小. 尝试解题
1 vm时,求此 3
(3)求金属杆从静止开始至达到最大速度时下降的高度.
专题三 运动
综合运用力学方法解决带电粒子在复合场中的
对于电荷在复合场(即重力场、电场、磁场并存的场)
3.分析状态和过程.对物体参与的全过程层层分析, 对每一个中间过程的特点规律加以研究,分析挖掘相邻
专题六 初中力电综合计算题解题规律与思维方法
专题六初中力电综合计算题解题规律与思维方法一、初中力电综合计算题概述解决力电综合计算题一般涉及到的物理公式包括速度公式、密度公式、重力公式、压强公式、浮力公式、机械功和功率、机械效率公式、电功公式、做功公式等；涉及到的物理规律有二力平衡条件、液体压强规律、阿基米德原理、杠杆平衡条件、欧姆定律、焦耳定律等。
二、初中力电综合计算题基本类型1.通过表格给出力学的、电学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学电学规律、公式进行解决问题；2.通过情境图给出力学的、电学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学电学规律、公式进行解决问题；3.通过原理图以及图像给出力学的、电学的一些数据，让学生分析有用的数据信息，结合力学电学规律、公式进行解决问题；三、初中力电综合计算题例题解析【例题1】小强同学利用学过的物理知识设计了一个拉力计，图甲是其原理图，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），定值电阻R0=5Ω，a b是一根长5 cm的均匀电阻丝，其阻值为25Ω，电源电压U=3V，电流表的量程0——0.6A，请回答：（1）小强在电路中连入R0的目的是。
（2）当拉环不受力时，滑片处与a端，闭合开关S后电流表的读数是多少？（3）已知该弹簧伸长的长度△L，与所受拉力F间的关系如图乙所示，通过计算说明，开关S闭合后，当电流表指针指在0.3A处时，作用在拉环上水平向右的拉力是多大？答案 :（1）保护电流表（2）0.1A（3）400N解析：（1）电路中必须接入R0，其目的是保护电流表．（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关S后电流表的读数应为I=0.1A．（3）当电流表读数为0.3A时，根据欧姆定律，可得R0两端的电压为U0=I1R0=0.3A×5Ω=1.5V，则R1两端的电压为：U1=U﹣U0=3V﹣1.5V=1.5V，故R1接入电路部分的电阻R1=5Ω，因电阻丝的电阻值与长度成正比，故可知弹簧被拉长的长度为△L=4cm，对照图乙，可知作用在拉环上的水平向右的拉力为F=400N．【例题2】两轮自平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱（如图所示）．下表是某型号两轮自平衡电动车的主要技术参数．整车质量20kg锂电池电压48V锂电池容量12A•h电动车额定电压48V电动机额定功率350W（1）图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强（g 取10N/kg）（2）若电动机以额定功率工作，求锂电池充足一次电最多可骑行的时间（精确到0.1）（3）锂电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶17.28km，求电动车工作的效率．答案：（1）地面受到的压强为6×104Pa；（2）锂电池充足一次电最多可骑行的时间为5924.6s；（3）电动车工作的效率为80%．解析：小景骑车时对地面的压力等于小景和电动车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道轮胎与地面的总接触面积，根据p=F/S求出地面受到的压强；由表格数据可知锂电池的电压和容量，根据W=UIt求出锂电池充足一次电储存的电能，根据P=W/t求出电动机以额定功率工作时最多可骑行的时间；电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，根据η=×100%求出电动车工作的效率．（1）小景骑车时对地面的压力：F=G总=（m车+m人）g=（20kg+40kg）×10N/kg=600N，地面受到的压强：p=F/S=600N /0.01m2=6×104Pa；（2）锂电池充足一次电储存的电能：W电=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×106J，由P=可得，最多可骑行的时间：t′==≈5924.6s；（3）电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力F=f=96N，牵引力做的功：W=Fs=96N ×17.28×103m=1.65888×106J ，电动车工作的效率：η=×100%=×100%=80%． 力电综合计算题达标训练题及其答案解析1.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。
电磁感应中的力电综合问题总结解析
电磁感应中的力电综合问题总结解析一、感应电流在磁场中所受的安培力1. 安培力是个容易变化的力，其大小和方向都可能随着速度而变化,安培力的大小:F=BIL= 2.安培力的方向判断(1) 用楞次定律判断,感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向 相反 .(2) 右手定则和左手定则相结合,先用 右手定则 确定感应电流方向,再用 左手定则 判断感应电流所受安培力的方向.3.安培力综合应用分析1）.由F= 知,v 变化时,F 变化,物体所受合外力变化,物体的加速度变化,因此可用牛顿运动定律进行动态分析.2）.在求某时刻速度时,可先根据受力情况确定该时刻的安培力,然后用上述公式进行求解.热点探究 对导体或线框的受力分析及运动分析此类问题中力现象和电磁现象相互联系,相互制约,解决问题首先要建立“动→电→动”的思维顺序,对导体棒或线框受力分析时，安培力是它们受到的其中一个力。
找准主动运动者, 分析导体棒的受力情况及导体棒运动，用法拉第电磁感应定律和楞次定律分析电动势大小和方向。
然后分析电路中电学参量的“反作用”,即分析由于导体棒受到安培力,对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析出导体棒的最终运动情况.22v BL E B L R R⋅=22B L v R线框的运动可分为进入磁场前、进入磁场中、完全进入磁场后三个阶段,分析每个阶段的受力,确定运动情况.运动的动态结构:这样周而复始的循环,循环结束时加速度等于零,导体达到平衡状态.从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律进行分析的基本方法是:受力分析→运动分析(确定运动过程和最终的稳定状态)→由牛顿第二定律列方程求解.特别提示1.对电学对象要画好必要的等效电路图. 根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源 .(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻 ,其余部分是外电路.（3）判断感应电流和电动势的方向,都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的.实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势,而内电路则相反.（4）在闭合电路中,“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于感应电动势.2.对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图.3.列出牛顿第二定律或平衡方程求解.1）牛顿第二定律一般式：F- F A =ma=m△v/△t2）在分析过程中要抓住a=0时速度v达到最大这一关键.方法一: F-F A =0方法二:Fv= F A v=E2/R=I2R二、电磁感应的能量转化导体棒或线框加速时，电流是变化的，不能直接用Q＝I2Rt求解（时间也无法确定），因而能用能量守恒的知识解决。
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有一匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度为B．现在有一
根质量为m、长为L的金属杆ｅf，在t＝０时以初速度v０沿
导轨下滑．问：金属杆ｅf下滑多长时间电容器就被击穿?假设图中任何部分的电阻均
可忽略不计．
命题意图：考查考生综合分析能力及实际应用能力．B级要求．
A．W１＝W２B．W２＝２W１
C．W１＝２W２D．W２＝４W１
图21-2
2．（★★★★）如图21-2甲所示．一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l=
0．20 m，电阻R=1．0Ω；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0．5Ｔ的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现在一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图21-2乙所示．求杆的质量m和加速度a．
在金属杆的运动方向上有
mg－BLＩ＝mａ②
②式中的I为电容器的充电电流，因此Ｉ＝ΔQ／Δt＝C·ΔＵC／Δt
＝CBLΔv／Δt＝CBLａ③
③式代入②式
ａ＝mg／（m＋CB２ห้องสมุดไป่ตู้２）④
④式表明金属杆做匀加速运动，因此t时刻的速度
vt＝v０＋ａt＝v０＋［mgt／（m＋CB２L２）］⑤
当电容器两端电压UC＝ＵB时，电容器被击穿，由①式可知此时速度
●难点磁场
1．（★★★）(2001年全国)如图21-1所示，虚线框abcd内为一
矩形匀强磁场区域，ab=2bc,磁场方向垂直于纸面；实线框
a′b′c′d′是一正方形导线框，a′b′边与ab边平行．若
将导线框匀速地拉离磁场区域，以W１表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的
功，W２表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功，则
ｄ／２时，铅丸和极板共速，其速度为v，电容器移动距离为ｓ，铅丸和电容器相互作用的过程中，系统水平方向动量守恒，即：
mv０＝（m＋M）v
由动能定理得电场力对m做的功为
－Ｅｑ·（ｓ＋ ）＝ mv２－ mv0２
电场力对M做的功为Eqs＝ Mv２
所以有－Eq ＝ （m＋M）v２－ mv0２
所以ｓ＝ ·
［例2］（★★★★★）如图21-4所示，在竖直放置的两条平行光滑
错解分析：对题目中呈现的物理过程缺乏细致的综合分析，弄不清过程中充电电流、导体棒下滑加速度及充电电压三者间的逻辑制约关系，尤其找不到I=CBLa这一问题切入点，使思路陷入绝境．
解题方法与技巧：先分析金属杆的运动情况．由于电路中电阻忽略不计，所以电容器两端电压UC等于金属杆两端的感应电动势，即ＵC＝BLv①
●案例探究
［例1］（★★★★）如图21-3所示，已经充电的平行板电容器的极
板相距为d，在板上有个小孔，电容器固定在一绝缘底座上静置在光滑水平面上，总质量为M．有一质量为m的带正电的铅丸对准小孔水平向左运动（重力不计），铅丸进入电容器后，距左板最小距离为d/2，此时电容器移动的距离________．
命题意图：考查考生综合分析能力．B级要求．
2．选对象，建模型：通过对整个题目的情景把握，选取研究对象，通过抽象、概括或类比等效的方法建立相应的物理模型，并对其进行全面的受力分析．如案例1，通过类比将铅丸与木板的作用转化为已有的"子弹击木块"模型，案例2将金属杆等效为电源模型，其电路等效为一个含电容器的电流回路模型，从而使解题思路显性化．
3．分析状态和过程:对物体参与的全过程层层分析，对每一个中间过程的特点规律加以研究．分析挖掘相邻过程中的临界状态和临界条件，寻找各阶段物理量的变化与联系．
二、力电综合类命题审题思路
力电综合类题目以力和能量为主线，通过力学知识和电学知识的串接渗透作为背景，进行综合命题，其解题思路和解题步骤可以以“口诀”的形式加以理解记忆：
画草图，想情景，
选对象，建模型，
分析状态和过程；
找规律、列方程；
检验结果行不行．
1．画草图，想情景：审题是解题的首要环节，在全面审视题目的条件，解答要求的基础上，对题目的信息进行加工处理，画出示意图(包括受力分析图，运动情景图和轨迹图)，借助图示建立起清晰的物理情景．
力、电综合问题思路分析
“3+X”综合能力测试就其试题结构而言，首先是学科内的综合考查．其次是学科间的综合．以力、电知识为载体的综合命题是科内综合的主要形式之一．
考生在力、电综合题的解答过程中，出现的失误突出表现为：（1）不能对带电体进行全面的受力情况分析，常出现漏力的情况，导致错误．（2）面对带电粒子在复合场中的运动，不能具体问题具体分析，受思维定势的影响，生搬硬套重力场中物体运动的规律导致错误．（3）对力学中规律（牛顿第二定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律等）在场中的适用性感到困惑，不能据带电粒子的受力及运动情况灵活选择力学规律求解．
v＝ＵB／BL⑥
⑥代入⑤可知当t＝（ＵB／BL－v０）（m＋CB２L２）mg时，电容器将被击穿．
●锦囊妙计
一、高考走势
从历年高考试题可以观察到：
1．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理解能力、推理能力、综合分析能力及运用数学知识解决物理问题的能力．2．命题在能力立意下，惯于物理情景的重组翻新，设问的巧妙变幻，即所谓旧题翻新，具有不回避重复的考查特点．3．综合能力考试更多地考虑学科内的综合，即考查学生对学科内不同部分、环节、要素之间内在联系的掌握程度，以及运用学科知识和方法，分析、解决实际问题的能力．学科内综合仍将成为近年综合测试的主题．因此，力、电综合问题，仍将是近年综合测试不可回避的命题热点，应引起足够的关注．
4．找规律、列方程:在对物理状态和物理过程深刻把握的基础上，寻找题设条件与所求未知物理量的联系，从力的观点或能量的观点，依物理规律(牛顿第二定律，能的转化与守恒，动量守恒定律等)列出方程求解．
错解分析：考生缺乏对整个物理过程的深入剖析，难以挖掘"带电铅丸与左板距离最小时速度相等"这一隐含条件，从而无法据动量守恒定律及动能定理切入求解．
解题方法与技巧：设铅丸带电量为ｑ，初速度为v０，电容器中场强为E．当铅丸进入电容器时，电容器中的电场对铅丸的电场力做功，使铅丸做匀减速运动，速度减小，而铅丸对电容器的作用力对电容器做功，电容器向左加速运动，速度增大，当铅丸离左极板距离为