电流高考物理二轮复习学案：解题技巧篇 技巧1 巧用10大技巧法秒杀选择题

大技巧法秒杀选择题

比较排除法是通过对物理知识的理解对物理问题进行分析和计算或举反例的方法将明显错误或不合理的选项一一排除的方法。比较排除法主要用于选项中有相互矛盾、相互排斥或有完全肯定、完全否定的说法的选择题。总之比较选项寻找选项的关联是灵活掌握排除法的关键。

[例1] (多选)(2019·全国卷Ⅱ ·T21)如图两条光滑平行金属导轨固定所在平面与水平面夹角为θ 导轨电阻忽略不计。虚线ab、 cd均与导轨垂直在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时到MN离开磁场区域为止流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是( )

A B C D

1

[以题支招]

且由题意知MN刚进入磁场时与PQ刚进入磁场时速度相同。

情形1若MN刚进入磁场时 PQ已离开磁场区域则对MN 由mgsinθBIL及右手定则知通过PQ的电流大小不变方向相反故It图象如图A所示。

情形2若MN刚进入磁场时 PQ未离开磁场区域 由于两导体棒速度相等产生的电动势等大、反向故电流为0但两棒在重力作用下均加速直至PQ离开磁场此时MN为电源 由EBLv I BILmgsinθma知MN减速电流减小可能的It图象如图D所示。 ]

有些选择题选项的此时可在不违背题意的前提下选择一些能直接反映已知量和未知量数量关系的特殊值代入有关算式进行推算依据结果对选项进行判断。

[例2] (多选)(2017·全国卷Ⅰ ·T20)在一静止点电荷的电场中任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、 b、 c和d的电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra φa)标出其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、 c点移动到d点在相邻两点间移动的过程中电场力所做的功分别为Wa b、Wb c和Wc d。下列选项正确的是( )

AEa ∶Eb4∶ 1 BEc ∶Ed2∶ 1

CWab ∶Wbc3 ∶ 1 DWbc ∶Wcd1 ∶ 3

2

[以题支招] 此题要准确识图明确各点间距关系及电势关系借助特殊值代入法的特点。将图中涉及到的物理量(r φ)分别代入点电荷的场强公式及电场力做功与电势能关系的公式即可解决。

AC [由题图知 a、b、c、d四个点距点电荷的距离依次增大且rb2ra 由

E知Ea ∶Eb4 ∶ 1A对 rd2 rc  由E知Ec ∶Ed4 ∶ 1 B错在移动电荷的过程中电场力做的功与电势能的变化量大小相等则Wa b ∶Wb cq(φaφb) ∶q(φbφc)3 ∶ 1 C对Wb c ∶Wc dq(φbφc) ∶q(φcφd)1 ∶ 1 D错。]物理中体现极限思维极限法是把某个物理量推向极端从而做出科学的推理分析给出判断或导出一般结论。该方法一般适用于题干中所涉及的物理量随条件单调变化、连续变化的情况。微元法将研究过程或研究对象分解为众多细小的“微元” 只需分析这些“微元” 进行必要的数学方法或物理思想处理便可将问题解决。极限思维法在进行某些物理过程分析时具有独特作用使问题化难为易化繁为简做到事半功倍的效果。

[例3] (多选)(2016·全国卷Ⅱ ·T20)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时关于流过电阻R的电流下列说法正确的是( )

A若圆盘转动的角速度恒定则电流大小恒定

B若从上向下看圆盘顺时针转动则电流沿a到b的方向流动

C若圆盘转动方向不变角速度大小发生变化则电流方向可能发生变化

D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

[以题支招] 有些问题可能不容易直接求解但是当你将题目中的某物理量(或情境)推向极限时就可以对这些问题的选项是否合理进行分析和判断可使问题得到较为简单的处理。如本题可将铜圆盘无限分割看成由无数条金属棒切割磁感线分析一条金属棒转动切割即可。

3

AB [由右手定则知 圆盘按如题图所示的方向转动时感应电流沿a到b的方向流动 B对 由感应电动势EBl2ω知角速度恒定则感应电动势恒定电流大小恒定 A对角速度大小变化感应电动势大小变化但感应电流方向不变 C错若ω变为原来的2倍则感应电动势变为原来的2倍电流变为原来的2倍 由PI2R知电流在R上的热功率变为原来的4倍 D错。 ]

很多物理过程具有可逆性(如运动的可逆性、光路的可逆性)在沿着正向过程或思维(由前到后或由因到果)分析受阻时有时“反其道而行之” 沿着逆向过程或思维(由后到前或由果到因)来思考常常可以化难为易、出奇制胜。

[例4] (2019·全国卷Ⅰ ·T18)如图篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个所用的时间为t1 第四个所用的时间为t2。不计空气阻力则满足( )

A 1<<2 B 2<<3

C 3<<4 D 4<<5

[以题支招] 本题情境为运动员做竖直上抛运动如果考生直接计算计算过程会相当复杂。如果考生用逆向思维将竖直上抛运动等效为逆向的自由落体运动则计算过程会变得简单很多。

C [本题应用逆向思维求解即运动员的竖直上抛运动可等同于从一定高度处开始的自由落体运动所以第四个所用的时间为t2第一个所用的时间为t1 因此有2即3<<4选项C正确。 ]

物理解题中的对称法就是从对称性的角度去分析物理过程利用对称性解决物理问题的方法。应用这种对称性可以帮助我们直接抓住问题的实质避免复杂的数学演算和推导快速解题。

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[例5] (多选)(2018·全国卷Ⅱ ·T20)如图纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、 L2 L1中的电流方向向左L2中的电流方向向上L1的正上方有a、b两点它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中外磁场的磁感应强度大小为B0 方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0 方向也垂直于纸面向外。则( )

A流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

B流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

C流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

D流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

[以题支招] 此题可敏锐地抓住a、 b两点均在L1上方且关于L2对称利用对称性可判断两电流在a、 b两点的磁感应强度大小分别相等。再辅以作图可快速解答本题。

AC [原磁场、电流的磁场方向如图所示 由题意 知

或采用等效转换法将陌生的情境转换成我们熟悉的情境进而快速求解的方法。高中物理中常用物理模型等效转换、参考系等效转换、研究对象等效转换、物理过程等效转换、受力情况等效转换等。

[例6] (多选)(2019·全国卷Ⅲ·T19)如图方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨两相同的光滑导体棒ab、 cd静止在导轨上。 t0时棒ab以初速度v0向右滑动。运动过程中 ab、 cd始终与导轨垂直并接触良好两者速度分别用v1、 v2表示回路中的电流用I表示。下列图象中可能正确的是( )

5

A B

[以题支招] 本题可等效转化为碰撞中的完全非弹性碰撞模型根据受力得出两导体棒的速度变化情况根据两棒的速度关系结合法拉第电磁感应定律和电路问题判断产生的感应电动势的变化情况从而得出回路中感应电流的变化情况。

AC [棒ab以初速度v0向右滑动切割磁感线产生感应电动势使整个回路中产生感应电流判断可知棒ab受到方向与v0方向相反的安培力的作用而做变减速运动棒cd受到方向与v0方向相同的安培力的作用而做变加速运动它们之间的速度差Δvv1v2逐渐减小整个系统产生的感应电动势逐渐减小 回路中感应电流逐渐减小最后变为零即最终棒ab和棒cd的速度相同 v1v2两相同的光滑导体棒ab、 cd组成的系统在足够长的平行金属导轨上运动时不受外力作用 由动量守恒定律有mv0mv1mv2解得v1v2选项A、 C均正确 B、D均错误。 ]

物理图象是将抽象物能从整体上反映出两个或两个以上物理量的定性或定量关系利用图象纵、横坐标的物理意义以及图线中的“点”“线”“斜率”“截距”和“面积”等方面寻找解题的突破口。利用图象解题不但快速、准确能避免繁杂的运算还能解决一些用一般计算方法无法解决的问题。

[例7] (多选)(2019·全国卷Ⅱ ·T19)如图(a) 在跳台滑雪比赛中运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳每次都从离开跳台开始计时用v表示他在竖直方向的速度其vt图象如图(b)所示 t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻。则(

6

)

A第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小

B第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大

C第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大

D竖直方向速度大小为v1时第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大

[以题支招]

下落距离大于第一次下落距离所以A错误 由于第二次竖直方向下落距离大位移方向相同故第二次水平方向位移大故B正确 由vt图象斜率知第一次大、第二次小斜率越大加速度越大或由可知a1>a2故C错误 由图象斜率速度为v1时第一次图象斜率大第二次图象斜率小故a1>a2 由Gfyma可知fy1<fy2故D正确。 ]

所谓类比分析法分析它们的相同或相似之处、相互的联系或所遵循的规律然后根据它们在某些方面有相同或相似的属性进一步推断它们在其他方面也可能有相同或相似的属性的一种思维方法。在处理一些物理背景很新颖的题目时可以尝试着使用这种方法。

[例8] (2017·全国卷Ⅲ·T18)如图在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置两者之间的距离为l。在两导

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线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。如果让P中的电流反向、其他条件不变则a点处磁感应强度的大小为( )

A 0 BB0

CB0 D 2B0

[以题支招] 解答此题可类比等量异种点电荷连线中垂线上场强的叠加求解方法解决P、Q两通电直导线在a点磁感应强度的叠加 问题可迎刃而解。

C [导线P和Q中电流I均向里时设其在a点产生的磁感应强度大小BPBQB1 如图所示则其夹角为60°它们在a点的合磁场的磁感应强度平行于PQ向右、大小为B1。

甲 乙

又根据题意Ba0则B0B1 且B0平行于PQ向左。若P中电流反向则BP反向、大小不变 BQ和BP大小不变夹角为120°合磁场的磁感应强度大小为B′1B1(方向垂直PQ向上、与B0垂直) a点合磁场的磁感应强度BB0则A、 B、D项均错误 C项正确。 ]

“二级结论”是由基本规律和基本公式导出的推论。熟记并巧用一些“二级结论”可以使思维过程简化节约解题时间。非常实用的二级结论有 (1)等时圆规律。

(2)平抛运动速度的反向延长线过水平位移的中点。 (3)不同质量和电荷量的同性带电粒子由静止相继经过同一加速电场和偏转电场轨迹重合。 (4)直流电路中动态分析的“串反并同”结论。(5)平行通电导线 同向相吸异向相斥。(6)带电平行板电容器与电源断开改变极板间距离不影响极板间匀强电场的电场强度等。

[例9] (2019·全国卷Ⅲ·T15)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动它们的向心加速度大小分别为a金、 a地、 a火 它们沿轨道运行

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的速率分别为v金、 v地、 v火。已知它们的轨道半径R金R地R火 由此可以判定( )

A a金a地a火 B a火a地a金

C v地v火v金 D v火v地v金

[以题支招] 几个星球(包括人造卫星)围绕同一中心天体做匀速圆周运动时利用“越高越慢(高轨低速)”快速判断求解。

A [行星绕太阳做圆周运动时 由牛顿第二定律和圆周运动知识 由Gma得向心加速度a

由Gm得速度v

由于R金<R地<R火

所以a金>a地>a火 v金>v地>v火选项A正确。 ]

物理模型是一模型思维法是利用抽象化、理想化、简化、类比等手段突出主要因素忽略次要因素把研究对象的物理本质特征抽象出来从而研究、处理物理问题的一种思维方法。

[例10] (2017·全国卷Ⅱ ·T18)如图虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场P为磁场边界上的一点大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1 这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上若粒子射入速率为v2 相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用则v2 ∶ v1为( )

A ∶ 2 B ∶ 1

C ∶ 1 D 3 ∶

[以题支招] 本题中粒子源发出的粒子射向各个方向 由于同一速率的粒子在同一磁场中做圆周运动时的轨迹圆的半径相同 因此可用旋转圆的方法找出临界条件 由临界条件确定几何关系求出粒子做圆周运动的半径再由半径公式确定速度的关系。

C [由于是相同的粒子粒子进