2.整體法

(1)含義：所謂整體法就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程作為研究對(duì)象進(jìn)行分析研究的方法.

(2)運(yùn)用整體法解題的基本步驟：

①明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程.

②畫(huà)出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的示意圖.

③尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.

隔離法與整體法，不是相互對(duì)立的，一般問(wèn)題的求解中，隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運(yùn)用，相輔相成.所以，兩種方法的取舍，并無(wú)絕對(duì)的界限，必須具體分析，靈活運(yùn)用.無(wú)論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(即中間未知量的出現(xiàn)，如非待求的力，非待求的中間狀態(tài)或過(guò)程等)的出現(xiàn)為原則.

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

在分析和求解物理連接體命題時(shí)，首先遇到的關(guān)鍵之一，就是研究對(duì)象的選取問(wèn)題.其方法有兩種：一是隔離法，二是整體法.

1.隔離(體)法

(1)含義：所謂隔離(體)法就是將所研究的對(duì)象--包括物體、狀態(tài)和某些過(guò)程，從系統(tǒng)或全過(guò)程中隔離出來(lái)進(jìn)行研究的方法.

(2)運(yùn)用隔離法解題的基本步驟：

①明確研究對(duì)象或過(guò)程、狀態(tài)，選擇隔離對(duì)象.選擇原則是：一要包含待求量，二是所選隔離對(duì)象和所列方程數(shù)盡可能少.

②將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來(lái)；或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過(guò)程從運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中隔離出來(lái).

③對(duì)隔離出的研究對(duì)象、過(guò)程、狀態(tài)分析研究，畫(huà)出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖.

④尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解.

連接體的擬題在高考命題中由來(lái)已久，考查考生綜合分析能力，起初是多以平衡態(tài)下的連接體的題呈現(xiàn)在卷面上，隨著高考對(duì)能力要求的不斷提高，近幾年加強(qiáng)了對(duì)非平衡態(tài)下連接體的考查力度.

6.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放一個(gè)半徑r₀=50 cm的圓形導(dǎo)軌，上面擱有互相垂直的兩根導(dǎo)體棒，一起以角速度ω=10³ rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).圓導(dǎo)軌邊緣和兩棒中央通過(guò)電刷與外電路連接，若每根導(dǎo)體棒的有效電阻為R₀=0.8 Ω，外接電阻R=3.9 Ω，如所示，求：

(1)每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).

(2)當(dāng)電鍵S接通和斷開(kāi)時(shí)兩電表示數(shù)(假定R_V→∞，R_A→0).

5.如圖12-10所示，AB和CD是足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，其間距為l，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.AC端連有電阻值為R的電阻.若將一質(zhì)量M，垂直于導(dǎo)軌的金屬棒EF在距BD端s處由靜止釋放，在EF棒滑至底端前會(huì)有加速和勻速兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段.今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把EF棒從BD位置由靜止推至距BD端s處，突然撤去恒力F，棒EF最后又回到BD端.求：

(1)EF棒下滑過(guò)程中的最大速度.

(2)EF棒自BD端出發(fā)又回到BD端的整個(gè)過(guò)程中，有多少電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能(金屬棒、導(dǎo)軌的電阻均不計(jì))?

4.如圖12-9所示，放在絕緣水平面上的兩條平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ之間的寬度為l，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度值為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌左端接有電阻為R，其他電阻不計(jì)，導(dǎo)軌右端接有電容為C的電容器，長(zhǎng)為2l的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，其a端絞鏈在導(dǎo)軌PQ上，現(xiàn)將棒以角速度ω繞a點(diǎn)沿水平導(dǎo)軌平面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°角，求這個(gè)過(guò)程中通過(guò)R的總電量是多少?

3.如圖12-8所示，空間存在垂直于紙面的均勻磁場(chǎng)，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外，磁場(chǎng)方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.一半徑為b，電阻為R的圓形導(dǎo)線環(huán)放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合.在內(nèi)、外磁場(chǎng)同時(shí)由B均勻地減小到零的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線截面的電量Q=_________.

變換物理模型，是將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相比較，分析異同并從中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系，從而建立起熟悉模型與未知現(xiàn)象之間相互關(guān)系的一種特殊解題方法.巧妙地運(yùn)用“類(lèi)同”變換，“類(lèi)似”變換，“類(lèi)異”變換，可使復(fù)雜、陌生、抽象的問(wèn)題變成簡(jiǎn)單、熟悉、具體的題型，從而使問(wèn)題大為簡(jiǎn)化.

解決電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來(lái)啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問(wèn)題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì).其余部分相當(dāng)于外電路，并畫(huà)出等效電路圖.此時(shí)，處理問(wèn)題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓，但沒(méi)有電流流過(guò)，這類(lèi)似電源兩端有電勢(shì)差但沒(méi)有接入電路時(shí)，電流為零.

●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練

　1.在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、ef，其寬度為1 m，其下端與電動(dòng)勢(shì)為12 V、內(nèi)電阻為1 Ω的電源相接，質(zhì)量為0.1 kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑動(dòng)，如圖12-6所示，除電源內(nèi)阻外，其他一切電阻不計(jì)，g=10 m／s²，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

A.電源所做的功等于金屬棒重力勢(shì)能的增加

B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱

C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20 m／s

D.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2 A

2.兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不計(jì).斜面處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上.質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度.如圖12-7所示，在這過(guò)程中

A.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零

B.作用于金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和

C.恒力F與安培力的合力所做的功等于零

D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱

對(duì)電磁感應(yīng)電路的考查命題，常以學(xué)科內(nèi)綜合題目呈現(xiàn)，涉及電磁感應(yīng)定律、直流電路、功、動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，突出考查考生理解能力、分析綜合能力，尤其從實(shí)際問(wèn)題中抽象概括構(gòu)建物理模型的創(chuàng)新能力.

6.圖11-10所示，金屬棒ab質(zhì)量m=5 g，放在相距L=1 m的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T，方向豎直向上，電容器的電容C=2μF，電源電動(dòng)勢(shì)E＝16 V，導(dǎo)軌距地面高度h=0.8 m.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)先擲向1后，再擲向2，金屬棒被拋到水平距離s=6.4 cm的地面上，問(wèn)電容器兩端的電壓還有多大?