動態變化問題巧解例析
2012-04-29 00:00:00朱岳
中學教學參考·理科版 2012年1期
物理是一門理論性很強的學科，有眾多的概念和規律，所以學生感到物理難學。因此，課堂教學中，對概念規律進行適當
的總結、歸納，讓學生掌握相應的解題技巧和規律的非常必要的，由于篇幅所限，本文結合自身實踐，總結了一些動態變化問題的巧解，以求拋磚引玉之功。
處理動態變化問題的思想方法：抓住不變量，分析相關量。
動態變化問題通常有以下幾種情形：
一、力平衡問題中的動態變化
【例1】 如圖1所示，繩OA、OB等長，A點固定不動，將B 點沿圓弧向C點運動的過程中，繩OB中的張力將( )。
A.由大變小 B.由小變大
C.先變小后變大 D.先變大后變小
解析：如圖2，假設繩端在B′點，此時Ｏ點受到三力作用平衡：T B的大小方向不斷的變化（圖中T′B、T″B），但T的大小方向始終不變，TA 的方向不變而大小改變，封閉三角形關系始終成立。不難看出： 當TA與TB垂直時，TB取最小值，因此，答案選C。
點評：緊抓重力G，由變化的矢量三角形分析相關量。
二、電容器中的動態變化
【例2】 圖2所示的實驗裝置中，平行板電容器的極板B與一靈敏的靜電計相接，極板A接地。若極板A稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化作出平行板電容器電容變小的結論的依據是( )。
A.兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小
B.兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大
C.極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小
D.極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大
解析：本題中電容器與電源斷開，故Q幾乎不變（因板上電荷與靜電計指針間有微小的移動）。而SC =εS/4πkdU =Q/C，故正確選項為D。
點評：緊抓電量Q，由電容的定義式C=Q/U，電容的決定式C=εS/4πkd，勻強電場場強與電勢差關系E=U/d來解決相關問題。
三、閉合電路中動態變化
圖4
【例】 如圖4所示電路中，當滑動變阻器的滑片P向左移動時，各表（各電表內阻對電路的影響均不考慮）的示數如何變化？為什么？
解析：這是一個由局部變化而影響整體的閉合電路歐姆定律應用的動態分析問題。對于這類問題，可遵循以下步驟：（1）弄清楚外電路的串、并聯關系，分析外電路總電阻怎樣變化；（2）由I=ER+r確定閉合電路的電流強度如何變化；（3）由U=E-Ir確定路端電壓的變化情況；（4）用部分電路的歐姆定律U=IR及分流、分壓原理討論各部分電阻的電流、電壓變化情況。
當滑片P向左滑動，R3減小，即R總減小，根據I總＝ER總+r判斷總電流增大，A1示數增大。
路端電壓的判斷，由內而外，根據U=E-Ir知，路端電壓減小，V示數減小。
對R1，有U1=I總R1，所以U1增大，V1示數增大。
對并聯支路，U2＝U-U1，所以U2減小，V2示數減小。
對R2，有I2＝U2R2，所以I2減小，A2示數減小。
點評：緊抓不變量內阻r，由閉合電路的歐姆定律分析相關量。
要做到既能立足課本，打牢基礎，穩步提高，并且多總結歸納，發現更多的規律和技巧，那么付出的努力必會得到相應的回報。
(責任編輯 易志毅）
