说起李自牧,这周四他去参加联赛了,上学期五六月份的时候他参加的预赛,通过了就在继续往下走。
等这次联赛评完奖,就得按排名组省队,接着参加决赛。
决赛决出名次,再根据分数取金牌的前六十名,组成国家集训队,进了队里,就能获得A大的保送。
庄洁本来问她有没有想法的,己辄休心想算了,她能自己考上,就不去占竞赛生的保送名额了。
而且就连李自牧也只是参加的玩一玩,保不齐什么时候就退了,二十七中有专门的竞赛生,他们的训练都很苦,咱业余的跟专业训练的比不了。
最近刚学完电磁,物理高老师专门印了电磁专练的卷子发给他们做。
一堆人围过来想问她题目。
“己辄休,这题你做了吗?”
“这题呢这题呢?”
“电磁真的好抽象啊,我到现在还是迷糊的。”
“就是就是,难死了。”
己辄休把自己做完的卷子拿给她们看,拽了张A4纸过来给她们分析。
“觉得难是正常的,因为它本身确实不够直观,原理普遍都是根据一些实验现象推理出来的,实验不好做,不好复现。得多找相关视频看,建立好物理图像会好理解一些。”
“我们现在这个电磁学其实就是套壳力学,本质上是电磁环境下的力学问题,还没有到真正去研究电磁场的本质,所以在学之前,得去好好补补动力学观点、能量观点和动量观点,把这几个搞清楚了,就会轻松很多。”
她边说边指了指卷子上两道题,“像这两道,套公式就可以了。”
“这个大题呢,做之前就得知道自己必须干的几件事儿,首先得明确这个杆做的什么运动,受的什么力,它的动量怎么列,能量怎么列,清楚明白之后题目才好做。”她指向一道导体棒切割磁感线的综合题。
“好,看题,‘用一个垂直杆水平向右的恒力F=9.0N拉这个金属杆ab,ab由静止开始运动’,好的,到这里,导体棒一旦运动起来,只要外力一拉,导体棒一运动,首先会产生一个什么力呢?”
“安、培力?”一个女生试探着回答。
“是的,很棒。”己辄休肯定道。
“不用伸手吗?”另一个女生问。
“不用的,只要在电磁感应里面,就是杆切割里面,安培力和杆的运动方向一定是相反的,所以这里肯定是向左的,然后这里还需要关注它是否有摩擦。”
己辄休边说,边在题目图甲上标注着受力。
“题目顺着看,这里,‘已知ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.7’,所以你就会发现这里是不是有一个向右的摩擦?”
“是的。”
“很好。”己辄休说,“它由静止动了之后,题目上又说——金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直,又给了电阻R上的电荷量q随时间t满足图乙,OA段是曲线,AB段为直线,然后问了123。”
“问题要求磁感应强度B和金属杆的最大速度。”
“说好的分析运动,我们刚才已经分析完它的受力了,当去拉这个物体,这个导体棒就是外力-安培力-摩擦力=ma,安培力还记得怎么展开吗?”
“BIL=B??L??V/R(总)。”一个女生回答。
己辄休将公式写下,“是的,从静止开始外力拉,速度也是一起在改变的,外力不变,摩擦力不变,速度增加是不是意味着安培力也在增加,两个不变的减增加,但加速度正在减小,所以这个导体棒在做什么运动?”
“加速度减小的加速。”
“嗯,所以临界条件是什么呢?”己辄休引导着她们说。
“就是……加速度减到零的时候,导体棒就是最大速度?”
己辄休弯弯眼,在纸上写着a=0,V(max),“挺棒的。”
她继续说:“运动已经列完了,问题一要求的是最大速度,我们刚分析完它的最大速度就是加速度等于零的时候,这就意味着F=F(安)+摩擦。”
“可以理解吗?”己辄休问。
几个人点点头,己辄休继续说:“那我们现在就是要解这个式子了,这个式子里面肯定有最大速度,怎么解呢?首先题目已经给了F是9N,这是不变的,现在就是要把摩擦力展开,它等于μmg,f(安)就是BIL。”
“式子里面现在,B不知道,电流I也不知道,电流在哪?在这儿,图乙,q和t的图像,斜率是谁,笔直是谁,是不是叫电流,这是电流的什么呢?”
“电流的、定义式……I=q/t,啊,原来是这样!”
“图像果然都不是白给的。”一个女生挠挠头,“用哪段儿啊。”
“笨蛋,肯定是AB段啊,题目都说是直线嘛。”旁边一个女生指给她看题目里的一段。
“噢噢知道了。”
“所以把数值套进去,算出的I是多少?”己辄休把纸往她们面前推,笔也放过去。
一个女生把笔拿过,开始算,最后算出是5A。
“没错,现在就可以把I带进这个式子,B就出来了。”己辄休拿笔圈了圈。
算出B=1T。
“基本数值都出来了,最大速度也就出来,电流I=电动势E/R(总),杆切割的电动势就是BLV/R(总),后面这个匀速的就是最大速度。”
己辄休写了个Vmax,“这部分思路我讲清楚了吗?”
“清楚啦!”大家纷纷点头。
“好,那我们现在继续第二问?”
“为什么刚才那个导体棒做的是加速运动?”一个女生突然问。
己辄休回答:“因为一个物体刚开始不动,然后用外力拉,它动了,那它做的一定是加速运动。”
“那AB段为什么是匀速的?”另一个女生也有些疑惑。
“因为那一段儿产生的电荷量q没有变,它是一条直线,电流是稳定的。”
“为什么匀速速度最大?”
“因为加速度减小的加速,加速度减减减直到零,然后它就不再加了,不就是最大了的吗?”