崔繼峰 崔博勛
有些屬應(yīng)答式問題的回答,不用詳細(xì)的說(shuō)明推導(dǎo),只要采用言簡(jiǎn)意賅的說(shuō)明,就可以讓人滿意.
例題1萬(wàn)用表中的電池用久了,電動(dòng)勢(shì)有所減小.現(xiàn)用此表測(cè)量一電阻的阻值,先選擇好量程,再用調(diào)零電阻使表的指針歸零,測(cè)量電阻時(shí),表的指針在中值電阻附近,那么測(cè)出電阻的阻值相比準(zhǔn)確值(填偏大,不變,偏?。?
解析本題若應(yīng)用全電路歐姆定律來(lái)推導(dǎo)給出答案,則太過(guò)于繁復(fù),高射炮打蚊子,不值.若使用端值的方法解之就非常簡(jiǎn)明,解法如下,題目中講電動(dòng)勢(shì)有所減小,那就讓它減小到零,電動(dòng)勢(shì)等于零時(shí)指針指在歐姆表∞的位置,這值比準(zhǔn)確值一定大.所以本題中的空白處應(yīng)填寫上偏大.
也有屬于小計(jì)算或選擇式問題的解答,解法或有多種,選擇解法時(shí),應(yīng)盡量的篩選出直觀簡(jiǎn)單的解法,以求迅捷.
例題2如圖1示為甲、乙兩燈泡的I-U圖象.已知甲、乙兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓均為220 V,現(xiàn)根據(jù)所給圖象,計(jì)算甲、乙兩燈泡串聯(lián)在220 V的電路中時(shí),它們實(shí)際發(fā)光的功率各為多少?
解析由圖象可以發(fā)現(xiàn)兩只燈泡的電阻都隨電壓的增大而增大,是非線性電阻.現(xiàn)將兩只燈泡串聯(lián)在220 V的照明電路中,兩燈各分得的電壓之和為220 V,由于通過(guò)兩燈的電流相等,可以將圖象中的一條圖線在220 V電壓內(nèi)做180°的翻轉(zhuǎn),和另一條圖線相交,其交點(diǎn)即為兩燈在串聯(lián)狀態(tài)下的工作點(diǎn)(圖2),工作電流為0.14 A,乙燈分得的電壓為78 V,甲燈分得的電壓為142 V;所以
P乙=U1I1=78 V×0.14 A=10.92 W,
P甲=U2I2=142 V×0.14 A=19.88 W.
有些計(jì)算題目本身就有坐標(biāo)系的圖象信息,選擇解法的時(shí)候,容易受到了相應(yīng)的提示,但有些習(xí)題在給出時(shí)并沒有坐標(biāo)系的圖象,這時(shí)若能引入坐標(biāo)系來(lái)進(jìn)行解答,往往會(huì)收到一種迅捷的效果.
例題3圖3所示為四端十字形.二維電子氣半導(dǎo)體,當(dāng)電流從1端進(jìn)入時(shí),通過(guò)控制磁場(chǎng)的作用,可使電流從2,3或4端流出.對(duì)下面摸擬結(jié)構(gòu)的研究,有助于理解電流在上述四端十字形導(dǎo)體中的流動(dòng).
在圖4 中,a、b、c、d為四根半徑都為R的圓柱體的橫截面,彼此靠得很近,形成四個(gè)寬度極窄的狹縫1、2、3、4,在這些狹縫和四個(gè)圓柱所包圍的空間(設(shè)為真空)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面指向紙里.以B表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,在紙面內(nèi)以速度v0沿與a、b都相切的方向由縫1射人磁場(chǎng)內(nèi),設(shè)粒子與圓柱表面只發(fā)生一次碰撞,碰撞是彈性的,碰撞時(shí)間極短,且碰撞不改變粒子的電荷量,也不受摩擦力作用.試求B為何值時(shí),該粒子能從縫2處且沿與b、c都相切的方向射出.
解析本題若選用一般的思路,用幾何的方法確定圓心,計(jì)算半徑,再數(shù)理結(jié)合的進(jìn)行求解,不僅計(jì)算艱辛,且極易出現(xiàn)因作圖的失誤而無(wú)所斬獲.但若引入坐標(biāo)系用解析幾何的方法求解,則順暢快捷.
在圖中紙面內(nèi)取Oxy坐標(biāo)(如圖5),原點(diǎn)在狹縫1處,x軸過(guò)縫1和縫3.粒子從縫1進(jìn)入磁場(chǎng),在洛倫茲力作用下作圓周運(yùn)動(dòng),圓軌道在原點(diǎn)與x軸相切,故其圓心必在y軸上,若以r表示粒子圓的半徑,其圓心坐標(biāo)為(0,r).則圓方程為
x2+(y-r)2=r2.
根據(jù)題的要求和對(duì)稱性可知,粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)與d的柱面相碰于縫3、4間的圓弧中點(diǎn)處,碰撞處的坐標(biāo)為
凡看似棘手的問題,都藏有叫人嘆服的簡(jiǎn)便解法,只要肯于留意,借鑒,鉆研,必有思維的奇葩應(yīng)運(yùn)而生,堅(jiān)持此念,思維的空間定能花團(tuán)錦簇.