如果你从来都没有想过要在物理考试中拿到90分以上的高分, 那么这篇文章可能并没有办法为你提供太多实质性的帮助。这是因为物理这一学科的内在属性向来被大众视为高中阶段难度最大的一门课, 导致学生的成绩呈现出极其严重两极分化的情况。
具体表现就是, 一部分学生强得几乎能够逼近满分, 而另一部分学生则表现得相对逊色, 只能考取十几二十分的较低分数段。然而, 我从旁观者的角度完整地见证并参与了从后者成功蜕变为前者的整个过程。
正因如此, 我才具备这样的能力与信心去指导你完成类似的转型, 最终让你也成为那个能够取得高分的前者群体中的一员。
我原本是不打算讲物理知识的, 原因是第一点并非每个人都有学习到物理这门课程, 而且我要来整理这样一期充满干货的内容至少需要耗费长达30个小时的时间成本, 第二点是关于这些干货内容的本身它其实没有什么流量可言, 所以整体而言只能算得上是费力而不讨好的行为, 然而奈何我是有着非常严重的强迫症存在的, 当我看到你们的数学成绩都能够从最初的只有三四十分或者五六十分提升到了130分和140分的高水平时, 反观物理科目却依旧糟糕地留在那里而没有任何人来进行管理, 既然没有人来管这个局面那我索性就亲自来管了, 这里全部都是实实在在的高质量内容请大家无需犹豫赶紧点赞加收藏起来。
其实学好物理无非就两个字, 模型。
小模型仅仅只需要套用那些固定不变的公式就足够了。至于这些公式本身, 大家只需要把它们牢牢地记在心里就可以了。其实根本不需要去深究这些公式背后隐藏着什么具体的原理。
至于那些复杂的综合题目, 说白了无非就是由好几个大模块拆解成若干个小的模型组合而成罢了。我们这一期内容出来, 将会让你原本在处理单双杆问题时总是犯错丢分的情况得到彻底的改变。这样到了接下来的那次月考之中, 你就能够直接拿到满分的优秀成绩。
首先, 我们需要将其分成两类情况, 即单杆儿问题和双杆儿问题。针对单杆儿问题来讲, 总共有三种模型存在, 而针对于双杆儿问题而言, 则一共有四种模型构成。
单 杆 问 题
所谓单杆问题, 其分类主要包括电容型、电阻型和电源型。
一、电 阻 型
首先来说, 有一种类别是那种电阻型的, 而关于这个电阻型呢, 它其实还包含了两种不一样的考法。
（一）第一种情况叫做阻尼式单棒, 这种情形下并没有外力进来介入, 导体棒本身相当于就是一个电源, 安培力的作用是起一个阻尼的效果, 这个力会随着速度的变小而跟着变小, 因此加速度也会一点一点地减小, 所以它的运动特点表现为加速度慢慢减小的减速运动, 最终就达到了静止的状态。
关于它的变式, 实际上仅仅是存在两种情况而已, 这主要是取决于是否会产生摩擦作用, 以及磁场的方向是不是处于竖直的状态。
（二）第二类属于发电式单棒这一种情况。当有外力介入以后, 同样的导体棒依然相当于一个电源。此时安培力表现为阻力性质的作用。尽管存在这种情况, 但是如果外力进行了介入, 那么安培力会根据速度的增大而跟着增大。
与此同时, 加速度则会随着速度的增大而出现减小的现象。因此该情形的运动特点可以总结为一种加速度不断减小的加速运动过程。最终阶段发生在安培力逐渐增大到与外力大小完全相等的时候, 在这种特定条件下, 单棒最终能够达到匀速运动的状态。
（1）出现了两个极值的具体情况。
（2）当系统进入稳定状态以后, 我们可以观察到能量在发生转化时所遵循的必然规律。
（3）这个过程中存在三个主要的规律需要被注意到。
二、电 容 型
电容式单一立柱, 被归纳为三个种类:
（一）第一类属于外接电源型的情况, 外接的电源先去对电容器进行充电动作, 随后由电容器充当电源来释放能量, 在电容器实施放电操作的期间, 导体棒会在安培力的推动之下启动运动过程, 并且在运动的当中会产生一个用来阻碍放电过程的反向电动势, 这种情况会使得电路中的电流数值逐步减小, 直到把电流降低到零为止, 因此它的运动状态表现为加速度不断减小的加速过程, 最后达到匀速的状态, 但是在这个阶段, 电容器的带电量并非为零, 而是保持在某一个恒定数值的水平。
（二）第二种情形, 指的是仅包含一个电容器且没有外力作用的单杆问题。在这种情况下, 导体棒的作用相当于一个电源。因为安培力充当阻力, 所以导体棒会做减速运动。与此同时, 电容器处于放电状态。
当最终的电动势达到平衡时, 导体棒就转为匀速运动。因此, 它的运动轨迹表现为加速度逐渐减小的减速运动，最后变为匀速运动。不过, 要注意此时电容器仍然带有电量, 不为零。
（三）第三类情况涉及到的是电动式单棒这一装置, 此时外部力量会参与到系统中来, 并且导体棒扮演了发电端子的角色负责产生电能从而让电容器得到充电, 而在这个模型的设计里头最为关键的地方就是需要去计算加速度数值。
根据给出的这种关联情况, 我们可以一步步推算出加速度这个量是固定不变的, 这就意味着, 那根导体棒正在进行一种速度均匀增加的直线运动。
三、电 源 型
在单杆模型中, 第三类情况指的是电源型单杆。这类问题的处理相对而言比较简单。导体棒会做加速运动, 但是这个加速度会逐渐减小, 直到最终达到匀速行驶的状态为止。
这是一个关于双杆的问题。
关于双杆这类问题的情况, 主要可以被划分为四种类型, 这四种类型分别是无外力作用下的等距双杆、无外力作用下的不等距双杆, 以及有外力介入后的等距双杆, 最后是有外力介入后的不等距双杆。
一、在没有任何外力干扰的等距条件下使用双根杆子。
前杆充当电源, 后杆在安培力的作用下进行加速运动, 并且在运动过程中会产生反电动势。因为前杆在减速, 同时后杆在加速, 所以两者最终会达到共同速度, 之后的阶段就是做匀速直线运动, 这一段是运动的具体分析过程, 需要大家自己截图来做笔记。
两棒之间的相对速度逐渐减小, 这会导致感应电流随之变小, 进而使得安培力也变小。在这种受力变化的情况下, 前排的金属棒将会进行加速度不断减小的减速运动, 而后排的金属棒则会进行加速度不断减小的加速运动, 直到最后两棒达到相同的速度并保持匀速直线运动的状态。
（1）关于初始速度的给予办法是不一样的。
（2）第二种, 磁场的方向跟导轨之间不垂直。
（3）第三种情况是, 其中两个棒体都各自拥有初速度。
（4）关于第四个案例, 其具体情况是两个操作杆分别处于不同的磁场环境内部, 但是所采用的分析逻辑和方法与之前的状况是完全一致的。
二、不存在外力作用下, 两根棒之间的距离长短是不一样的。
第二类情况指的是没有外力作用下的不等距双棒, 其中长棒充当了电源, 短棒因为受到了安培力而开始运动。由于它的运动产生了反电动势, 直到两个电动势能互相抵消并达到平衡状态之际, 这两根棒的各自才会做匀速直线运动, 可是它们的速度并不相等。
根据我们现在的电流计算公式, 因为棒一的速度是在变慢的, 同时棒二的速度是在变快的, 所以在这个回路里面的电流数值是肯定会减小的。接着当这两个事情发展到最后阶段, 就是两根棒分别产生的那个电动势的大小最后是完全相等的时候, 这时候电流的数值就变成了零了, 整个系统也就到了最终的那个平衡状态上面去了。
三、有外力, 这种等距双杆的方式是被认可或者说在用的。
第三类的情况, 包括有外力作用的等距双杆系统。其中的两根杆棒相当于电源组成部分, 其中一根杆棒因为受到安培力的影响而发生运动。
整个运动过程被划分为两段, 在第一阶段中, 那根作为电源的杆棒正在进行加速度逐渐减小的加速运动, 同时另一根杆棒则进行加速度逐渐增大的加速运动, 直到两杆棒的加速度变得相等为止。此后, 两杆棒便一起做匀加速直线运动了。
（1）其中一种状况是指这两根棒子, 它们都受到了外界施加力量的影响。
（2）第二种情况指的是外力的供给予发生了变化, 不过这种情况丝毫不会对我们的分析步骤造成任何影响, 其整体的思考方向依旧保持不变。
四、有外力不等距双杆
现在咱们来看第四类情况, 这种情况下存在外力, 而且是一个不等距的双杆模型。其中的一根棒被用来充当电源, 而另一根棒则是因为受到了安培力的作用, 进而开始了加速运动的操作行为。
实际上, 这类问题的分析与之前所讲的分析思路是完全相同的。可以知道, 当回路里的电流保持恒定不变的状态时, 这两根棒都将在不同的速度下做匀加速的运动, 不过需要特别注意的一点是, 它们的加速度大小是不相同的。
以上就是单双杆的所有考法, 只要你把我刚刚讲到的所有模型全部记住搞懂, 接下来你的物理单双杆问题直接起飞, 你们班物理第一就是你的了。下课。