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例谈理想模型条件应用上的两类典型错误
发布时间:2017-12-06  信息发布人:管理员  

  写在前面:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略将要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。正因如此,理想模型是有一定的前提条件。在高中阶段我们学习的主要是理论物理,通常在教材编写、试题与练习命制都是按理想模型方法处理问题的,这样在处理问题时也就形成了一种思维定势:即研究的问题都是理想模型。而当我们遇到非理想模型时往往出错,这也就提醒我们在教学中对理想模型问题要多分析一步:当事实不满足理想模型条件时,实际结果比理想结果相比如何?怎样变换处理方法使事实还能满足理想模型的条件,还能继续应用理想模型。

  现实与理想的差距

  例1:(2011年浙江卷16题)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端与u=51sin314t V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是

  A.2.0 V       B.9.0 V       C. 12.7V       D.144.0 V

  分析:若按理想变压器电压变比关系很容易得到B选项。而此题不像其它变压器习题中都会明确强调是理想变压器,并且此题也是不能当作理想变压器来处理,图中装置连变压器模型最起码的要求铁芯要闭合都做不到,会存在很大的磁损,从而导致本装置的电压比比理想变压器电压比低的多,因而选择A。

  现实转变为理想

  例2:设想把质量为m的物体放到地球的中心,地球质量为M,半径为R,则物体与地球间的万有引力

  A.零            B.无穷大            C.GMm/R2        D.无法确定

  分析:万有引力定律适用的是质点间的相互作用力关系,两质点不存在在空间上的包容关系,而本题将物体放在地球球心,因此不能把地球整体当作质点而代入万有引力公式计算得到的万有引力为无穷大。在此,如果把地地球无限细化,每一部分都能当作质点,则关于球心对称部分的质点对球必物体的万有引力抵消,因而物体与地球间的总万有引力为零,选项A正确。