《高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 專題講座九 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用(二)課件 教科版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 電磁感應(yīng) 專題講座九 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用(二)課件 教科版（49頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題講座九電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用專題講座九電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用( (二二) )核心探究核心探究演練提升演練提升 核心探究核心探究 分類探究分類探究各個(gè)擊破各個(gè)擊破考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題1.1.能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)(1)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化(2)(2)求解焦耳熱求解焦耳熱Q Q的三種方法的三種方法2.2.解題的一般步驟解題的一般步驟(1)(1)確定研究對(duì)象確定研究對(duì)象( (導(dǎo)體棒或回路導(dǎo)體棒或回路););(2)(2)弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中, ,哪些力做功哪些力做功, ,哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化; ;(3)(3)根

2、據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律列式求解根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律列式求解. .【典例典例1 1】 (2016(2016浙江卷浙江卷,24),24)小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡(jiǎn)化裝置如圖所示小明設(shè)計(jì)的電磁健身器的簡(jiǎn)化裝置如圖所示, ,兩根兩根平行金屬導(dǎo)軌相距平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50 m,l=0.50 m,傾角傾角=53=53, ,導(dǎo)軌上端串接一個(gè)導(dǎo)軌上端串接一個(gè)R=0.05 R=0.05 的電阻的電阻. .在導(dǎo)軌間長(zhǎng)在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d=0.56 md=0.56 m的區(qū)域內(nèi)的區(qū)域內(nèi), ,存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B=2.0 T.B=2.0 T

3、.質(zhì)量質(zhì)量m=4.0 kgm=4.0 kg的金屬棒的金屬棒CDCD水平置于導(dǎo)軌上水平置于導(dǎo)軌上, ,用絕緣繩索通過(guò)定滑用絕緣繩索通過(guò)定滑輪與拉桿輪與拉桿GHGH相連相連.CD.CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相距棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相距s=0.24 m.s=0.24 m.一位健身一位健身者用恒力者用恒力F=80 NF=80 N拉動(dòng)拉動(dòng)GHGH桿桿,CD,CD棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)棒由靜止開始運(yùn)動(dòng), ,上升過(guò)程中上升過(guò)程中CDCD棒始終保持與導(dǎo)棒始終保持與導(dǎo)軌垂直軌垂直. .當(dāng)當(dāng)CDCD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)健身者松手棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)健身者松手, ,觸發(fā)恢復(fù)裝置使觸發(fā)恢復(fù)裝置使CDCD棒回到

4、初始位棒回到初始位置置( (重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2,sin 53,sin 53=0.8,=0.8,不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩不計(jì)其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量索的質(zhì)量).).求求(1)CD(1)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度v v的大小的大小; ;核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (1) (1)健身者用恒力拉桿所做的功用健身者用恒力拉桿所做的功用W=W=FxFx求得求得.CD.CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前重力和拉力做功前重力和拉力做功. .答案答案: :(1)2.4 (1)2.4 m/sm/s(2)CD(2)CD棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培

5、力F FA A的大小的大小; ;核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (2) (2)確定確定CDCD棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì). .答案答案: :(2)48 N(2)48 N(3)(3)在拉升在拉升CDCD棒的過(guò)程中棒的過(guò)程中, ,健身者所做的功健身者所做的功W W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.Q.核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥 (3) (3)由功能關(guān)系或焦耳定律求焦耳熱由功能關(guān)系或焦耳定律求焦耳熱. .答案答案: :(3)64 J(3)64 J26.8826.88方法技巧方法技巧 求解電能應(yīng)分清兩類情況求解電能應(yīng)分清兩類情況(1)(1)若回路中電流恒定若回路中電流恒定, ,可以利用電路結(jié)構(gòu)及可以利用電

6、路結(jié)構(gòu)及W=W=UItUIt或或Q=IQ=I2 2RtRt直接進(jìn)行計(jì)算直接進(jìn)行計(jì)算. .(2)(2)若電流變化若電流變化, ,則利用安培力做的功求解則利用安培力做的功求解: :電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功安培力所做的功; ;利用能量守恒求解利用能量守恒求解: :若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化, ,則機(jī)械能則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能的減少量等于產(chǎn)生的電能. .利用功能關(guān)系求解利用功能關(guān)系求解: :若除重力、安培力做功外若除重力、安培力做功外, ,還還有其他力做功有其他力做功, ,則其他力做功等于增加的機(jī)械能和電能則其他力做功等于增加

7、的機(jī)械能和電能. .多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練BCBC1.1. 用能量守恒求焦耳熱用能量守恒求焦耳熱 ( (多選多選) )兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)水平面內(nèi), ,兩導(dǎo)軌間的距離為兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),L,導(dǎo)軌上面橫放著兩根質(zhì)量均為導(dǎo)軌上面橫放著兩根質(zhì)量均為m,m,電阻均為電阻均為R(R(其余部分電阻不計(jì)其余部分電阻不計(jì)) )的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab和和cdcd, ,構(gòu)成矩形回路構(gòu)成矩形回路. .在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,如圖所示如圖所示, ,設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)

8、軌設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑行無(wú)摩擦滑行. .開始時(shí)開始時(shí), ,棒棒cdcd靜止靜止, ,棒棒abab有指向棒有指向棒cdcd的初速度的初速度v v0 0, ,若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不接觸動(dòng)過(guò)程中始終不接觸, ,則則( ( ) )A.A.棒棒ab,cdab,cd在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,回路中一定有感應(yīng)電流回路中一定有感應(yīng)電流B.B.當(dāng)棒當(dāng)棒ab,cdab,cd的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后, ,棒棒ab,cdab,cd有共同速度有共同速度v=v=C.C.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,產(chǎn)生的焦耳熱最多為產(chǎn)生的焦耳熱最多為Q=Q=D.D.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,安培力對(duì)棒

9、安培力對(duì)棒cdcd做的功數(shù)值上等于回路中的電能做的功數(shù)值上等于回路中的電能02v204mv2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826224 58826224 用功能關(guān)系求焦耳熱用功能關(guān)系求焦耳熱 用密度為用密度為d d、電阻率為、電阻率為粗細(xì)均粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線制成兩個(gè)閉合正方形線框勻的金屬導(dǎo)線制成兩個(gè)閉合正方形線框M M和和N,N,邊長(zhǎng)均為邊長(zhǎng)均為L(zhǎng).L.線框線框M,NM,N的導(dǎo)線橫截的導(dǎo)線橫截面積分別為面積分別為S S1 1,S,S2 2,S,S1 1SS2 2, ,如圖所示如圖所示. .均強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間均強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間, ,磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為強(qiáng)度大小為B,B,其他地方的

10、磁場(chǎng)忽略不計(jì)其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì). .金屬線框金屬線框M M水平放在磁場(chǎng)上邊界的狹水平放在磁場(chǎng)上邊界的狹縫間縫間, ,線框平面與磁場(chǎng)方向平行線框平面與磁場(chǎng)方向平行, ,開始運(yùn)動(dòng)時(shí)可認(rèn)為開始運(yùn)動(dòng)時(shí)可認(rèn)為M M的的aaaa邊和邊和bbbb邊都處邊都處在磁場(chǎng)中在磁場(chǎng)中. .線框線框N N在線框在線框M M的正上方的正上方, ,與線框與線框M M相距為相距為h,h,兩線框均從靜止開始同兩線框均從靜止開始同時(shí)釋放時(shí)釋放, ,其平面在下落過(guò)程中保持水平其平面在下落過(guò)程中保持水平, ,設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng)設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在豎直方向足夠長(zhǎng), ,不計(jì)不計(jì)空氣阻力及兩線框間的相互作用空氣阻力及兩線框間的相互作用

11、. .(1)(1)求線框求線框N N剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小; ;(2)(2)在下落過(guò)程中在下落過(guò)程中, ,若線框若線框N N恰能追上線框恰能追上線框M.M.追上時(shí)線框追上時(shí)線框M M下落高度為下落高度為H,H,追上追上線框線框M M之前線框之前線框N N一直做減速運(yùn)動(dòng)一直做減速運(yùn)動(dòng), ,求該過(guò)程中線框求該過(guò)程中線框N N產(chǎn)生的焦耳熱產(chǎn)生的焦耳熱; ;(3)(3)若將線框若將線框M,NM,N均由磁場(chǎng)上邊界處先后釋放均由磁場(chǎng)上邊界處先后釋放, ,釋放的時(shí)間間隔為釋放的時(shí)間間隔為t,t,計(jì)算兩線計(jì)算兩線框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大距離框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大距離. .考點(diǎn)二

12、電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問(wèn)題考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的動(dòng)量問(wèn)題電磁感應(yīng)問(wèn)題往往涉及牛頓定律、動(dòng)量守恒、能量守恒、電路的分析和計(jì)算電磁感應(yīng)問(wèn)題往往涉及牛頓定律、動(dòng)量守恒、能量守恒、電路的分析和計(jì)算等許多方面的物理知識(shí)等許多方面的物理知識(shí), ,試題常見的形式是導(dǎo)體棒切割磁感線試題常見的形式是導(dǎo)體棒切割磁感線, ,產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流, ,從而使導(dǎo)體棒受到安培力作用從而使導(dǎo)體棒受到安培力作用. .導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的形式有勻速、勻變速和非勻變速導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的形式有勻速、勻變速和非勻變速3 3種種, ,對(duì)前兩種情況對(duì)前兩種情況, ,容易想到用牛頓定律求解容易想到用牛頓定律求解, ,對(duì)后一種情況一般要用能量守對(duì)后一種情況一般

13、要用能量守恒和動(dòng)量守恒定律求解恒和動(dòng)量守恒定律求解, ,但當(dāng)安培力變化但當(dāng)安培力變化, ,且又涉及位移、速度、電荷量等問(wèn)且又涉及位移、速度、電荷量等問(wèn)題時(shí)題時(shí), ,用動(dòng)量定理求解往往能巧妙解決用動(dòng)量定理求解往往能巧妙解決. .【典例典例2 2】 (2017(2017濰坊二模濰坊二模) )如圖所示如圖所示, ,固定于水平面的兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金固定于水平面的兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌屬導(dǎo)軌PMN,PMN,PMN,PMN,由傾斜和水平兩部分在由傾斜和水平兩部分在M,MM,M處平滑連接組成處平滑連接組成, ,導(dǎo)軌間導(dǎo)軌間距距L=1 m,L=1 m,水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平部分處于豎直向上

14、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T.B=1 T.金屬棒金屬棒a,ba,b垂直于傾斜導(dǎo)軌放置垂直于傾斜導(dǎo)軌放置, ,質(zhì)量均為質(zhì)量均為m=0.2 m=0.2 kg,akg,a的電阻的電阻R R1 1=1 =1 ,b,b的電阻的電阻R R2 2=3 ,=3 ,a,ba,b長(zhǎng)度均為長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=1 m,L=1 m,棒棒a a距水平面的高度距水平面的高度h h1 1=0.45 m,=0.45 m,棒棒b b距水平面的高度為距水平面的高度為h h2 2(h(h2 2hh1 1););保持保持b b棒靜止棒靜止, ,由靜止釋放由靜止釋放a a棒棒,a,a棒到達(dá)磁場(chǎng)中棒到達(dá)磁場(chǎng)中OOOO停止運(yùn)動(dòng)后

15、再由停止運(yùn)動(dòng)后再由靜止釋放靜止釋放b b棒棒, ,a,ba,b與導(dǎo)軌接觸良好且導(dǎo)軌電阻不計(jì)與導(dǎo)軌接觸良好且導(dǎo)軌電阻不計(jì), ,重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2. .【審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)】 (1)(1)求求a a棒進(jìn)入磁場(chǎng)棒進(jìn)入磁場(chǎng)MMMM時(shí)加速度的大小時(shí)加速度的大小; ;答案答案: :(1)3.75 m/s(1)3.75 m/s2 2(2)a(2)a棒從釋放到棒從釋放到OOOO的過(guò)程中的過(guò)程中, ,求求b b棒產(chǎn)生的焦耳熱棒產(chǎn)生的焦耳熱; ;答案答案: :(2)0.675 J (2)0.675 J (3)(3)若若MM,OOMM,OO間的距離間的距離x=2.4 x=2.4

16、 m,bm,b棒進(jìn)入磁場(chǎng)后棒進(jìn)入磁場(chǎng)后, ,恰好未與恰好未與a a棒相碰棒相碰, ,求求h h2 2的值的值. .答案答案: :(3)1.8 m(3)1.8 m反思總結(jié)反思總結(jié) 動(dòng)量在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用技巧動(dòng)量在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用技巧(2)(2)電磁感應(yīng)中對(duì)于雙桿切割磁感線運(yùn)動(dòng)電磁感應(yīng)中對(duì)于雙桿切割磁感線運(yùn)動(dòng), ,若雙桿系統(tǒng)所受合外力為零若雙桿系統(tǒng)所受合外力為零, ,運(yùn)用運(yùn)用動(dòng)量守恒定律結(jié)合能量守恒定律可求解與能量有關(guān)的問(wèn)題動(dòng)量守恒定律結(jié)合能量守恒定律可求解與能量有關(guān)的問(wèn)題. .多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1. 動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒結(jié)合 (2018(2018成都模擬成都模擬) )如圖所

17、示如圖所示, ,水平面上固定著兩水平面上固定著兩根相距根相距L L且電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌且電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌, ,導(dǎo)軌處于方向豎直向下、磁感導(dǎo)軌處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,銅棒銅棒a,ba,b的長(zhǎng)度均等于兩導(dǎo)軌的間距、電阻均為的長(zhǎng)度均等于兩導(dǎo)軌的間距、電阻均為R R、質(zhì)量均為質(zhì)量均為m,m,銅棒平行地靜止在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好銅棒平行地靜止在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好. .現(xiàn)給銅棒現(xiàn)給銅棒a a一個(gè)平行一個(gè)平行導(dǎo)軌向右的瞬時(shí)沖量導(dǎo)軌向右的瞬時(shí)沖量I,I,關(guān)于此后的過(guò)程關(guān)于此后的過(guò)程, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( )

18、 )B B2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826225 58826225 動(dòng)量定理和能量守恒結(jié)合動(dòng)量定理和能量守恒結(jié)合 (2018(2018江西九江模擬江西九江模擬) )如圖所如圖所示示, ,光滑水平面停放一小車光滑水平面停放一小車, ,車上固定一邊長(zhǎng)為車上固定一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5 L=0.5 m m的正方形金屬線框的正方形金屬線框abcd,abcd,金屬框的總電阻金屬框的總電阻R R=0.25 =0.25 ,小車與金屬框的總質(zhì)量小車與金屬框的總質(zhì)量m m=0.5 =0.5 kg.kg.在小車的右側(cè)在小車的右側(cè), ,有一寬度大于金屬線框邊長(zhǎng)有一寬度大于金屬線框邊長(zhǎng), ,具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)具有理想邊

19、界的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B= =1.0 1.0 T,T,方向水平且與線框平面垂直方向水平且與線框平面垂直. .現(xiàn)給小車一水平速度使其向右運(yùn)動(dòng)并能穿現(xiàn)給小車一水平速度使其向右運(yùn)動(dòng)并能穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)磁場(chǎng), ,當(dāng)車上線框的當(dāng)車上線框的abab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), ,測(cè)得小車加速度測(cè)得小車加速度a a=10 m/s=10 m/s2 2. .求求: :(1)(1)金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)金屬框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), ,小車的速度為多大小車的速度為多大? ?答案答案: :(1)5 (1)5 m/sm/s解析解析: :(1)(1)設(shè)小車初速度為設(shè)小車初速度為v v0 0, ,則線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)則線

20、框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), ,abab邊由于切割磁感線邊由于切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=BLvE=BLv0 0回路中的電流回路中的電流I=V,I=V,根據(jù)牛頓定律根據(jù)牛頓定律BIL=maBIL=ma由以上三式可解得由以上三式可解得v v0 0=5 =5 m/sm/s. .(2)(2)從金屬框剛要進(jìn)入磁場(chǎng)開始從金屬框剛要進(jìn)入磁場(chǎng)開始, ,到其完全離開磁場(chǎng)到其完全離開磁場(chǎng), ,線框中產(chǎn)生的焦耳熱為線框中產(chǎn)生的焦耳熱為多少多少? ?答案答案: :(2)4.0 J(2)4.0 J考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的“桿桿+ +導(dǎo)軌導(dǎo)軌”模型模型桿桿PQPQ突然向右運(yùn)動(dòng)突然向右運(yùn)動(dòng)瞬間瞬間, ,確定

21、確定PQRSPQRS和和T T中感應(yīng)電流方向中感應(yīng)電流方向金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止下滑下滑, ,求電容器電荷量求電容器電荷量與棒速度大小關(guān)系與棒速度大小關(guān)系; ;棒棒速度與時(shí)間關(guān)系速度與時(shí)間關(guān)系矩形區(qū)域磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)矩形區(qū)域磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng), ,金金屬桿相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)屬桿相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng), ,求求磁場(chǎng)右邊、左邊掃過(guò)磁場(chǎng)右邊、左邊掃過(guò)金屬桿時(shí)電流大小、金屬桿時(shí)電流大小、桿加速度大小和電流桿加速度大小和電流功率功率多維訓(xùn)練多維訓(xùn)練1.1. 動(dòng)電動(dòng)模型動(dòng)電動(dòng)模型 ( (20182018福州校級(jí)模擬福州校級(jí)模擬) )( (多選多選) )如圖所示如圖所示, ,光滑的光滑的“ ”“ ”形金形金屬導(dǎo)體框豎直放置屬導(dǎo)

22、體框豎直放置, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的金屬棒的金屬棒MNMN與框架接觸良好與框架接觸良好. .磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B B1 1,B,B2 2的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相反, ,但均垂直于框架平面但均垂直于框架平面, ,分別處在分別處在abcdabcd和和cdefcdef區(qū)區(qū)域域. .現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒MN,MN,當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B B1 1區(qū)域后區(qū)域后, ,恰好做勻恰好做勻速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng). .以下說(shuō)法中正確的是以下說(shuō)法中正確的是( ( ) )A.A.若若B B2 2=B=B1 1, ,金屬棒進(jìn)入金屬棒進(jìn)入B B2 2

23、區(qū)域后將加速下滑區(qū)域后將加速下滑B.B.若若B B2 2=B=B1 1, ,金屬棒進(jìn)入金屬棒進(jìn)入B B2 2區(qū)域后仍將保持勻速下滑區(qū)域后仍將保持勻速下滑C.C.若若B B2 2BBB1 1, ,金屬棒進(jìn)入金屬棒進(jìn)入B B2 2區(qū)域后將先加速后勻速下滑區(qū)域后將先加速后勻速下滑BCBC2.2.導(dǎo)學(xué)號(hào)導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826226 58826226 含含“容容”單桿模型單桿模型 (2018(2018唐山校級(jí)模擬唐山校級(jí)模擬)()(多選多選) )如圖如圖所示所示, ,水平放置的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌水平放置的足夠長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌ab,cdab,cd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度方磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌

24、平面垂直向與導(dǎo)軌平面垂直. .質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的金屬棒的金屬棒efef靜止于導(dǎo)軌上靜止于導(dǎo)軌上. .導(dǎo)軌的另一導(dǎo)軌的另一端經(jīng)過(guò)開關(guān)端經(jīng)過(guò)開關(guān)S S與平行板電容器相連與平行板電容器相連, ,開始時(shí)開始時(shí), ,開關(guān)打開開關(guān)打開, ,電容器上板帶正電電容器上板帶正電, ,帶帶電荷量為電荷量為Q.Q.現(xiàn)閉合開關(guān)現(xiàn)閉合開關(guān)S,S,金屬棒開始運(yùn)動(dòng)金屬棒開始運(yùn)動(dòng), ,則下列說(shuō)法中正確的是則下列說(shuō)法中正確的是( ( ) )A.A.電容器所帶電荷量逐漸減少電容器所帶電荷量逐漸減少, ,最后變?yōu)榱阕詈笞優(yōu)榱鉈.B.電容器兩板間場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小電容器兩板間場(chǎng)強(qiáng)逐漸減小, ,最后保持一個(gè)定值不變最

25、后保持一個(gè)定值不變C.C.金屬棒中電流先增大后減小金屬棒中電流先增大后減小, ,最后減為零最后減為零D.D.金屬棒的速度逐漸增大金屬棒的速度逐漸增大, ,最后保持一個(gè)定值不變最后保持一個(gè)定值不變BDBD解析解析: :開始時(shí)開始時(shí), ,電容器放電電容器放電, ,金屬棒中有向下的電流金屬棒中有向下的電流, ,金屬棒受到向右的安金屬棒受到向右的安培力作用培力作用, ,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì), ,當(dāng)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩板間當(dāng)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容器兩板間的電壓相等時(shí)的電壓相等時(shí), ,電路中電流為零電路中電流為零, ,金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng), ,電容器兩板間的電壓電容器

26、兩板間的電壓不為零不為零, ,電荷量不為零電荷量不為零, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤,B,D,B,D正確正確; ;金屬棒中電流開始最大金屬棒中電流開始最大, ,然后然后逐漸減小逐漸減小, ,最后為零最后為零, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . 演練提升演練提升 真題體驗(yàn)真題體驗(yàn)強(qiáng)化提升強(qiáng)化提升1.1. 電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題 (2017(2017天津卷天津卷,3),3)如圖所示如圖所示, ,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)平面內(nèi), ,導(dǎo)軌之間接有電阻導(dǎo)軌之間接有電阻R.R.金屬棒金屬棒abab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸, ,整個(gè)裝整個(gè)裝置放在勻

27、強(qiáng)磁場(chǎng)中置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下. .現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均現(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減小勻減小, ,abab始終保持靜止始終保持靜止, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.abA.ab中的感應(yīng)電流方向由中的感應(yīng)電流方向由b b到到a aB.abB.ab中的感應(yīng)電流逐漸減小中的感應(yīng)電流逐漸減小C.abC.ab所受的安培力保持不變所受的安培力保持不變D.abD.ab所受的靜摩擦力逐漸減小所受的靜摩擦力逐漸減小D D高考模擬高考模擬解析解析: :根據(jù)楞次定律根據(jù)楞次定律, ,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下, ,再根據(jù)安培

28、定則再根據(jù)安培定則, ,可判斷可判斷abab中感應(yīng)電流方向從中感應(yīng)電流方向從a a到到b,Ab,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;磁場(chǎng)變化是均勻的磁場(chǎng)變化是均勻的, ,根據(jù)法拉第電磁感根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)定律, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變, ,感應(yīng)電流感應(yīng)電流I I恒定不變恒定不變,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;安培力安培力F=BIL,F=BIL,由于由于I,LI,L不變不變,B,B減小減小, ,所以所以abab所受的安培力逐漸減小所受的安培力逐漸減小, ,根據(jù)力的平衡條件根據(jù)力的平衡條件, ,靜摩擦力逐漸減小靜摩擦力逐漸減小,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確. .2.2. 單桿切割問(wèn)題單桿切割問(wèn)題 (20

29、17(2017湖北襄陽(yáng)四中周考湖北襄陽(yáng)四中周考)()(多選多選) )將兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌將兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌MN,PQMN,PQ固定在水平桌面上固定在水平桌面上, ,間距為間距為L(zhǎng),L,在導(dǎo)軌的左端接有阻值為在導(dǎo)軌的左端接有阻值為R R的定值電阻的定值電阻, ,將一長(zhǎng)為將一長(zhǎng)為L(zhǎng) L質(zhì)量為質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上, ,已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸始終良好已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸始終良好, ,且阻值也為且阻值也為R.R.在在導(dǎo)軌所在的空間加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)軌所在的空間加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng). .現(xiàn)用一質(zhì)量不計(jì)的輕現(xiàn)用

30、一質(zhì)量不計(jì)的輕繩將導(dǎo)體棒與一質(zhì)量也為繩將導(dǎo)體棒與一質(zhì)量也為m m的重物跨過(guò)光滑的定滑輪連接的重物跨過(guò)光滑的定滑輪連接, ,重物距離地面的高度足夠大重物距離地面的高度足夠大, ,如圖所示如圖所示, ,重物由靜止釋放后重物由靜止釋放后, ,帶動(dòng)導(dǎo)體棒一起運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)體棒一起運(yùn)動(dòng), ,忽略導(dǎo)軌的電阻忽略導(dǎo)軌的電阻, ,重力加速度為重力加速度為g.g.重物下落重物下落h h時(shí)時(shí)( (此時(shí)導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)此時(shí)導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)),),則下列說(shuō)法正確的是則下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.該過(guò)程中電阻該過(guò)程中電阻R R中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛芍械母袘?yīng)電流方向?yàn)橛蒑 M到到P PB.B.重物釋放的瞬間加速度最大

31、且為重物釋放的瞬間加速度最大且為g gC.C.導(dǎo)體棒的最大速度為導(dǎo)體棒的最大速度為D.D.該過(guò)程流過(guò)定值電阻的電荷量為該過(guò)程流過(guò)定值電阻的電荷量為CDCD2 22mgRB L2BLhR3.3. 電磁感應(yīng)能量問(wèn)題電磁感應(yīng)能量問(wèn)題 (2017(2017北京卷北京卷,24),24)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類似性, ,源于它們機(jī)理上的類似性源于它們機(jī)理上的類似性. .直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖圖1 1、圖、圖2 2所示的情景所示的情景. .在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

32、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,兩根光滑平行金屬軌道兩根光滑平行金屬軌道MN,PQMN,PQ固固定在水平面內(nèi)定在水平面內(nèi), ,相距為相距為L(zhǎng),L,電阻不計(jì)電阻不計(jì). .電阻為電阻為R R的金屬導(dǎo)體棒的金屬導(dǎo)體棒abab垂直于垂直于MN,PQMN,PQ放放在軌道上在軌道上, ,與軌道接觸良好與軌道接觸良好, ,以速度以速度v(vv(v平行于平行于MN)MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)向右做勻速運(yùn)動(dòng). .圖圖1 1軌道端點(diǎn)軌道端點(diǎn)MPMP間接有阻值為間接有阻值為r r的電阻的電阻, ,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒abab受到水平向右的外力作用受到水平向右的外力作用. .圖圖2 2軌道端點(diǎn)軌道端點(diǎn)MPMP間接有直流電源間接有直流電源, ,導(dǎo)

33、體棒導(dǎo)體棒abab通過(guò)滑輪勻速提升重物通過(guò)滑輪勻速提升重物, ,電路中的電路中的電流為電流為I.I.求在求在tt時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,圖圖1“1“發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖產(chǎn)生的電能和圖2“2“電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械能輸出的機(jī)械能. .答案答案: :見解析見解析4.4.(2017(2017浙江浙江4 4月選考月選考) )間距為間距為l l的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成的兩平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成, ,如圖所示如圖所示. .傾角為傾角為的導(dǎo)軌處于大小為的導(dǎo)軌處于大小為B B1 1、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間中中,

34、,水平導(dǎo)軌上的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為水平導(dǎo)軌上的無(wú)磁場(chǎng)區(qū)間靜止放置一質(zhì)量為3m3m的的“聯(lián)動(dòng)雙桿聯(lián)動(dòng)雙桿”( (由兩根長(zhǎng)為由兩根長(zhǎng)為l l的金屬桿的金屬桿cdcd和和efef, ,用長(zhǎng)度為用長(zhǎng)度為L(zhǎng) L的剛性絕緣桿連接構(gòu)成的剛性絕緣桿連接構(gòu)成),),在在“聯(lián)動(dòng)雙桿聯(lián)動(dòng)雙桿”右側(cè)存在大小為右側(cè)存在大小為B B2 2、方向垂直、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)間,其長(zhǎng)度大于其長(zhǎng)度大于L.L.質(zhì)量為質(zhì)量為m m、長(zhǎng)為、長(zhǎng)為l l的金屬桿的金屬桿abab從傾斜導(dǎo)軌從傾斜導(dǎo)軌上端釋放上端釋放, ,達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌( (無(wú)能量損失無(wú)能量損失),),

35、桿桿abab與與“聯(lián)動(dòng)雙桿聯(lián)動(dòng)雙桿”發(fā)生碰撞發(fā)生碰撞, ,碰后碰后桿桿abab和和cdcd合在一起形成合在一起形成“聯(lián)動(dòng)三桿聯(lián)動(dòng)三桿”.“.“聯(lián)動(dòng)三桿聯(lián)動(dòng)三桿”繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間繼續(xù)沿水平導(dǎo)軌進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間并并從中滑出從中滑出. .運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,桿桿ab,cdab,cd和和efef與導(dǎo)軌始終接觸良好與導(dǎo)軌始終接觸良好, ,且保持與導(dǎo)軌垂直且保持與導(dǎo)軌垂直. .已知桿已知桿ab,cdab,cd和和efef電阻均為電阻均為R=0.02 R=0.02 ,m,m=0.1 =0.1 kg,lkg,l=0.5 =0.5 m,Lm,L=0.3 =0.3 m,m,=30=30,B,B1 1=

36、0.1 T,B=0.1 T,B2 2=0.2 =0.2 T.T.不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻不計(jì)摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻, ,忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng). .求求: :(1)(1)桿桿abab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v v0 0; ;答案答案: :(1)6 (1)6 m/sm/s(2)“(2)“聯(lián)動(dòng)三桿聯(lián)動(dòng)三桿”進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)間前的速度大小前的速度大小v;v;答案答案: :(2)1.5 (2)1.5 m/sm/s (3)“(3)“聯(lián)動(dòng)三桿聯(lián)動(dòng)三桿”滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)間滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)間產(chǎn)生的焦耳熱產(chǎn)生的焦耳熱Q.Q.答案答案: :(3)0.25 J(3)0.25 J

37、拓展增分拓展增分閉合線框從不同高度穿越磁場(chǎng)的問(wèn)題閉合線框從不同高度穿越磁場(chǎng)的問(wèn)題閉合線框從不同高度穿越磁場(chǎng)時(shí)閉合線框從不同高度穿越磁場(chǎng)時(shí), ,可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)、加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,或先后多種運(yùn)動(dòng)形式交替出現(xiàn)或先后多種運(yùn)動(dòng)形式交替出現(xiàn), ,解決此類問(wèn)題的三種思路解決此類問(wèn)題的三種思路: :(1)(1)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析: :分析線圈進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)安培力與重力的大小關(guān)系分析線圈進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)安培力與重力的大小關(guān)系, ,判斷其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)判斷其運(yùn)動(dòng)性質(zhì). .(2)(2)過(guò)程分析過(guò)程分析: :分階段分階段( (進(jìn)磁場(chǎng)前、進(jìn)入過(guò)程、在磁場(chǎng)內(nèi)、出磁場(chǎng)過(guò)程進(jìn)磁場(chǎng)前、進(jìn)入過(guò)程、在磁場(chǎng)

38、內(nèi)、出磁場(chǎng)過(guò)程) )分析分析. .(3)(3)功能關(guān)系分析功能關(guān)系分析: :必要時(shí)利用功能關(guān)系列方程求解必要時(shí)利用功能關(guān)系列方程求解. .【示例示例】 (2018(2018江西南昌模擬江西南昌模擬) )如圖所示如圖所示, ,水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,兩個(gè)閉合線圈兩個(gè)閉合線圈,分別用同種導(dǎo)線繞制而成分別用同種導(dǎo)線繞制而成, ,其中其中為為邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng) L的正方形的正方形,是長(zhǎng)是長(zhǎng)2L2L、寬為、寬為L(zhǎng) L的矩形的矩形, ,將兩個(gè)線圈同時(shí)從圖示位置由靜將兩個(gè)線圈同時(shí)從圖示位置由靜止釋放止釋放. .線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈下

39、邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),立即做了一段時(shí)間的勻速運(yùn)動(dòng)立即做了一段時(shí)間的勻速運(yùn)動(dòng), ,已知兩線圈在已知兩線圈在整個(gè)下落過(guò)程中整個(gè)下落過(guò)程中, ,下邊始終平行于磁場(chǎng)上邊界下邊始終平行于磁場(chǎng)上邊界, ,不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力, ,則則( ( ) )A.A.下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)下邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),也立即做勻速運(yùn)動(dòng)也立即做勻速運(yùn)動(dòng)B.B.從下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始的一段時(shí)間內(nèi)從下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始的一段時(shí)間內(nèi), ,線圈線圈做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)C.C.從下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始的一段時(shí)間內(nèi)從下邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始的一段時(shí)間內(nèi), ,線圈線圈做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)D.D.線圈線圈先到達(dá)地面先到達(dá)地面C C