高考物理考前三個(gè)月 名師專題講義 專題六 電磁感應(yīng)和電路 第1課時(shí) 電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合分析課件

《高考物理考前三個(gè)月 名師專題講義 專題六 電磁感應(yīng)和電路 第1課時(shí) 電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合分析課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理考前三個(gè)月 名師專題講義 專題六 電磁感應(yīng)和電路 第1課時(shí) 電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合分析課件（53頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、高考對(duì)本部分內(nèi)容的要求較高，常在選擇題中考查電磁高考對(duì)本部分內(nèi)容的要求較高，常在選擇題中考查電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題、變壓器和交流電的描述問(wèn)題，在計(jì)感應(yīng)中的圖像問(wèn)題、變壓器和交流電的描述問(wèn)題，在計(jì)算題中作為壓軸題，以導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)為背景，綜合應(yīng)用電算題中作為壓軸題，以導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)為背景，綜合應(yīng)用電路的相關(guān)知識(shí)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量守恒定律解決導(dǎo)體路的相關(guān)知識(shí)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量守恒定律解決導(dǎo)體棒類問(wèn)題棒類問(wèn)題本專題考查的重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：本專題考查的重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：專題定位楞次定律的理解和應(yīng)用；感應(yīng)電流的圖像問(wèn)題；電楞次定律的理解和應(yīng)用；感應(yīng)電流的圖像問(wèn)題；電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題；綜合應(yīng)用電路

2、知識(shí)和能磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題；綜合應(yīng)用電路知識(shí)和能量觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問(wèn)題；直流電路的分析；變壓器量觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問(wèn)題；直流電路的分析；變壓器原理及三個(gè)關(guān)系；交流電的產(chǎn)生及描述問(wèn)題原理及三個(gè)關(guān)系；交流電的產(chǎn)生及描述問(wèn)題專題定位對(duì)本專題的復(fù)習(xí)應(yīng)注意對(duì)本專題的復(fù)習(xí)應(yīng)注意“抓住兩個(gè)定律，運(yùn)用兩種觀點(diǎn)，分抓住兩個(gè)定律，運(yùn)用兩種觀點(diǎn)，分析三種電路析三種電路”兩個(gè)定律是指楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定兩個(gè)定律是指楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律；兩種觀點(diǎn)是指動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)；三種電路指直流律；兩種觀點(diǎn)是指動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)；三種電路指直流電路、交流電路和感應(yīng)電路電路、交流電路和感應(yīng)電路應(yīng)考策略 知 識(shí)

3、 方 法 聚 焦 熱 點(diǎn) 考 向 例 析 審題破題 真題演練欄目索引知識(shí)方法聚焦1.(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng) (3)原電流原電流2.(1) 平均平均(2)瞬時(shí)瞬時(shí) (3) Bl23.磁通量磁通量4.焦耳定律焦耳定律 能量守恒定律能量守恒定律 知識(shí)回扣 知識(shí)方法聚焦規(guī)律方法解決感應(yīng)電路綜合問(wèn)題的一般思路是解決感應(yīng)電路綜合問(wèn)題的一般思路是“先電后力先電后力”，即：，即：先作先作“源源”的分析的分析分析電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，分析電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)求出電源參數(shù)E和和r；接著進(jìn)行接著進(jìn)行“路路”的分析的分析分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)

4、部分的電流大小，以便求解安培力；系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；然后是然后是“力力”的分析的分析分析研究對(duì)象分析研究對(duì)象(通常是金屬棒、導(dǎo)體、通常是金屬棒、導(dǎo)體、線圈等線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；的受力情況，尤其注意其所受的安培力；接著進(jìn)行接著進(jìn)行“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的分析的分析根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判根據(jù)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型；斷出正確的運(yùn)動(dòng)模型；最后是最后是“能量能量”的分析的分析尋找電磁感應(yīng)過(guò)程和研究對(duì)象的尋找電磁感應(yīng)過(guò)程和研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其能量轉(zhuǎn)化和守恒的關(guān)系運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其能量轉(zhuǎn)化和守恒的關(guān)系.熱點(diǎn)考向例析考向1楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律

5、的應(yīng)用例例1如圖如圖2甲所示，螺線管匝數(shù)甲所示，螺線管匝數(shù)n1 000匝，橫截面積匝，橫截面積S10 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻，螺線管導(dǎo)線電阻r1 ，電阻，電阻R4 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的的Bt圖圖像像如如圖乙所示圖乙所示(以向右為正方向以向右為正方向)，下列說(shuō)法正確，下列說(shuō)法正確的是的是()圖圖2A.通過(guò)電阻通過(guò)電阻R的電流是交變電流的電流是交變電流B.感應(yīng)電流的大小保持不變感應(yīng)電流的大小保持不變C.電阻電阻R兩端的電壓為兩端的電壓為6 VD.C點(diǎn)的電勢(shì)為點(diǎn)的電勢(shì)為4.8 V解析根據(jù)楞次定律可知，根據(jù)楞次定律可知，0到到1秒內(nèi)，電流從秒內(nèi)，電流從C流過(guò)流過(guò)R到到A，在在1秒到秒到2秒內(nèi)，

6、電流從秒內(nèi)，電流從A流過(guò)流過(guò)R到到C，因此電流為交流電，故，因此電流為交流電，故A正確；正確；計(jì)算知感應(yīng)電流的大小恒為計(jì)算知感應(yīng)電流的大小恒為1.2 A，電阻，電阻R兩端的電壓兩端的電壓UIR1.24 V4.8 V，故，故B正確，正確，C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；當(dāng)螺線管左端是正極時(shí)，當(dāng)螺線管左端是正極時(shí)，C點(diǎn)的電勢(shì)才為點(diǎn)的電勢(shì)才為4.8 V，當(dāng)右端是正極，當(dāng)右端是正極時(shí)，則時(shí)，則C點(diǎn)電勢(shì)為點(diǎn)電勢(shì)為4.8 V，故，故D錯(cuò)誤錯(cuò)誤.答案AB1.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 常有兩種特殊情況，即常有兩種特殊情況，即 其中其中 是是Bt圖圖像像中圖線的斜率，中圖線的斜率，若斜率不變則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定不變的若

7、斜率不變則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是恒定不變的.2.楞次定律中的楞次定律中的“阻礙阻礙”有三層含義：阻礙磁通量的變化；有三層含義：阻礙磁通量的變化；阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；阻礙原電流的變化阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；阻礙原電流的變化.要注意靈活應(yīng)用要注意靈活應(yīng)用.以題說(shuō)法針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1 如如圖圖3所示，在邊長(zhǎng)為所示，在邊長(zhǎng)為a的的正正方形方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也，其方向垂直紙面向外，一個(gè)邊長(zhǎng)也為為a的單匝正方形導(dǎo)線框架的單匝正方形導(dǎo)線框架EFGH正好與正好與上上述述磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，導(dǎo)線框的磁場(chǎng)區(qū)域的邊界重合，導(dǎo)線框的電阻電阻為為R.現(xiàn)

8、使導(dǎo)線框以周期現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心繞其中心O點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，點(diǎn)在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò) 導(dǎo)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在在 這這 時(shí)間時(shí)間內(nèi)內(nèi)()圖圖3A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)镋FGHEB.平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于C.平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小等于D.通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量為通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量為解析由線框的磁通量變小可以判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)椋河删€框的磁通量變小可以判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篍HGFE，故，故A錯(cuò)誤錯(cuò)誤.根據(jù)幾何關(guān)系知面積的變化根據(jù)幾何關(guān)系知面積的變化S(3 )

9、a2，平均，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 故故B錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，C正確正確.通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電荷量 故故D正確正確.答案CD熱點(diǎn)考向例析考向2電磁感應(yīng)圖像問(wèn)題的分析例例2 (2014新課標(biāo)新課標(biāo)18)如圖如圖4(a)，線圈，線圈ab、cd繞在同一軟鐵繞在同一軟鐵芯上芯上.在在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線圈線圈中通以變化的電流，用示波器測(cè)得線圈cd間電間電壓如圖壓如圖(b)所示所示.已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈則下列描述線圈ab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正確中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中，可能正

10、確的是的是()圖圖4解析 由由題圖題圖(b)可知在可知在cd間不同時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒間不同時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時(shí)間段內(nèi)線圈定的，所以在該時(shí)間段內(nèi)線圈ab中的磁場(chǎng)是均勻變化的，中的磁場(chǎng)是均勻變化的，則線圈則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項(xiàng)中的電流是均勻變化的，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確.答案C對(duì)于電磁感應(yīng)圖對(duì)于電磁感應(yīng)圖像像問(wèn)題的分析要注意以下三個(gè)方面：?jiǎn)栴}的分析要注意以下三個(gè)方面：(1)注意初始時(shí)刻的特征，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為注意初始時(shí)刻的特征，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，感應(yīng)電流的方向如何零，感應(yīng)電流的方向如何.以題說(shuō)法(2)注意看電磁感應(yīng)發(fā)生

11、的過(guò)程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)注意看電磁感應(yīng)發(fā)生的過(guò)程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖階段是否和圖像像變化相對(duì)應(yīng)變化相對(duì)應(yīng).(3)注意觀察圖注意觀察圖像像的變化趨勢(shì)，看圖的變化趨勢(shì)，看圖像像斜率的大小、圖斜率的大小、圖像像的曲直是否和物理過(guò)程對(duì)應(yīng)的曲直是否和物理過(guò)程對(duì)應(yīng).以題說(shuō)法針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 如如圖圖5所示，一個(gè)所示，一個(gè)“”“”形形光光滑滑導(dǎo)軌垂直于磁場(chǎng)固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)軌垂直于磁場(chǎng)固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的的勻勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab是與導(dǎo)軌材料、是與導(dǎo)軌材料、粗細(xì)粗細(xì)程度程度相相同的同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好.在在拉力拉力作用作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度下

12、，導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運(yùn)動(dòng)，以導(dǎo)體棒在圖中所向右運(yùn)動(dòng)，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)、感應(yīng)電流電流I、導(dǎo)體棒所受拉力的功率、導(dǎo)體棒所受拉力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨隨時(shí)間變化的時(shí)間變化的圖圖像像中中正確的是正確的是()圖圖5解析設(shè)設(shè)“”“”形導(dǎo)軌的角度為形導(dǎo)軌的角度為，則經(jīng)時(shí)間，則經(jīng)時(shí)間t，產(chǎn)生的感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)EBLvB(vttan )vBv2ttan ，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與，可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正比，時(shí)間成正比，A正確正確；設(shè)單位長(zhǎng)度的該導(dǎo)體電阻為設(shè)單位長(zhǎng)度的該導(dǎo)體電阻為

13、r，則經(jīng)時(shí)間，則經(jīng)時(shí)間t，回路總電阻，回路總電阻R(vtvttan )r，因此回路中的電流，因此回路中的電流I 為常量，與為常量，與時(shí)間無(wú)關(guān)，圖時(shí)間無(wú)關(guān)，圖像像為一條水平直線，為一條水平直線，B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；答案AC由于勻速運(yùn)動(dòng)，拉力的功率等于產(chǎn)生焦耳熱的功率，由于勻速運(yùn)動(dòng)，拉力的功率等于產(chǎn)生焦耳熱的功率，PI2R，由于由于I恒定不變，而恒定不變，而R與時(shí)間成正比，因此功率與時(shí)間成正比，因此功率P與時(shí)間成正與時(shí)間成正比，是一條傾斜的直線，比，是一條傾斜的直線，C正確；正確；而產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生的熱量QPt，這樣，這樣Q與時(shí)間的平方成正比，與時(shí)間的平方成正比，圖圖像像為為一一條曲線，條曲線，D錯(cuò)誤錯(cuò)

14、誤.熱點(diǎn)考向例析考向3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析例例3如圖如圖6甲所示，電流傳感器甲所示，電流傳感器(相當(dāng)于一只理想電流表相當(dāng)于一只理想電流表)能能將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)將各時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器傳輸給計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上同步顯示出It圖圖像像.電阻不計(jì)的足夠電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)光滑平行金屬軌道寬長(zhǎng)光滑平行金屬軌道寬L1.0 m，與水平面的夾角，與水平面的夾角37.軌道上端連接阻值軌道上端連接阻值R1.0 的定值電阻，金屬桿的定值電阻，金屬桿MN長(zhǎng)與軌長(zhǎng)與軌道寬相等，其電阻道寬相等，其電阻r0

15、.50 、質(zhì)量、質(zhì)量m0.02 kg.在軌道區(qū)域在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓金屬桿從圖示位置加一垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，讓金屬桿從圖示位置由由靜止靜止開(kāi)始釋放，桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道垂直，此后計(jì)開(kāi)始釋放，桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與軌道垂直，此后計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的算機(jī)屏幕上顯示出如圖乙所示的It圖圖像像.重力加速度重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，試求：，試求：圖圖6審題突破審題突破金屬桿在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到幾個(gè)力作金屬桿在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到幾個(gè)力作用？安培力有什么特點(diǎn)？圖用？安培力有什么特點(diǎn)？圖像像反映金屬桿運(yùn)動(dòng)情況如反映金屬桿

16、運(yùn)動(dòng)情況如何？根據(jù)哪個(gè)過(guò)程可求磁感應(yīng)強(qiáng)度何？根據(jù)哪個(gè)過(guò)程可求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??？的大??？解析由由It圖圖像像可知，可知，當(dāng)當(dāng)t1.2 s時(shí)，時(shí)，I0.15 A(1)t1.2 s時(shí)電阻時(shí)電阻R的熱功率；的熱功率；PI2R0.1521.0 W0.022 5 W答案0.022 5 W解析由題圖乙知，當(dāng)金屬桿穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流為由題圖乙知，當(dāng)金屬桿穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的電流為0.16 A(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；的大小；穩(wěn)定時(shí)桿勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡，則有：穩(wěn)定時(shí)桿勻速運(yùn)動(dòng)，受力平衡，則有：mgsin BIL代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：B0.75 T答案0.75 T解析t1.2 s時(shí)電源

17、電動(dòng)勢(shì)時(shí)電源電動(dòng)勢(shì)EI(Rr)BLv(3)t1.2 s時(shí)金屬桿的速度大小和加速度大小時(shí)金屬桿的速度大小和加速度大小.代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：v0.3 m/smgsin BILma代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：a m/s2答案0.3 m/s電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題策略電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題策略在此類問(wèn)題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，在此類問(wèn)題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決問(wèn)題前要建立解決問(wèn)題前要建立“動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)”的思維順序，可概的思維順序，可概括為：括為：(1)找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方

18、向律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向.(2)根據(jù)等效電路圖，求解回路中的電流根據(jù)等效電路圖，求解回路中的電流.以題說(shuō)法(3)分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響，從分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響，從而推理得出對(duì)電路中的電流的影響，最后定性分析導(dǎo)而推理得出對(duì)電路中的電流的影響，最后定性分析導(dǎo)體棒最終的運(yùn)動(dòng)情況體棒最終的運(yùn)動(dòng)情況.(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解列牛頓第二定律或平衡方程求解.以題說(shuō)法針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3 如如圖圖7所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為，其右端接有阻值為R的電阻，的電阻

19、，整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為整個(gè)裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止作用下從靜止開(kāi)始開(kāi)始沿沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離L時(shí)，速度恰好達(dá)到最大時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿始始終與導(dǎo)軌保持垂直終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不，導(dǎo)軌電阻不計(jì)

20、，重力加速度大小為計(jì)，重力加速度大小為g.求：求：圖圖7解析當(dāng)桿達(dá)到最大速度當(dāng)桿達(dá)到最大速度vm時(shí)，時(shí)，EBdvm(1)此過(guò)程桿的速度最大值此過(guò)程桿的速度最大值vm；勻速時(shí)合力為零勻速時(shí)合力為零.(2)此過(guò)程流過(guò)電阻此過(guò)程流過(guò)電阻R的電量的電量.審題破題 真題演練10.綜合應(yīng)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)分析電磁感應(yīng)問(wèn)題例例4 (22(22分分)如圖如圖8所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為37，導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌間距為1 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng).兩根金屬棒兩根金屬棒ab和和ab的質(zhì)量都是的質(zhì)量都是0.2 kg，電阻都是，電阻都是1 ，與導(dǎo)軌垂

21、直放置且，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，兩個(gè)導(dǎo)，兩個(gè)導(dǎo)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖圖中中未畫(huà)出未畫(huà)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小相同的大小相同.讓讓ab固定不動(dòng)，將金固定不動(dòng)，將金屬棒屬棒ab由靜止釋放，當(dāng)由靜止釋放，當(dāng)ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)回路消下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)回路消耗的電功率為耗的電功率為8 W.求：求：圖圖8(1)ab下滑的最大加速度；下滑的最大加速度；(2)ab下落了下落了30 m高度時(shí)，其下滑速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則高度時(shí)，其下滑速度

22、已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？為多大？(3)如果將如果將ab與與ab同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)ab下落了下落了30 m高度時(shí)，其下滑速度也已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路高度時(shí)，其下滑速度也已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量電流的發(fā)熱量Q為多大？為多大？(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)思維導(dǎo)圖答題模板解析(1)當(dāng)當(dāng)ab棒剛下滑時(shí)，棒剛下滑時(shí)，ab棒的加速度有最大值：棒的加速度有最大值：agsin gcos 4 m/s2. (2分分)(2)ab棒達(dá)到最大速度時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，有棒達(dá)到最大速度時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，有mgsin

23、 BILmgcos ，(2分分)整個(gè)回路消耗的電功率整個(gè)回路消耗的電功率P電電BILvm(mgsin mgcos )vm8 W，(2分分)答題模板則則ab棒的最大速度為：棒的最大速度為：vm10 m/s(1分分)得：得：B0.4 T.(1分分)根據(jù)能量守恒得：根據(jù)能量守恒得：答題模板解得：解得：Q30 J.(1分分)(3)由對(duì)稱性可知，當(dāng)由對(duì)稱性可知，當(dāng)ab下落下落30 m穩(wěn)定時(shí)其速度為穩(wěn)定時(shí)其速度為v，ab也下也下落落30 m，其速度也為，其速度也為v，ab和和ab都切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，都切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，總電動(dòng)勢(shì)等于兩者之和總電動(dòng)勢(shì)等于兩者之和.根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，對(duì)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條

24、件，對(duì)ab棒受力分析，棒受力分析，得得mgsin BILmgcos (2分分)答題模板代入解得代入解得v5 m/s(1分分)代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得Q75 J.(1分分)答案(1)4 m/s2(2)30 J(3)75 J高 考 現(xiàn) 場(chǎng) (限時(shí)：15分鐘，滿分16分)(2014安徽安徽23)如圖如圖9甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度甲所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為為0.5 T，其方向垂直于傾角其方向垂直于傾角為為30的斜面向上的斜面向上.絕緣斜面上固定有絕緣斜面上固定有“”“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計(jì)電阻忽略不計(jì))，MP和和NP長(zhǎng)長(zhǎng)度均為度均為2.5 m，MN連線水平，長(zhǎng)

25、為連線水平，長(zhǎng)為3 m.以以MN中點(diǎn)中點(diǎn)O為原點(diǎn)、為原點(diǎn)、OP為為x軸建立一維坐標(biāo)系軸建立一維坐標(biāo)系Ox.一根粗細(xì)均勻的金屬桿一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD，長(zhǎng)度，長(zhǎng)度d為為3 m、質(zhì)量、質(zhì)量m為為1 kg、電阻、電阻R為為0.3 ，在拉力，在拉力F的作用下，的作用下，從從MN處以恒定速度處以恒定速度v1 m/s在導(dǎo)軌上沿在導(dǎo)軌上沿x軸正向運(yùn)動(dòng)軸正向運(yùn)動(dòng)(金屬桿金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好與導(dǎo)軌接觸良好).g取取10 m/s2.圖圖9(1)求金屬桿求金屬桿CD運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E及運(yùn)動(dòng)到及運(yùn)動(dòng)到x0.8 m處電勢(shì)差處電勢(shì)差UCD；解析金屬桿金屬桿CD在勻速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電

26、動(dòng)勢(shì)在勻速運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv(ld)E1.5 V(D點(diǎn)電勢(shì)高點(diǎn)電勢(shì)高)當(dāng)當(dāng)x0.8 m時(shí)，金屬桿時(shí)，金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢(shì)差為零在導(dǎo)軌間的電勢(shì)差為零.設(shè)此時(shí)桿在導(dǎo)軌外的長(zhǎng)度為設(shè)此時(shí)桿在導(dǎo)軌外的長(zhǎng)度為l外外，則，則得得l外外1.2 m答案1.5 V0.6 V由楞次定律判斷由楞次定律判斷D點(diǎn)電勢(shì)高，故點(diǎn)電勢(shì)高，故C、D兩端電勢(shì)差兩端電勢(shì)差UCDBl外外v0.6 V.(2)推導(dǎo)金屬桿推導(dǎo)金屬桿CD從從MN處運(yùn)動(dòng)到處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)過(guò)程中拉力點(diǎn)過(guò)程中拉力F與位置與位置坐標(biāo)坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖乙中畫(huà)出的關(guān)系式，并在圖乙中畫(huà)出Fx關(guān)系圖像；關(guān)系圖像；解析桿在導(dǎo)軌間的長(zhǎng)度桿在導(dǎo)軌間的長(zhǎng)度l與位置與位置x的關(guān)系是的關(guān)系是桿受的安培力為桿受的安培力為F安安BIl7.53.75x根據(jù)平衡條件得根據(jù)平衡條件得FF安安mgsin F12.53.75x(0 x2)答案F12.53.75x(0 x2)見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖畫(huà)出的畫(huà)出的Fx圖圖像像如如圖所示圖所示.(3)求金屬桿求金屬桿CD從從MN處運(yùn)動(dòng)到處運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的全過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱點(diǎn)的全過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱.解析外力外力F所做的功所做的功WF等于等于Fx圖線下所圍的面積圖線下所圍的面積.答案7.5 J而桿的重力勢(shì)能增加量而桿的重力勢(shì)能增加量EpmgOPsin 故全過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱故全過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱QWFEp7.5 J.