電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)3

1、電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)3考點1：電磁感應(yīng)現(xiàn)象功能問題（1）F做的功不一定等于回路的熱，但克服安培力做的功一定等于回路的熱，條件是純電阻（2）電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體切割磁感線，磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，則機械能（或其它形式的能）轉(zhuǎn)化為電能；產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受到安培力作用運動或通過電阻發(fā)熱，則電能又轉(zhuǎn)化為機械能或內(nèi)能。（3）功是能量轉(zhuǎn)化的量度。做功與能量轉(zhuǎn)化的形式相對應(yīng)：克服安培力做的功，數(shù)值上總是等于電路中轉(zhuǎn)化的電能；如是純電阻電路，又等于整個電路的發(fā)熱。這就是我們高中的第7個功能關(guān)系。（4）對于在磁場中運動的桿子，在分析原理的時候一定要記住，有一個安培力和一個感應(yīng)電動勢，而且有且只有一

2、個，所以在分析的時候千萬不要多分析，或者是少分析了，只有把原理分析對了才能更好的理解題目所要求的是什么東西。在電磁感應(yīng)中，如果是“電動機的模型”的話，安培力做的功=生成的機械能； 如果是“發(fā)電機的模型”的話，安培力做的功=生成的焦耳熱。在問你什么力做功等于什么的時候，一般采用動能定律來寫等式。（5）解題時要從能量轉(zhuǎn)化的觀點出發(fā)，結(jié)合動能定理、能量守恒定律、功能關(guān)系來分析導(dǎo)體的動能、勢能、電能、內(nèi)能等能量的變化，建立相關(guān)的方程。考點2 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，

3、基本思路是： 1、首先，確定電源（E，r） 2、根據(jù) 判斷感應(yīng)電流 3、根據(jù)F=BIL判斷運動導(dǎo)體所受的安培力和合外力 4、根據(jù)F=ma，判斷 a變化情況，5、根據(jù)v與a方向關(guān)系判斷運動狀態(tài)，找出臨界狀態(tài)1、單桿模型的常見情況× × × × × × × × abRvto（1）力學(xué)： ，做加速度減小的減速運動，當(dāng)，桿保持靜止。能量： × × × × F× × × × abRvto（2）力學(xué)：開始時，當(dāng)時，最大，能量：vtoE×

4、× × × × × 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 × × abS（3）力學(xué)：S閉合， ，此時， 。當(dāng)，最大，能量： vtoC× × × × F × × × × ab（4）力學(xué)：開始時，經(jīng)過速度為，桿以恒定加速度勻加速運動。能量

5、： F做功一部分轉(zhuǎn)化為動能，一部分轉(zhuǎn)化為電場能。2、雙桿模型的常見情況（1） QP× × × × × × × × NMvto力學(xué)：任一時刻MN、PQ速度分別為，此時，所以，MN做加速度減小的減速運動，PQ做加速度減小的加速運動。動量能量： vto（2）QP× × × × × × × × NM力學(xué)：任一時刻MN、PQ速度分別為，此時，所以， PQ做加速度減小的減速運動。MN先做加速度減小的減速運動，后反方向加速，最終兩桿達(dá)到共速做勻速直線

6、運動。動量能量： vto（3）× × × × × × × × × ×QPNM力學(xué)：任一時刻MN、PQ速度分別為，此時，MN桿受到做減速運動，PQ桿受到做加速運動，當(dāng)MN、PQ達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此后兩桿以的速度做勻速直線運動。動量能量：MN、PQ組成的系統(tǒng)動量不守恒，對MN ，由動量定理： 對PQ，由動量定理：，所以，（4）NM× × × × 恒度動 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555

7、555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555F F × × × × QPNM× × × × F × × × × QP 軌道光滑 有摩擦f1=f2軌道光滑：開始時，PQ、MN都加速，增加比較慢，增加比較快， 對MN： 所以MN做加速度增大的加速運動，對PQ：，所以，PQ做加速度減小的加速運動，當(dāng)兩桿穩(wěn)定， ，即兩桿都做勻加速運動且速度差不變有摩擦：,MN桿不動，PQ桿先變加速后勻速運動。，M

8、N桿先不動，當(dāng)，開始做變加速，PQ一開始就變加速，之后兩桿勻加速，且加速度二、課堂練習(xí)1如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，一質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，導(dǎo)軌及金屬桿的電阻不計。 經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度會趨于一個最大速度vm，則（ ）A如果B增大，vm將變大 B如果增大，vm將變大. C如果R增大，vm將變大. D如果m變小，vm將變大 2如圖所示，處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成=37°角，下端連接阻值為R的電阻勻強磁場方向與

9、導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為0.2kg、電阻不計的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動摩擦因數(shù)為0.25求：(g=10ms2，sin37°0.6， cos37°0.8)(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時的加速度大小；(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大?。?3)在上問中，若R2，金屬棒中的電流方向由a到b，求磁感應(yīng)強度的大小與方向3、如圖所示，MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感強度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強磁場中，M、P間接有一阻值為R的電阻一根與導(dǎo)軌接觸良好、阻值為R2的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置,求:（

10、1）若在外力作用下以速度v向右勻速滑動，試求ab兩點間的電勢差。（2）若無外力作用，以初速度v向右滑動，試求運動過程中產(chǎn)生的熱量、通過ab電量以及ab發(fā)生的位移x。4、如圖所示，長平行導(dǎo)軌PQ、MN光滑，相距m，處在同一水平面中，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面橫跨在導(dǎo)軌上的直導(dǎo)線ab的質(zhì)量m =0.1kg、電阻R =0.8，導(dǎo)軌電阻不計導(dǎo)軌間通過開關(guān)S將電動勢E =1.5V、內(nèi)電阻r =0.2的電池接在M、P兩端，試計算分析：（1）在開關(guān)S剛閉合的初始時刻，導(dǎo)線ab的加速度多大？隨后ab的加速度、速度如何變化？（2）在閉合開關(guān)S后，怎樣才能使ab以恒定的速度 =7.5m/s

11、沿導(dǎo)軌向右運動？試描述這時電路中的能量轉(zhuǎn)化情況（通過具體的數(shù)據(jù)計算說明）5如圖所示, 豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌, 相距l(xiāng) , 導(dǎo)軌一端接有一個電容器, 電容量為C, 勻強磁場垂直紙面向里, 磁感應(yīng)強度為B, 質(zhì)量為m的金屬棒ab可緊貼導(dǎo)軌自由滑動. 現(xiàn)讓ab從高h(yuǎn)由靜止下滑, 不考慮空氣阻力, 也不考慮任何部分的電阻和自感作用. 問金屬棒的做什么運動？棒落地時的速度為多大？ 6如圖所示，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻不計。在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時棒cd靜止，棒ab有指向cd的初速度v0（見圖）。

12、若兩導(dǎo)棒在運動中始終不接觸，求：在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時，cd棒的加速度是多少？乙 甲F7、如圖所示，兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計。導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。兩根質(zhì)量均為m=0.10kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.50。在t=0時刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動。經(jīng)過t=5.0s，金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s2，問此

13、時兩金屬桿的速度各為多少？aa/bb/dd/cc/efgh8、如圖所示，abcd和a/b/c/d/為水平放置的光滑平行導(dǎo)軌，區(qū)域內(nèi)充滿方向豎直向上的勻強磁場。ab、a/b/間的寬度是cd、c/d/間寬度的2倍。設(shè)導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量是棒gh的質(zhì)量的2倍?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒ef一個初速度v0，沿導(dǎo)軌向左運動，當(dāng)兩棒的速度穩(wěn)定時，兩棒的速度分別是多少？9、兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計。斜面處在以勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m、電阻可不計的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度。如圖所示，在這

14、過程中（ ）A作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于零.B作用在金屬棒上的各個力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和C恒力F與安培力的合力所做的功等于零D恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱.10兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，如圖所示除電阻R外其余電阻不計現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則()A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g.B.金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為

15、 . D電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量11如圖所示，在傾角為的光滑的斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度相等的勻強磁場,方向一個垂直斜面向上，另一個垂直斜面向下，寬度均為L，一個質(zhì)量為m，邊長也為L的正方形線框(設(shè)電阻為R)以速度v進(jìn)入磁場時，恰好做勻速直線運動.若當(dāng)ab邊到達(dá)gg與ff中間位置時，線框又恰好做勻速運動，則：(1)當(dāng)ab邊剛越過ff時，線框加速度的值為多少?(2)求線框開始進(jìn)入磁場到ab邊到達(dá)gg與ff中點的過程中產(chǎn)生的熱量是多少?12如圖，光滑斜面的傾角= 30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l1 = l m，bc邊的邊長l2= 0.6 m，

16、線框的質(zhì)量m = 1 kg，電阻R = 0.1，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M = 2 kg，斜面上ef線（efgh）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B = 0.5 T，如果線框從靜止開始運動，進(jìn)入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh的距離s = 11.4 m，（取g = 10.4m/s2），求：（1）線框進(jìn)入磁場前重物M的加速度；（2）線框進(jìn)入磁場時勻速運動的速度v；（3）ab邊由靜止開始到運動到gh線處所用的時間t；（4）ab邊運動到gh線處的速度大小和在線框由靜止開始到運動到gh線的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。作業(yè)：1、如圖所示，固定位置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的

17、間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。一質(zhì)量為m（質(zhì)量分布均勻）的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為µ?，F(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時，速度恰好達(dá)到最大（運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直）。設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為g。則此過程（ ）BFabRrA桿的速度最大值為B流過電阻R的電量為.C恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量D恒力F做的功與安倍力做的功之和大于桿動能的變化量.2、如圖所示，AB、CD是兩根足夠長的固定平行金

18、屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，在導(dǎo)軌的 AC端連接一個阻值為 R的電阻，一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求此過程中ab棒的最大速度。已知ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計。 【答案】3、如圖所示，兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌（不計電阻），由一段圓弧部分與一段無限長的水平段部分組成。其水平段加有豎直向下方向的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd，質(zhì)量為2m。，電阻為2r。另一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒ab，從圓弧段M處由靜止釋放下滑

19、至N處進(jìn)入水平段，圓弧段MN半徑為R，所對圓心角為60°，求：（1）ab棒在N處進(jìn)入磁場區(qū)速度多大？此時棒中電流是多少？（2）cd棒能達(dá)到的最大速度是多大？（3）cd棒由靜止到達(dá)最大速度過程中，系統(tǒng)所能釋放的熱量是多少？【答案】（1） （2） （3）4、如圖所示，兩平行光滑的導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.5m，兩導(dǎo)軌的上端通過一阻值為R=0.4的定值電阻連接，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為=30º，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，一長度恰等于導(dǎo)軌間距、質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒，由圖示位置靜止釋放，已知金屬棒的電阻為r=0.1，導(dǎo)軌電阻不計，g=10m/s2。求：（1）求金屬棒釋放后，所能達(dá)到的最大速度vm；（2）當(dāng)金屬棒速度達(dá)v=2m/s時，其加速度的大??；（3）若已知金屬棒達(dá)最大速度時，下滑的距離為s=10m，求金屬棒下滑過程中，棒中產(chǎn)生的焦耳熱Q及流過電阻R的電量q。RB【答案】（1）5m/s （2）m/s2 （3）3.75J、10C30ºabcd