第7-8課時(shí)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題

1、第7-8課時(shí) 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題知識(shí)梳理一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析，分析方法是：導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)線受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化周而復(fù)始地循環(huán)，直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)二、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力作用，因此要維持感應(yīng)電流存在，必須有“外力”克服安培力做功此過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以簡(jiǎn)化為下列形式： 同理，安

2、培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能考點(diǎn)解讀1分析動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的步驟(1)用電磁感應(yīng)定律和楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出電路中感應(yīng)電流的大小(3)分析研究導(dǎo)體受力情況，特別要注意安培力方向的確定(4)列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解2兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零，列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析典例剖析【例1】 如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣

3、斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng).M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿下滑過(guò)程中某時(shí)刻的受力示意圖(2)在加速下滑過(guò)程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小(3)求在下滑過(guò)程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值解析(1)如圖所示，ab桿受重力mg，豎直向下；支持力FN，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上(2)當(dāng)ab桿速度為

4、v時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，此時(shí)電路中的電流Iab桿受到的安培力FBIL根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有mamgsin Fmgsin agsin .(3)當(dāng)ab桿所受合外力為零，即mgsin 時(shí)，ab桿達(dá)到最大速度vm.深化拓展例2 如圖6所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌處在與水平方向成37°角的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L0.3 m，導(dǎo)軌兩端各接一個(gè)阻值R02 的電阻；在斜面上加有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一質(zhì)量為m1 kg、電阻r2 的金屬棒橫跨在平行導(dǎo)軌間，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.金屬棒以平行于導(dǎo)軌向上、v010 m/s的初速度上滑，直至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中，通過(guò)上端電

5、阻的電荷量q0.1 C，求上端電阻R0產(chǎn)生的焦耳熱Q.(g取10 m/s2)解析由于導(dǎo)軌電阻不計(jì)，題中感應(yīng)電路等效圖如圖所示，故ab上升過(guò)程中通過(guò)電路的感應(yīng)電荷量為：Q2×q設(shè)ab棒上滑的最大位移為x，因此，B·2q解得：x2 m設(shè)ab桿上滑過(guò)程中上端電阻產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為6Q，由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律有：mvmgxsin 37°mgxcos 37°6Q解得：Q5 J.基礎(chǔ)演練1如圖所示，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一“”形導(dǎo)體框bacd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可以在ab、cd上無(wú)摩擦

6、地滑動(dòng)，桿ef及線框中導(dǎo)體的電阻都可不計(jì)開(kāi)始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則() Aef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速Bef將勻速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止Cef將勻速向右運(yùn)動(dòng)Def將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)2如圖所示，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(0<<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過(guò)程中()A運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為vB下滑的位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD受

7、到的最大安培力大小為sin 3(2013年安徽高考卷16)如圖所示，足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，傾角為37°，寬度為0.5m，電阻忽略不計(jì)，其上端接一小燈泡，電阻為1。一導(dǎo)體棒MV垂直于導(dǎo)軌放置，質(zhì)量為0.2kg，接入電路的電阻為1，兩端與導(dǎo)軌接觸良好，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.在導(dǎo)軌間存在著垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.8T。將導(dǎo)體棒MV由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，小燈泡穩(wěn)定發(fā)光，此后導(dǎo)體棒MV的運(yùn)動(dòng)速度以及小燈泡消耗的電功率分別為（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6）A2.5m/s 1W B5m/s 1WC7.5m/s 9W D15m/s

8、9W4兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，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(gè)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(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖11所示除電阻R外其余電阻不計(jì)現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)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gB金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流方向?yàn)閍bC金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為FD電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少5如圖所示，固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為R的電阻，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)中一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)

9、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(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離l時(shí)，速度恰好達(dá)到最大(運(yùn)動(dòng)過(guò)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(jì)，重力加速度大小為g.則此過(guò)程()A桿的速度最大值為B流過(guò)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(dòng)能的變化量D恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動(dòng)能的變化量6.（2015上海卷20）如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。在勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力F做功W

10、F，磁場(chǎng)力對(duì)導(dǎo)體棒做功W1，磁鐵克服磁場(chǎng)力做功W2，重力對(duì)磁鐵做功WG，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能為Ek則AW1=0 BW2W1=QCW1=Ek DWF + WG=Q + Ek能力提升1.（2015年福建18）如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過(guò)程中APQ中電流先增大后減小 BPQ兩端電壓先減小后增大CPQ上拉力的功率先減小后增大 D線框消

11、耗的電功率先減小后增大2如圖所示，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)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉合正方形線圈和，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(為細(xì)導(dǎo)線)兩線圈在距磁場(chǎng)上界面h高處由靜止開(kāi)始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界設(shè)線圈、落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2.不計(jì)空氣阻力，則()Av1<v2，Q1<Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1<v2，Q1>Q2 Dv1v2，Q1<Q23如圖所示是磁懸浮列車(chē)運(yùn)行原理模型兩根平行直導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度

12、B1B2，方向相反，并且以速度v同時(shí)沿直導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上金屬框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為Ff，則金屬框運(yùn)動(dòng)的最大速度表達(dá)式為()Avm BvmCvm Dvm4如圖所示，水平放置的平行軌道M、N間接一阻值為R0.128 的電阻，軌道寬為L(zhǎng)0.8 m軌道上搭一金屬棒ab，其質(zhì)量m0.4 kg，ab與軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，除R外其余電阻不計(jì)垂直于軌道面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 T，ab在一電動(dòng)機(jī)牽引下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2 s，ab運(yùn)動(dòng)了1.2 m并達(dá)到最大速度此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)平均輸出功率為8 W，最大輸出功率為14.4 W求該過(guò)程中電阻R上消耗的電能(取g10 m/s2)5光

13、滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L1.0 m，與水平面之間的夾角30°，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R2.0 的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m2.0 kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖甲所示用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，vt圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)求： (1)恒力F的大??；(2)金屬桿速度為2.0 m/s時(shí)的加速度大??；(3)根據(jù)vt圖象估算在前0.8 s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量6（2015年上海卷32）如圖（a），兩相距L=0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值R=2的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在

14、垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略。桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其vt圖像如圖（b）所示。在15s時(shí)撤去拉力，同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，從而保持桿中電流為0求：（1）金屬桿所受拉力的大小F；（2）015s內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0；（3）1520s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律。RBv7（2015海南卷13）如圖，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上，相距l(xiāng)，左端與一電阻R相連；整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下。一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速度v勻

15、速向右滑動(dòng)，滑動(dòng)過(guò)程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求（1）電阻R消耗的功率；（2）水平外力的大小。82015廣東卷35）如圖17（a）所示，平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4m導(dǎo)軌右端接有阻值R=1的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好。導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長(zhǎng)度也為L(zhǎng)從0時(shí)刻開(kāi)始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化，規(guī)律如圖17（b）所示；同一時(shí)刻，棒從導(dǎo)軌左端開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng)，1s后剛好進(jìn)入磁場(chǎng)。若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1m

16、/s做直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中的電動(dòng)勢(shì)E；(2)棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力F，以及棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)間t的關(guān)系式。9(2015年四川卷）RMNPQabCDef12如圖所示，金屬導(dǎo)軌MNC和PQD，MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，所在平面與水平面夾角為，N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值為R的電阻；光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi)，與NQ的夾角都為銳角均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長(zhǎng)均為L(zhǎng)，ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合；ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(較小)，由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋而靜止?？臻g有方向豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)。

17、兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸。不計(jì)所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻，ef棒的阻值為R，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，重力加速度為g若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，給ab棒一個(gè)垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平導(dǎo)軌上沿運(yùn)動(dòng)方向滑行一段距離后停止，ef棒始終靜止，求此過(guò)程ef棒上產(chǎn)生的熱量；在問(wèn)過(guò)程中，ab棒滑行距離為d，求通過(guò)ab棒某橫截面的電量；若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運(yùn)動(dòng)，并在NQ位置時(shí)取走小立柱1和2，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下最強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及此磁場(chǎng)下ab棒運(yùn)動(dòng)的最大距離。10（2015天津卷11）如圖所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為

18、m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長(zhǎng)為l，cd邊長(zhǎng)為2l，ab與cd平行，間距為2l勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平，磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面。開(kāi)始時(shí)，cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)，在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后，ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前，線框又做勻速運(yùn)動(dòng)。線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q線框在下落過(guò)程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g；求（1）線框ab邊將離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍；abcdefpq2l磁場(chǎng)區(qū)（2）磁場(chǎng)上下邊界間的距離H【課時(shí)效果檢測(cè)】

19、基礎(chǔ)演練答案1A2.B3B4AC釋放瞬間，金屬棒只受重力作用，所以其加速度等于重力加速度金屬棒向下切割磁感線，產(chǎn)生的電流由ba流經(jīng)R，當(dāng)速度為v時(shí)，感應(yīng)電流I，則安培力FBIL.從能量守恒方面看，重力勢(shì)能的減少量等于彈性勢(shì)能的增加量與電阻R上產(chǎn)生的總熱量之和5BD當(dāng)v最大時(shí)導(dǎo)體桿水平方向受力平衡，有FFfF安，即Fmg，v，故A錯(cuò)；通過(guò)電阻R的電量q，故B對(duì)；由動(dòng)能定理有WFWfWF安Ek，因?yàn)閃f<0，故C錯(cuò)，D對(duì)6BCD能力提升答案1. C2D設(shè)單匝閉合正方形線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，導(dǎo)線橫截面積為S0，密度為，電阻率為，則其剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度aggg，其中v為線圈剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度，可見(jiàn)加速

20、度的大小與線框的粗細(xì)無(wú)關(guān)，兩線圈運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相同，故兩線圈到達(dá)地面的速度相等，線圈產(chǎn)生的熱量為克服安培力做功的大小，兩線圈做功位移相等，但FA，因兩線圈電阻不同，線圈I電阻大，其安培力小，故其做功少，產(chǎn)生熱量也少，故本題正確選項(xiàng)為D.3C當(dāng)金屬棒受到的安培力和阻力平衡時(shí)速度最大，根據(jù)EBL(vvm)，I，F(xiàn)安BIL,2F安Ff，解得vm， 故C正確413.472 J解析當(dāng)電動(dòng)機(jī)提供的牽引力等于導(dǎo)體棒所受安培力與滑動(dòng)摩擦力之和時(shí)，速度最大為vmax，由題知此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率最大故有Fmg將已知數(shù)據(jù)代入得10vvmax7.20解得vmax0.8 m/s(負(fù)值舍去)全過(guò)程，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知tQ

21、mgxmv代入已知數(shù)據(jù)得Q13.472 J.5(1)18 N(2)2.0 m/s2(3)4.12 J解析(1)對(duì)金屬桿受力分析如右圖所示由vt圖象可知導(dǎo)軌最后勻速運(yùn)動(dòng)且vmax4 m/s.即Fmgsin 30°F安F安BILI由解得：Fmgsin 30°18 N.(2)對(duì)金屬桿由牛頓第二定律得Fmgsin 30°F安maa2.0 m/s2.(3)由vt圖象知：0.8 s內(nèi)位移即為00.8 s內(nèi)圖象所包圍的小方格面積的和，小方格的個(gè)數(shù)為28個(gè)，故x28×0.2×0.21.12 m設(shè)在前0.8 s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q，則由功能關(guān)系得FxQmgxs

22、in mv2，由vt圖象知0.8 s時(shí)速度v2.2 m/s解得：QFxmgxsin mv24.12 J.6.（1）F=0.24N（2）B0=0.4T（3）7.（1） （2）解析（1）導(dǎo)體棒上的電動(dòng)勢(shì)為 電阻R消耗的功率為 聯(lián)立式得 （2）導(dǎo)體棒所受到的導(dǎo)軌的摩擦力為 所受到的磁場(chǎng)施加的安培力為 式中I為感應(yīng)電流。由于導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，作用在導(dǎo)體棒上的外力F應(yīng)滿足力的平衡條件 F=f1+f2 由歐姆定律得 E=IR 聯(lián)立式得 8.【答案】（1）0.04V （2）0.04N 【解析】（1）棒在進(jìn)入磁場(chǎng)前，棒沒(méi)有做切割磁感線，但磁場(chǎng)的強(qiáng)弱發(fā)生變化，導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化。abcd的面積 由聯(lián)立得：E=0.04V（2）棒進(jìn)入磁場(chǎng)中后，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒到達(dá)bd時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，同時(shí)切割長(zhǎng)度最大，到達(dá)bd時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 產(chǎn)生的感應(yīng)電流 所受最大安培力 由聯(lián)立得：F=0.04N棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)，切割的長(zhǎng)度 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 由聯(lián)立感應(yīng)電流為： 9.【答案】(1) (2) (3) 、【解析】（1）設(shè)ab棒的初動(dòng)能為Ek， ef棒和電阻R在此過(guò)程產(chǎn)生的熱量分別為W和W1，有 W+ W1=Ek 且 W=W1 由題有 E1= 得