高考核動(dòng)力屆高考物理一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用課件

1、第第3 3單元單元 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用填一填填一填1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生化的回路將產(chǎn)生，該導(dǎo)體，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于或回路相當(dāng)于因此，電磁感因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律I.電源的內(nèi)電壓電源的內(nèi)電壓Ur.電源的路端電壓電源的路端電壓UIR.(3)通過導(dǎo)體的電量通過導(dǎo)體的電量qIt.【溫馨提示】【溫馨提示】路端電壓、電動(dòng)勢和某電阻兩端的電壓三者的區(qū)別：路端電壓、電動(dòng)勢和某電阻兩端的電壓三者的區(qū)別：(1)某段導(dǎo)體

2、作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與某段導(dǎo)體作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積其電阻的乘積(2)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢減內(nèi)電壓，當(dāng)壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢減內(nèi)電壓，當(dāng)其電阻不計(jì)時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢其電阻不計(jì)時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(3)某段導(dǎo)體作電源，斷路時(shí)電壓等于電動(dòng)勢某段導(dǎo)體作電源，斷路時(shí)電壓等于電動(dòng)勢1通電導(dǎo)體在磁場中將受到通電導(dǎo)體在磁場中將受到作用，電磁作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起，基本方法是：感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起，基本方法是

3、：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；大小和方向；(2)求回路中的電流；求回路中的電流；(3)分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分包含安培力在內(nèi)的全面受力分析析)；(4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程 2電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋解決這類問題的關(guān)鍵是通過受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度為最大值或最小值的條件找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度為最大值或最小值

4、的條件1電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到作用因此要維持安培力存在，必須有作用因此要維持安培力存在，必須有“外力外力”克服克服做功此過程中，其他形做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為式的能轉(zhuǎn)化為“外力外力”克服安克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能他形式的能同理，安培力做功的過程，是同理，安培力做功的過程，是轉(zhuǎn)化為其他形式的

5、能的過程，安培力做多少功轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少就有多少轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能練一練練一練1.如圖所示是兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是如圖所示是兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，小金屬環(huán)的電阻是大金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)大金屬環(huán)電阻的二分之一，磁場垂直穿過大金屬環(huán)所在區(qū)域當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)域當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在大環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為電動(dòng)勢為E，則，則a、b兩點(diǎn)間的電勢差為兩點(diǎn)間的電勢差為()【答案】【答案】B【解析】【解析】由公式由公式EBlv可知，當(dāng)刷卡速度減半時(shí)，可知，當(dāng)刷卡速度減半時(shí)，線圈中

6、的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值減半，且刷卡所用時(shí)間加倍，故線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值減半，且刷卡所用時(shí)間加倍，故本題正確選項(xiàng)為本題正確選項(xiàng)為D.【答案】【答案】D3如圖所示，有兩根和水平方向成如圖所示，有兩根和水平方向成角的光滑且平行角的光滑且平行的金屬軌道，上端接有可變電阻的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一根質(zhì)量為一根質(zhì)量為m的的金屬桿從軌道上由靜止滑下經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿金屬桿從軌道上由靜止滑下經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會趨近于一個(gè)最大速度的速度會趨近于一個(gè)最大速度vm，則，

7、則()A如果如果B增大，增大，vm將變大將變大B如果如果變大，變大，vm將變大將變大C如果如果R變大，變大，vm將變大將變大D如果如果m變小，變小，vm將變大將變大 【答案】【答案】BC4如圖所示電路，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角如圖所示電路，兩根光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為為的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻的斜面上，導(dǎo)軌下端接有電阻R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，斜面處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，電阻可忽略不計(jì)的金屬棒處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，電阻可忽略不計(jì)的金屬棒ab質(zhì)質(zhì)量為量為m，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力，受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作的作用金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在

8、下滑高度用金屬棒沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑高度h的過程中，的過程中，以下說法正確的是以下說法正確的是()A作用在金屬棒上各力的合力做功為零作用在金屬棒上各力的合力做功為零B重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能重力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的電能C金屬棒克服安培力做的功等于電阻金屬棒克服安培力做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳上產(chǎn)生的焦耳熱熱D金屬棒克服恒力金屬棒克服恒力F做的功等于電阻做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳上產(chǎn)生的焦耳熱熱【解析】【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，合力做的功等于動(dòng)能的增根據(jù)動(dòng)能定理，合力做的功等于動(dòng)能的增量，故量，故A對；重力做的功等于重力勢能的減少，重力做的功對；重力做的功等于重力勢能的減少，重力做的功

9、等于克服等于克服F所做的功與產(chǎn)生的電能之和，而克服安培力做的所做的功與產(chǎn)生的電能之和，而克服安培力做的功等于電阻功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱，所以上產(chǎn)生的焦耳熱，所以B、D錯(cuò)，錯(cuò)，C對對【答案】【答案】AC考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的電路問題考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理1內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電源于電源(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其余部分是外電路余部分是外電路3突破策略突破策略(1)確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)

10、象的是哪一部分導(dǎo)體，該部確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是哪一部分導(dǎo)體，該部分導(dǎo)體可視為電源分導(dǎo)體可視為電源(2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律、串并聯(lián)規(guī)律等利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律、串并聯(lián)規(guī)律等4誤區(qū)分析誤區(qū)分析(1)不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分電路為電源部分，故該部分電路中的生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分電路為電源部分，故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流，而外電路中的電流方向仍是從高電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流，而外電路中的電流方向仍是從高電勢到低電勢電勢到

11、低電勢(2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒有注意等效電源應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒有注意等效電源的內(nèi)阻對電路的影響的內(nèi)阻對電路的影響(3)對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是路端電別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是路端電壓，而不是等效電源的電動(dòng)勢壓，而不是等效電源的電動(dòng)勢典例應(yīng)用典例應(yīng)用 【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】解決電磁感應(yīng)中的電路問題三步曲解決電磁感應(yīng)中的電路問題三步曲(1)“源源”的分析：的分析：用法拉第電磁感應(yīng)定律算出用法拉第電磁感應(yīng)定律算出E的大小，用楞次定的大小，用楞次定律或

12、右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，從而確定電源正負(fù)極，明確內(nèi)阻律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，從而確定電源正負(fù)極，明確內(nèi)阻r.(2)“路路”的分析：的分析：根據(jù)根據(jù)“等效電源等效電源”和電路中其他各元件的連接方和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路式畫出等效電路(3)利用規(guī)律求解利用規(guī)律求解(2015河南鄭州一模河南鄭州一模)如圖所示，在如圖所示，在xOy平面內(nèi)平面內(nèi)有一扇形金屬框有一扇形金屬框abc，其半徑為，其半徑為r，ac邊與邊與y軸重合，軸重合，bc邊與邊與x軸重合，且軸重合，且c位于坐標(biāo)原點(diǎn)，位于坐標(biāo)原點(diǎn)，ac邊與邊與bc邊的電阻不計(jì)，圓弧邊的電阻不計(jì)，圓弧ab上單位長度的電阻為上單

13、位長度的電阻為R.金屬桿金屬桿MN長度為長度為L，放在金屬框，放在金屬框abc上，上，MN與與ac邊緊鄰且重疊部分的電阻為邊緊鄰且重疊部分的電阻為R0.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面現(xiàn)對的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面現(xiàn)對MN桿施加一桿施加一個(gè)外力個(gè)外力(圖中未畫出圖中未畫出)，使之以，使之以c點(diǎn)為軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角點(diǎn)為軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為速度為.求：求： (1)在在MN桿運(yùn)動(dòng)過程中，通過桿的電流桿運(yùn)動(dòng)過程中，通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度與轉(zhuǎn)過的角度間的關(guān)系間的關(guān)系(2)整個(gè)電路消耗電功率的最小值是多少？整個(gè)電路消耗電功率的最小值是多少？考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象

14、問題考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理1圖象類型圖象類型 2.突破策略突破策略對圖象的分析，應(yīng)做到對圖象的分析，應(yīng)做到“四明確一理解四明確一理解”：(1)明確圖象所描述的物理意義；明確各種正、負(fù)號的含義；明確明確圖象所描述的物理意義；明確各種正、負(fù)號的含義；明確斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系斜率的含義；明確圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系(2)理解三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義：理解三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義： 3解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵弄清初始條件、正、負(fù)方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函弄清初始條件、正、負(fù)方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折

15、點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵4解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是B-t圖象還是圖象還是-t圖象，或者圖象，或者E-t圖象、圖象、It圖象等圖象等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等化、截

16、距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象5主要題型主要題型(1)圖象的選擇圖象的選擇(2)圖象的轉(zhuǎn)換圖象的轉(zhuǎn)換(3)圖象的應(yīng)用圖象的應(yīng)用由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量量典例應(yīng)用典例應(yīng)用(2014安徽理綜，安徽理綜，23)如圖如圖1所示，勻強(qiáng)所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場的磁感應(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的的斜面向上絕緣斜面上固定有斜面向上絕緣斜面上固定有“”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長度均為長度均為2.5 m，MN連線水連線水平，

17、長為平，長為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)軸建立一維坐標(biāo)系系Ox.一根粗細(xì)均勻的金屬桿一根粗細(xì)均勻的金屬桿CD，長度，長度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，從的作用下，從MN處以恒定速處以恒定速度度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)(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好好)g取取10 m/s2. (1)求金屬桿求金屬桿CD運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E及運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)到到x0.8 m處電勢差處電勢差UCD；(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

18、點(diǎn)過程中拉力點(diǎn)過程中拉力F與位與位置坐標(biāo)置坐標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖的關(guān)系式，并在圖2中畫出中畫出F-x關(guān)系圖象；關(guān)系圖象；(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)的全過程產(chǎn)生的焦耳點(diǎn)的全過程產(chǎn)生的焦耳熱熱 【解題指導(dǎo)】【解題指導(dǎo)】1.金屬桿勻速上移過程中切割磁感線產(chǎn)金屬桿勻速上移過程中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢生的感應(yīng)電動(dòng)勢E為定值，但為定值，但CD桿接入電路的有效長度在桿接入電路的有效長度在變化，故回路中電流及桿所受安培力均發(fā)生變化變化，故回路中電流及桿所受安培力均發(fā)生變化2安培力在時(shí)刻變化，外力安培力在時(shí)刻變化，外力F也在時(shí)刻變化，故桿也在時(shí)刻變化，故桿CD所受的力為動(dòng)態(tài)平衡力

19、所受的力為動(dòng)態(tài)平衡力3外力的功一部分用來增加重力勢能，另一部分轉(zhuǎn)化外力的功一部分用來增加重力勢能，另一部分轉(zhuǎn)化為為CD桿有效長度上的焦耳熱桿有效長度上的焦耳熱【課堂筆記】【課堂筆記】(1)由題可知，金屬桿由題可知，金屬桿CD在勻速運(yùn)動(dòng)過在勻速運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為EBdv1.5 V由幾何關(guān)系可知，金屬桿運(yùn)動(dòng)到由幾何關(guān)系可知，金屬桿運(yùn)動(dòng)到x0.8 m處時(shí)，接入電處時(shí)，接入電路的長度為路的長度為l1.8 m，故可知，故可知UCD(BdvBlv)0.6 V【答案】【答案】(1)1.5 V0.6 V(2)F12.53.75x圖象見解析圖象見解析(3)7.5 J互動(dòng)探究互動(dòng)探

20、究將上題中圖將上題中圖2的縱軸改為的縱軸改為i(表示通過回路的電流表示通過回路的電流)，橫軸改為，橫軸改為t.試畫試畫出出it關(guān)系圖象，并求全過程通過金屬桿截面的電荷量關(guān)系圖象，并求全過程通過金屬桿截面的電荷量 考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題考點(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理1安培力的大小安培力的大小典例應(yīng)用典例應(yīng)用(2014江蘇單科，江蘇單科，13)如圖所示，在勻強(qiáng)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，長為，長為3d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為，在導(dǎo)軌的中部刷有一段長為d的薄

21、絕緣涂層勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的薄絕緣涂層勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)，方向與導(dǎo)軌平面垂直質(zhì)量為軌平面垂直質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌放在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在底端導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為兩導(dǎo)軌間的電阻為R，其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度，其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度為為g.求：求： (1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小導(dǎo)體棒

22、勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q.【解題指導(dǎo)】【解題指導(dǎo)】1.導(dǎo)體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中作什么性質(zhì)的導(dǎo)體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中作什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？受力情況如何？運(yùn)動(dòng)？受力情況如何？2導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中能量又是如何轉(zhuǎn)化的？導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中能量又是如何轉(zhuǎn)化的？提示提示：1.由靜止開始做變加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，加速度由靜止開始做變加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，加速度減小，然后以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)在滑上涂層前受重力、支減小，然后以某一速度勻速運(yùn)動(dòng)在滑上涂層前受重力、支持力和安培力作用；在涂層運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力、支持力、摩擦力持力和安培力作用；在涂層運(yùn)動(dòng)時(shí)受重力、支

23、持力、摩擦力和安培力作用；最后一段受力情況與第一段相同和安培力作用；最后一段受力情況與第一段相同2重力勢能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱量，電阻重力勢能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱量，電阻R上產(chǎn)生的上產(chǎn)生的焦耳熱及導(dǎo)體的動(dòng)能焦耳熱及導(dǎo)體的動(dòng)能如圖所示，如圖所示，MN和和PQ是兩條水平放置彼此平行是兩條水平放置彼此平行的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量的金屬導(dǎo)軌，質(zhì)量m0.2 kg、電阻、電阻r0.5 的金屬桿的金屬桿ab垂直垂直跨接在導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌左跨接在導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌左端接阻值端接阻值R2 的電阻，理想電壓表并接在的電阻，理想電壓表并接在R兩端，導(dǎo)軌電兩端，導(dǎo)軌電阻不計(jì)阻

24、不計(jì)t0時(shí)刻時(shí)刻ab受水平拉力受水平拉力F的作用后由靜止開始向右的作用后由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，做勻加速運(yùn)動(dòng)，ab桿與導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)桿與導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，第，第4 s末，末，ab桿的速度桿的速度v1 m/s，電壓表示數(shù)，電壓表示數(shù)U0.4 V取重力加速度取重力加速度g10 m/s2. (1)在第在第4 s末，末，ab桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和受到的安培力各為多桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和受到的安培力各為多大？大？(2)若第若第4 s末以后，末以后，ab桿做勻速運(yùn)動(dòng)，則在勻速運(yùn)動(dòng)階段的拉力桿做勻速運(yùn)動(dòng)，則在勻速運(yùn)動(dòng)階段的拉力為多大？整個(gè)過程拉力的最大值為多大？為多大？整個(gè)過程拉力的最大值為多大？(3)

25、若第若第4 s末以后，拉力的功率保持不變，末以后，拉力的功率保持不變，ab桿能達(dá)到的最大速桿能達(dá)到的最大速度為多大？度為多大？【答案】【答案】(1)0.5 V0.10 N (2)0. 50 N0.55 N(3)1. 08 m/s用用“守恒與轉(zhuǎn)化守恒與轉(zhuǎn)化”的觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)中的能量問題的觀點(diǎn)處理電磁感應(yīng)中的能量問題1能量守恒與轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)能量守恒與轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)2電能的求解思路電能的求解思路如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，一勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端豎直放置，一勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與與P間連接阻值為間連接阻值為R0.

26、40 的電阻，質(zhì)量為的電阻，質(zhì)量為m0. 01 kg、電阻為電阻為r0. 30 的金屬棒的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)由靜止開始下滑，其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度軌電阻不計(jì)，重力加速度g取取10 m/s2.試求：試求： (1)當(dāng)當(dāng)t0.7 s時(shí)，重力對金屬棒時(shí)，重力對金屬棒ab做功的功率；做功的功率；(2)金屬棒金屬棒ab在開始運(yùn)動(dòng)的在開始運(yùn)動(dòng)的0.7 s內(nèi)，電阻內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；上產(chǎn)生的焦耳熱；(3)從開始運(yùn)動(dòng)到從開始運(yùn)動(dòng)到t0.4 s的時(shí)間內(nèi)，通過金屬棒的時(shí)間內(nèi)，通過金屬

27、棒ab的電荷量的電荷量【解析】【解析】(1)由表格中數(shù)據(jù)可知：金屬棒先做加速度減小的加由表格中數(shù)據(jù)可知：金屬棒先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以速運(yùn)動(dòng)，最后以7 m/s的速度勻速下落，則的速度勻速下落，則t0.7 s時(shí)，重力對金屬棒時(shí)，重力對金屬棒ab做功的功率為做功的功率為PGmgv0.7 W.【答案】【答案】(1)0.7 W(2)0.06 J(3)0.2 C【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】此類問題求解的一般步驟此類問題求解的一般步驟(1)確定研究對象確定研究對象(導(dǎo)體棒或回路導(dǎo)體棒或回路)；(2)弄清電磁感應(yīng)過程中，哪些力做功，哪些形式的能弄清電磁感應(yīng)過程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化；量相

28、互轉(zhuǎn)化；(3)根據(jù)能量守恒定律列式求解根據(jù)能量守恒定律列式求解 如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為軌，導(dǎo)軌間距為l0.2 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間有水平方向的，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2 T，方向如圖所示，有，方向如圖所示，有兩根質(zhì)量均為兩根質(zhì)量均為m0.1 kg，長度均為，長度均為l0.2 m，電阻均為，電阻均為R0.4 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab和和cd與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力F使使ab棒向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，棒向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd棒剛好能靜止不動(dòng)，

29、則下列說棒剛好能靜止不動(dòng)，則下列說法正確的是法正確的是(g取取10 m/s2)()Aab棒運(yùn)動(dòng)的速度是棒運(yùn)動(dòng)的速度是5 m/sB力力F的大小為的大小為1 NC在在1 s內(nèi)，力內(nèi)，力F做的功為做的功為5 JD在在1 s內(nèi)，內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為棒產(chǎn)生的電熱為5 J【答案】【答案】A如圖所示，導(dǎo)線框如圖所示，導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)固定在豎直平面內(nèi)，導(dǎo)線線ab和和cd間的寬度為間的寬度為l，b、c間電阻阻值為間電阻阻值為R，其他電阻均可，其他電阻均可忽略忽略ef是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)體桿，桿的質(zhì)量為是一電阻可忽略的水平放置的導(dǎo)體桿，桿的質(zhì)量為m，桿的兩端分別與，桿的兩端分別與ab和

30、和cd保持良好接觸，且能沿導(dǎo)線框無保持良好接觸，且能沿導(dǎo)線框無摩擦地滑動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為摩擦地滑動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向與框面垂的勻強(qiáng)磁場方向與框面垂直現(xiàn)用一恒力直現(xiàn)用一恒力F豎直向上拉豎直向上拉ef，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)，使其由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)ef上升高度為上升高度為h時(shí)，時(shí)，ef恰好做勻速運(yùn)動(dòng)求：恰好做勻速運(yùn)動(dòng)求：(1) ef勻速上升的速度勻速上升的速度v的大小的大小(2)ef從開始運(yùn)動(dòng)到上升從開始運(yùn)動(dòng)到上升h的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q的大小的大小模擬題組模擬題組1(2015洛陽高三質(zhì)檢洛陽高三質(zhì)檢)如圖所示，兩根足夠長的光滑金如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬

31、導(dǎo)軌水平平行放置，間距為屬導(dǎo)軌水平平行放置，間距為l1 m，cd間、間、de間、間、cf間間分別接阻值為分別接阻值為R10 的電阻，一阻值為的電阻，一阻值為R10 的導(dǎo)體的導(dǎo)體棒棒ab以速度以速度v4 m/s勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良勻速向左運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為好；導(dǎo)軌所在平面存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.5 T、方向、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場下列說法中正確的是豎直向下的勻強(qiáng)磁場下列說法中正確的是()A導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛芍须娏鞯牧飨驗(yàn)橛蒪到到aBcd兩端的電壓為兩端的電壓為1 VCde兩端的電壓為兩端的電壓為1 VDfe兩端的電壓為兩端的電

32、壓為1 V【答案】【答案】BD2(2015成都高三模擬成都高三模擬)有一個(gè)勻強(qiáng)磁場，它的邊界是有一個(gè)勻強(qiáng)磁場，它的邊界是MN，在，在MN左側(cè)是無場區(qū)，右側(cè)是勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖甲左側(cè)是無場區(qū)，右側(cè)是勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖甲所示，現(xiàn)在有一個(gè)金屬線框以恒定速度從所示，現(xiàn)在有一個(gè)金屬線框以恒定速度從MN左側(cè)進(jìn)入勻強(qiáng)左側(cè)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域，線框中的電流隨時(shí)間變化的磁場區(qū)域，線框中的電流隨時(shí)間變化的i-t圖像如圖乙所圖像如圖乙所示則可能的線框是示則可能的線框是()【解析】【解析】A為圓形線框，勻速移動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流不是按為圓形線框，勻速移動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流不是按線性變化的，選項(xiàng)線性變化的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中六邊形線框勻速移動(dòng)選項(xiàng)中六邊形線框勻速移動(dòng)時(shí)，電流先均勻增大，然后保持不變，再均勻減小，選項(xiàng)時(shí)，電流先均勻增大，然后保持不變，再均勻減小，選項(xiàng)D正確；正確；B、C選項(xiàng)中線框有效切割長度先均勻增大，達(dá)到最選項(xiàng)中線框有效切割長度先均勻增大，達(dá)到最大馬上又均勻減小，選項(xiàng)大馬上又均勻減小，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤錯(cuò)誤【答案】【答案】D高考題組高考題組3(2013天津卷，天津卷，3)如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框合線框abcd，ab邊長大于邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界邊長，置于垂直紙面向里、邊