專題10《電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和能量問(wèn)題》

1、一、感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安培力一、感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安培力1.1.安培力的大小安培力的大小: :F F= =BILBIL= = 2.2.安培力的方向判斷安培力的方向判斷(1)(1)右手定則和左手定則相結(jié)合右手定則和左手定則相結(jié)合, ,先用先用 確定確定感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向, ,再用再用 判斷感應(yīng)電流所受安判斷感應(yīng)電流所受安培力的方向培力的方向. .(2)(2)用楞次定律判斷用楞次定律判斷, ,感應(yīng)電流所受安培力的方向一感應(yīng)電流所受安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向 . .專題專題10 10 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題和能

2、量問(wèn)題考點(diǎn)自清考點(diǎn)自清RLBREBLv22右手定則右手定則左手定則左手定則相反相反 點(diǎn)撥點(diǎn)撥1.1.由由F F= = 知知, ,v v變化時(shí)變化時(shí), ,F F變化變化, ,物體所受合外力物體所受合外力變化變化, ,物體的加速度變化物體的加速度變化, ,因此可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)因此可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析行動(dòng)態(tài)分析. .2.2.在求某時(shí)刻速度時(shí)在求某時(shí)刻速度時(shí), ,可先根據(jù)受力情況確定該時(shí)可先根據(jù)受力情況確定該時(shí)刻的安培力刻的安培力, ,然后用上述公式進(jìn)行求解然后用上述公式進(jìn)行求解. .VRLB22二、電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化二、電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化1.1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是 和

3、和 之間之間的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化. .2.2.感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力, ,外力克服安培力外力克服安培力 , ,將將 的能轉(zhuǎn)化為的能轉(zhuǎn)化為 , ,電流做功再電流做功再 將電能轉(zhuǎn)化為將電能轉(zhuǎn)化為 . .3.3.電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算, ,公式為公式為 . .其他形式的能其他形式的能電能電能做功做功其他形式其他形式電能電能內(nèi)能內(nèi)能Q Q= =I I2 2RtRt特別提醒特別提醒在利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應(yīng)的問(wèn)題在利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應(yīng)的問(wèn)題時(shí)時(shí), ,要注意分析安培力做功的情況要注意分析安培力做功的情況, ,因?yàn)榘才嗔ψ龅?/p>

4、因?yàn)榘才嗔ψ龅墓κ请娔芎推渌问降哪苤g相互轉(zhuǎn)化的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁橋梁”. .簡(jiǎn)單表示如下簡(jiǎn)單表示如下: :電能電能 其他形式能其他形式能. .W W安安0 0W W安安0 0熱點(diǎn)一熱點(diǎn)一 對(duì)導(dǎo)體的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析對(duì)導(dǎo)體的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手, ,運(yùn)用牛頓第二定律運(yùn)用牛頓第二定律. .基本方基本方法是法是: :受力分析受力分析運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析( (確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程和最終的確定運(yùn)動(dòng)過(guò)程和最終的穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài))由牛頓第二定律列方程求解由牛頓第二定律列方程求解. .運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu): :這樣周而復(fù)始的循環(huán)這樣周而復(fù)始的循環(huán),

5、 ,循環(huán)結(jié)束時(shí)加速度等于零循環(huán)結(jié)束時(shí)加速度等于零, ,導(dǎo)導(dǎo)體達(dá)到平衡狀態(tài)體達(dá)到平衡狀態(tài). .在分析過(guò)程中要抓住在分析過(guò)程中要抓住a a=0=0時(shí)速度時(shí)速度v v達(dá)達(dá)到最大這一關(guān)鍵到最大這一關(guān)鍵. .熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦特別提示特別提示1.1.對(duì)電學(xué)對(duì)象要畫(huà)好必要的等效電路圖對(duì)電學(xué)對(duì)象要畫(huà)好必要的等效電路圖. .2.2.對(duì)力學(xué)對(duì)象要畫(huà)好必要的受力分析圖和過(guò)程示對(duì)力學(xué)對(duì)象要畫(huà)好必要的受力分析圖和過(guò)程示意圖意圖. .熱點(diǎn)二熱點(diǎn)二 電路中的能量轉(zhuǎn)化分析電路中的能量轉(zhuǎn)化分析從能量的觀點(diǎn)著手從能量的觀點(diǎn)著手, ,運(yùn)用動(dòng)能定理或能量守恒定律運(yùn)用動(dòng)能定理或能量守恒定律. .基本方法是基本方法是: :受力分析受力分

6、析弄清哪些力做功弄清哪些力做功, ,做正功還是負(fù)功做正功還是負(fù)功明確明確有哪些形式的能參與轉(zhuǎn)化有哪些形式的能參與轉(zhuǎn)化, ,哪些增哪些減哪些增哪些減由動(dòng)能定由動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解理或能量守恒定律列方程求解. .例如例如, ,如圖如圖1 1所示所示, ,金屬棒金屬棒abab沿導(dǎo)軌沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí)由靜止下滑時(shí), ,重力勢(shì)能減少重力勢(shì)能減少, ,一一部分用來(lái)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為部分用來(lái)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能感應(yīng)電流的電能, ,最終在最終在R R上轉(zhuǎn)化上轉(zhuǎn)化為焦耳熱為焦耳熱, ,另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能的動(dòng)能. .若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng), ,棒最終達(dá)到穩(wěn)

7、定狀態(tài)勻速運(yùn)棒最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)時(shí), ,重力勢(shì)能的減少則完全用來(lái)克服安培力做功轉(zhuǎn)重力勢(shì)能的減少則完全用來(lái)克服安培力做功轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能化為感應(yīng)電流的電能. .因此因此, ,從功和能的觀點(diǎn)入手從功和能的觀點(diǎn)入手, ,分分析清楚電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系析清楚電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系, ,是解決電磁是解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的重要途徑之一感應(yīng)問(wèn)題的重要途徑之一. .圖圖1 1限時(shí)自我測(cè)試限時(shí)自我測(cè)試(20(20分分) )如圖如圖7 7所示所示, ,足夠長(zhǎng)的光滑平行金足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ豎直放置豎直放置, ,一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B=0.50 T=0

8、.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面面, ,導(dǎo)軌的上端導(dǎo)軌的上端M M與與P P間連接阻值為間連接阻值為R R=0.30 =0.30 的電阻的電阻, ,長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng) L=0.40 m=0.40 m、電阻、電阻為為r r=0.20 =0.20 的金屬棒的金屬棒abab緊貼在導(dǎo)軌上緊貼在導(dǎo)軌上. .現(xiàn)使金屬棒現(xiàn)使金屬棒abab由靜止開(kāi)始下滑由靜止開(kāi)始下滑, ,通過(guò)傳感器記錄金通過(guò)傳感器記錄金屬棒屬棒abab下滑的距離下滑的距離, ,其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下表所示表所示, ,導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì).(.(g g=10 m/s=10 m/s2 2)

9、)求求: :圖圖7 7時(shí)間時(shí)間t t(s(s) )0 00.100.100.200.200.300.300.400.400.500.500.600.600.700.70下滑距離下滑距離x x（m m）0 00.100.100.300.300.700.701.201.201.701.702.202.202.702.70(1)(1)在前在前0.4 s0.4 s的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi), ,金屬棒金屬棒abab電動(dòng)勢(shì)的平均值電動(dòng)勢(shì)的平均值. .(2)(2)金屬棒的質(zhì)量金屬棒的質(zhì)量. .(3)(3)在前在前0.7 s0.7 s的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi), ,電阻電阻R R上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量. .時(shí)間時(shí)間t t(s

10、(s) )0 00.100.100.200.200.300.300.400.400.500.500.600.600.700.70下滑距離下滑距離x x（m m）0 00.100.100.300.300.700.701.201.201.701.702.202.202.702.70解析解析 (1) = =0.6 V (1) = =0.6 V (4(4分分) )(2)(2)從表格中數(shù)據(jù)可知從表格中數(shù)據(jù)可知,0.3 s,0.3 s后金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)后金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)速度速度v v= =5 = =5 m/sm/s (2 (2分分) )由由mgmg- -F F=0 =0 (2 (2分分) )F F= =B

11、IL BIL (2(2分分) )I I= (2= (2分分) )E E= =BLBLv v (2(2分分) )解得解得m m=0.04 kg =0.04 kg (1 (1分分) )EtBLxttxrRE(3)(3)金屬棒在下滑過(guò)程中金屬棒在下滑過(guò)程中, ,有重力和安培力做功有重力和安培力做功, ,克克服安培力做的功等于回路的焦耳熱服安培力做的功等于回路的焦耳熱. .則則mgxmgx= = m mv v2 2-0+-0+Q Q (2(2分分) )Q QR R= (2= (2分分) )解得解得Q QR R=0.348 J (1=0.348 J (1分分) )答案答案 (1)0.6 V (2)0.0

12、4 kg (3)0.348 J(1)0.6 V (2)0.04 kg (3)0.348 J21QrRR解題思路圖解題思路圖B B題型題型1 1 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題【例例1 1】 如圖如圖2 2所示所示, ,光滑斜面的傾角光滑斜面的傾角 =30=30, ,在斜面上放置一矩形線框在斜面上放置一矩形線框 abcdabcd,ab,ab邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)l l1 1=1 =1 m,m,bcbc邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng) l l2 2=0.6 m,=0.6 m,線框的質(zhì)量線框的質(zhì)量m m=1 kg,=1 kg,電阻電阻 R R=0.1 ,=0.1 ,線框通過(guò)細(xì)線與重物相線框通過(guò)細(xì)線與重物相

13、連連, ,重物質(zhì)量重物質(zhì)量M M=2 kg,=2 kg,斜面上斜面上efef線線( (efefghghabab) )的右的右 方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B=0.5 T.=0.5 T.如果線如果線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng), ,進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的, ,efef 線和線和ghgh線的距離線的距離s s=11.4 m(=11.4 m(取取g g=10 m/s=10 m/s2 2).).求求: :題型探究題型探究圖圖2 2（1）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度）線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v. (2 ) a

14、b邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到gh線所用的時(shí)間線所用的時(shí)間t.(1)(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v v. .(2)(2)abab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ghgh線所用的時(shí)間線所用的時(shí)間t t. .思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 線框的運(yùn)動(dòng)可分為進(jìn)入磁場(chǎng)前、進(jìn)入磁線框的運(yùn)動(dòng)可分為進(jìn)入磁場(chǎng)前、進(jìn)入磁場(chǎng)中、完全進(jìn)入磁場(chǎng)后三個(gè)階段場(chǎng)中、完全進(jìn)入磁場(chǎng)后三個(gè)階段, ,分析每個(gè)階段的受分析每個(gè)階段的受力力, ,確定運(yùn)動(dòng)情況確定運(yùn)動(dòng)情況. .解析解析 (1)(1)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間內(nèi)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間內(nèi), ,重物重物和線框受力平衡和線框受力平衡, ,

15、分別有分別有MgMg= =F FT TF FT T= =mgmgsinsin + + F FA Aabab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E E= =BlBl1 1v v感應(yīng)電流感應(yīng)電流I I= =受到的安培力受到的安培力F FA A= =BIlBIl1 1聯(lián)立得聯(lián)立得MgMg= =mgmgsinsin + +代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得v v=6 =6 m/sm/sRBlREv1RlBv212(2)(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)對(duì)對(duì)M M有有: :MgMg- -F FT T= = MaMa對(duì)對(duì)m m有有: :F FT T- -mgmgsinsin

16、= = mama聯(lián)立解得聯(lián)立解得a a= =5 m/s= =5 m/s2 2該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t t1 1= = s=1.2 s= = s=1.2 s在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t t2 2= s=0.1 s= s=0.1 smMmgMgsinav5666 . 02vl完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同, ,加速度仍為加速度仍為5 m/s5 m/s2 2s s- -l l2 2= =v v t t3 3+ + atat3 32 2解得解得t t3 3=1.2 s=1.2 s因此因此abab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到邊由靜止

17、開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ghgh線所用的時(shí)間線所用的時(shí)間t t= =t t1 1+ +t t2 2+ +t t3 3=1.2 s+0.1 s+1.2 s=2.5 s=1.2 s+0.1 s+1.2 s=2.5 s答案答案 (1)6 (1)6 m/sm/s (2)2.5 s (2)2.5 s21規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 此類問(wèn)題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系此類問(wèn)題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系, ,相互制相互制約約, ,解決問(wèn)題首先要建立解決問(wèn)題首先要建立“動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)”的思維順的思維順序序, ,可概括為可概括為(1)(1)找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者, ,用法拉第電磁感應(yīng)定律和用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解電動(dòng)勢(shì)大小

18、和方向楞次定律求解電動(dòng)勢(shì)大小和方向. .(2)(2)根據(jù)等效電路圖根據(jù)等效電路圖, ,求解回路中電流的大小及求解回路中電流的大小及方向方向. .(3)(3)分析導(dǎo)體棒的受力情況及導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)后對(duì)電分析導(dǎo)體棒的受力情況及導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)后對(duì)電路中電學(xué)參量的路中電學(xué)參量的“反作用反作用”, ,即分析由于導(dǎo)體棒即分析由于導(dǎo)體棒受到安培力受到安培力, ,對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響對(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)電路中的電流有什么影響從而推理得出對(duì)電路中的電流有什么影響, ,最后定最后定性分析出導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況性分析出導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況. .(4)(4)列出牛頓第二定律或平衡方程求解

19、列出牛頓第二定律或平衡方程求解. .題型題型2 2 電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題【例例2 2】 如圖如圖4 4所示所示, ,兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌軌, ,與水平面的夾角均為與水平面的夾角均為 , ,該空間存在著兩個(gè)磁感該空間存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為應(yīng)強(qiáng)度大小均為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和和,區(qū)域區(qū)域的的磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下, ,區(qū)域區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂的磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上直導(dǎo)軌平面向上, ,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)在斜面上的寬度均為兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)在斜面上的寬度均為L(zhǎng) L, ,一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R、

20、邊長(zhǎng)為、邊長(zhǎng)為L(zhǎng) L的正方形金屬的正方形金屬線框線框, ,由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑, ,當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)到當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)到abab邊剛邊剛越過(guò)越過(guò)eeee即做勻速直線運(yùn)動(dòng)即做勻速直線運(yùn)動(dòng); ;當(dāng)線框剛好有一半進(jìn)入當(dāng)線框剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)時(shí), ,線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng). .求求: :(1)(1)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度時(shí)的速度v v. .(2)(2)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的加速度時(shí)的加速度. .(3)(3)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中產(chǎn)生的

21、熱量的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q Q. .思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥 (1)(1)第一次勻速直線運(yùn)動(dòng)和第二次勻速第一次勻速直線運(yùn)動(dòng)和第二次勻速直線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)相同嗎直線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)相同嗎? ?(2)(2)這一過(guò)程中都有幾種形式的能參與了轉(zhuǎn)化這一過(guò)程中都有幾種形式的能參與了轉(zhuǎn)化? ?解析解析 (1)(1)abab邊剛越過(guò)邊剛越過(guò)eeee即做勻速直線運(yùn)動(dòng)即做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,線框線框所受合力所受合力F F為零為零. .E E= =BlBlv v, ,I I= ,= ,則則mgmgsinsin = =BILBIL解得解得v v= =RE22sinLBmgR(2)(2)當(dāng)當(dāng)abab邊剛越過(guò)邊剛越過(guò)ffff時(shí)時(shí), ,

22、線框中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為線框中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E E=2=2BLBLv v此時(shí)線框的加速度為此時(shí)線框的加速度為a a= -= -g gsinsin = = - -g gsinsin =3 =3g gsin sin (3)(3)設(shè)線框再次做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為設(shè)線框再次做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v v,則則mgmgsinsin =2 =2B B v v=由能量守恒定律得由能量守恒定律得Q Q= =mgmg L Lsinsin + ( + ( m mv v2 2- - m mv v2 2) )= = mgLmgLsinsin + +mFmRLEB 2LRBLv244sin22vLBmgR232121234422

23、2332sin15LBRgm答案答案 (1) (2)3(1) (2)3g gsin sin 22sinLBmgR（3 3） mgmgL Lsinsin + +2344222332sin15LBRgm方法提煉方法提煉求解焦耳熱的途徑求解焦耳熱的途徑(1)(1)感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功做的功, ,即即Q Q= =W WA A. .(2)(2)感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過(guò)電阻做的功過(guò)電阻做的功, ,即即Q Q= =I I2 2RtRt. .(3)(3)感應(yīng)電流中產(chǎn)生的焦耳熱等于電磁感應(yīng)現(xiàn)感應(yīng)電流中產(chǎn)生

24、的焦耳熱等于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中其他形式能量的減少象中其他形式能量的減少, ,即即Q Q=E E他他. .變式練習(xí)變式練習(xí)2 2 如圖如圖5 5所示所示, ,將邊長(zhǎng)為將邊長(zhǎng)為a a、質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的正方形導(dǎo)線框的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出豎直向上拋出, ,穿過(guò)寬度為穿過(guò)寬度為b b、磁感、磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁場(chǎng)的方向磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里垂直紙面向里. .線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半, ,線框離開(kāi)磁場(chǎng)線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度后繼續(xù)上升一段高度, ,然后落下并勻速進(jìn)入

25、磁場(chǎng)然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng). .整整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力F Ff f, ,且且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng). .求求: :(1)(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v v2 2. .(2)(2)線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v v1 1. .(3)(3)線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q Q. .圖圖5 5解析解析 (1)(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間有線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間有mgmg= =F Ff f

26、+ + 解得解得v v2 2= = (2)(2)由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理, ,線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)線框從離開(kāi)磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn)的過(guò)程的過(guò)程( (mgmg+ +F Ff f) )h h= = m mv v1 12 2 線框從最高點(diǎn)回落至進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間線框從最高點(diǎn)回落至進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間( (mgmg- -F Ff f) )h h= = m mv v2 22 2 由聯(lián)立解得由聯(lián)立解得v v1 1= = v v2 2= =RaB222v22f)(aBRFmg 2121ffFmgFmg2f222)(FmgaBR(3)(3)設(shè)線框在向上通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中設(shè)線框在向上通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中, ,線框剛進(jìn)入磁線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)

27、時(shí)速度為場(chǎng)時(shí)速度為v v0 0, ,由能量守恒定律有由能量守恒定律有 m mv v0 02 2- - m mv v1 12 2= =Q Q+(+(mgmg+ +F Ff f)()(a a+ +b b) )v v0 0=2=2v v1 1Q Q= = ( (mgmg) )2 2- -F Ff f2 2-(-(mgmg+ +F Ff f)()(a a+ +b b) )答案答案 (1) (2)(1) (2)(3) (3) ( (mgmg) )2 2- -F Ff f2 2-(-(mgmg+ +F Ff f)()(a a+ +b b) )212144223aBmR22f)(aBRFmg 2f222)(

28、FmgaBR44223aBmR題型題型3 3 電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合應(yīng)用【例例3 3】光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng) L L=2 m,=2 m,兩導(dǎo)軌間距兩導(dǎo)軌間距d d=0.5 m,=0.5 m,軌軌 道平面與水平面的夾角道平面與水平面的夾角 =30=30, , 導(dǎo)軌上端接一阻值為導(dǎo)軌上端接一阻值為R R=0.6=0.6的的 電阻電阻, ,軌道所在空間有垂直軌道軌道所在空間有垂直軌道 平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁場(chǎng)的磁磁場(chǎng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B=1 T,=1 T,如圖如圖6 6所示所示. .有一質(zhì)量有一質(zhì)量m m=0.5=0.5kgkg、電阻

29、、電阻 r r=0.4=0.4的的 金屬棒金屬棒abab, ,放在導(dǎo)軌最上端放在導(dǎo)軌最上端, ,其余部分電阻不其余部分電阻不 計(jì)計(jì). .當(dāng)棒當(dāng)棒abab從軌道最上端由靜止開(kāi)始下滑到底端脫離軌從軌道最上端由靜止開(kāi)始下滑到底端脫離軌 道時(shí)道時(shí), ,電阻電阻R R上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量 =0.6 J,=0.6 J,取取g=10g=10m/sm/s2 2, , 試求試求: :圖圖6 61Q(1)(1)當(dāng)棒的速度當(dāng)棒的速度v v =2 =2 m/sm/s時(shí)時(shí), ,電阻電阻R R兩端的電壓兩端的電壓. .(2)(2)棒下滑到軌道最底端時(shí)的速度大小棒下滑到軌道最底端時(shí)的速度大小. .(3)(3)棒下滑到軌

30、道最底端時(shí)的加速度大小棒下滑到軌道最底端時(shí)的加速度大小. .解析解析 (1)(1)速度速度v v=2 =2 m/sm/s時(shí)時(shí), ,棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E E= =BdBdv v =1 V =1 V 電路中的電流電路中的電流I I = =1 A= =1 A 所以電阻所以電阻R R兩端的電壓兩端的電壓U U= =IRIR=0.6 V=0.6 V rRE(2)(2)根據(jù)根據(jù)Q Q= =I I 2 2RtRtR R在棒下滑的整個(gè)過(guò)程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量在棒下滑的整個(gè)過(guò)程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量 設(shè)棒到達(dá)底端時(shí)的速度為設(shè)棒到達(dá)底端時(shí)的速度為v v m m, ,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒根據(jù)能的轉(zhuǎn)

31、化和守恒定律定律, ,得得mgLmgLsinsin = = 解得解得v v m m=4 =4 m/sm/s J4 . 012QRrQ212m21QQmv(3)(3)棒到底端時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流棒到底端時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有mg mg sin -sin -B BI I m md d= =ma ma 解得解得a a=3 m/s=3 m/s2 2 答案答案 (1)0.6(1)0.6V V(2)4 m/s(2)4 m/s(3)3(3)3m/sm/s2 2A2mmrRBdIv 本題共本題共1010分分. .其中其中式各式各1 1分分, , 式式2 2分分. .【導(dǎo)析

32、導(dǎo)析】1.1.本題綜合考查電磁感應(yīng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量的本題綜合考查電磁感應(yīng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律等，解答的關(guān)鍵是對(duì)金屬框進(jìn)行正轉(zhuǎn)化與守恒定律等，解答的關(guān)鍵是對(duì)金屬框進(jìn)行正確的受力分析，弄清楚能量的轉(zhuǎn)化情況確的受力分析，弄清楚能量的轉(zhuǎn)化情況. .2.2.對(duì)導(dǎo)體棒或線框受力分析時(shí)，安培力是它們受到對(duì)導(dǎo)體棒或線框受力分析時(shí)，安培力是它們受到的其中一個(gè)力，因此分析導(dǎo)體棒或線框的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的其中一個(gè)力，因此分析導(dǎo)體棒或線框的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，方法與力學(xué)中完全相同，但必須注意的是，安時(shí)，方法與力學(xué)中完全相同，但必須注意的是，安培力是個(gè)容易變化的力，其大小和方向都可能隨著培力是個(gè)容易變化的力，其大小

33、和方向都可能隨著速度的變化而變化速度的變化而變化. .【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】能力提升能力提升1.1.如圖如圖8 8所示所示, ,邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng) L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)的正方形導(dǎo)線框質(zhì) 量為量為m m, ,由距磁場(chǎng)由距磁場(chǎng)H H高處自由下落高處自由下落, ,其下邊其下邊 abab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后, ,線圈開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)線圈開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng), , 直到其上邊直到其上邊cdcd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí)剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí), ,速度減為速度減為 abab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半, ,磁場(chǎng)的寬度也磁場(chǎng)的寬度也 為為L(zhǎng) L, ,則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中發(fā)出的則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中發(fā)出的 焦耳熱為焦耳

34、熱為 ( )( ) A.2 A.2mgLmgL B.2 B.2mgLmgL+ +mgHmgH C.2 C.2mgLmgL+ + mgHmgH D.2 D.2mgLmgL+ + mgHmgH圖圖8 84341解析解析 設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v v1 1, ,剛穿出磁場(chǎng)時(shí)剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度的速度v v2 2= = 線框自開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度線框自開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度為為2 2L L. .由題意由題意 m mv v1 12 2= =mgHmgH m mv v1 12 2+ +mgmg2 2L L= = m mv v2 22 2+ +Q Q 由得由

35、得Q Q=2=2mgLmgL+ + mgHmgH,C,C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .答案答案 C C21v212121432.2.如圖如圖9 9所示所示, ,平行導(dǎo)軌與水平地面成平行導(dǎo)軌與水平地面成 角角, ,沿水平方向橫放在平行導(dǎo)軌上沿水平方向橫放在平行導(dǎo)軌上 的金屬棒的金屬棒abab處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài). .現(xiàn)加一個(gè)現(xiàn)加一個(gè) 豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,且使磁場(chǎng)的磁且使磁場(chǎng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大, ,直到直到abab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng), , 在運(yùn)動(dòng)之前金屬棒在運(yùn)動(dòng)之前金屬棒abab受到的靜摩擦力受到的靜摩擦力 可能是可能是 ( )( ) A. A.逐漸減小逐漸減小

36、, ,方向不變方向不變 B.B.逐漸增大逐漸增大, ,方向不變方向不變 C.C.先減小后增大先減小后增大, ,方向發(fā)生變化方向發(fā)生變化 D.D.先增大后減小先增大后減小, ,方向發(fā)生變化方向發(fā)生變化圖圖9 9解析解析 沒(méi)有加磁場(chǎng)前金屬棒沒(méi)有加磁場(chǎng)前金屬棒abab受力如下圖受力如下圖甲甲, ,F Ff f= =mgmgsinsin ; ;當(dāng)加磁場(chǎng)后由楞次定律可以判斷當(dāng)加磁場(chǎng)后由楞次定律可以判斷回路感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針回路感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針, ,磁場(chǎng)會(huì)立即對(duì)電流磁場(chǎng)會(huì)立即對(duì)電流施加力的作用施加力的作用, ,金屬棒金屬棒abab的受力如圖乙的受力如圖乙, ,F Ff f= =mgmgsinsi

37、n + +F F安安coscos , ,很顯然金屬棒很顯然金屬棒abab后來(lái)受到的靜摩擦力后來(lái)受到的靜摩擦力大于開(kāi)始時(shí)的靜摩擦力大于開(kāi)始時(shí)的靜摩擦力, ,故故B B項(xiàng)正確項(xiàng)正確. .答案答案 B B甲甲乙乙3.3.平行金屬導(dǎo)軌平行金屬導(dǎo)軌MNMN豎直放置于絕緣水豎直放置于絕緣水 平地板上如圖平地板上如圖1010所示所示, ,金屬桿金屬桿PQPQ可以可以 緊貼導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)緊貼導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng), ,導(dǎo)軌間除固定導(dǎo)軌間除固定 電阻電阻R R外外, ,其他電阻不計(jì)其他電阻不計(jì), ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B垂垂 直穿過(guò)導(dǎo)軌平面直穿過(guò)導(dǎo)軌平面, ,以下有兩種情況以下有兩種情況: :第第 一次一次, ,閉合開(kāi)

38、關(guān)閉合開(kāi)關(guān)S,S,然后從圖中位置由然后從圖中位置由 靜止釋放靜止釋放PQPQ, ,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后PQPQ勻速到達(dá)地面勻速到達(dá)地面; ; 第二次第二次, ,先從同一高度由靜止釋放先從同一高度由靜止釋放PQPQ, ,當(dāng)當(dāng)PQPQ下滑下滑 一段距離后突然關(guān)閉開(kāi)關(guān)一段距離后突然關(guān)閉開(kāi)關(guān), ,最終最終PQPQ也勻速到達(dá)了也勻速到達(dá)了 地面地面. .設(shè)上述兩種情況下設(shè)上述兩種情況下PQPQ由于切割磁感線產(chǎn)生由于切割磁感線產(chǎn)生 的電能的電能( (都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能) )分別為分別為E E1 1、E E2 2, ,則可斷定則可斷定( )( )圖圖1010A.A.E E1 1 E E2 2B

39、.B.E E1 1= =E E2 2C.C.E E1 1 E E2 2D.D.無(wú)法判定無(wú)法判定E E1 1、E E2 2的大小的大小解析解析 設(shè)設(shè)PQPQ棒的質(zhì)量為棒的質(zhì)量為m m, ,勻速運(yùn)動(dòng)的速度為勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v v, ,導(dǎo)導(dǎo)軌寬軌寬l l, ,則由平衡條件則由平衡條件, ,得得BIlBIl= =mgmg, ,而而I I= ,= ,E E= =BlBlv v, ,所所以以v v= ,= ,可見(jiàn)可見(jiàn)PQPQ棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度與何時(shí)閉合棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度與何時(shí)閉合開(kāi)關(guān)無(wú)關(guān)開(kāi)關(guān)無(wú)關(guān), ,即即PQPQ棒兩種情況下落地速度相同棒兩種情況下落地速度相同, ,由能由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得的轉(zhuǎn)化和守恒定律得

40、: :機(jī)械能的損失完全轉(zhuǎn)化為電機(jī)械能的損失完全轉(zhuǎn)化為電能能, ,故兩次產(chǎn)生的電能相等故兩次產(chǎn)生的電能相等. .答案答案 B BRE22lBRmg4.4.如圖如圖1111所示所示, ,固定在水平絕緣平面上足固定在水平絕緣平面上足 夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻, ,但表面粗糙但表面粗糙, , 導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R R, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的金的金 屬棒屬棒( (電阻也不計(jì)電阻也不計(jì)) )放在導(dǎo)軌上放在導(dǎo)軌上, ,并與導(dǎo)并與導(dǎo) 軌垂直軌垂直, ,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁場(chǎng)磁場(chǎng) 方向與導(dǎo)軌平面垂直方向與導(dǎo)軌平面垂直. .用水平恒力用水

41、平恒力F F把把a(bǔ)bab棒從靜止棒從靜止 起向右拉動(dòng)的過(guò)程中起向右拉動(dòng)的過(guò)程中, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ( )( ) A. A.恒力恒力F F做的功等于電路產(chǎn)生的電能做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B.B.恒力恒力F F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生 的電能的電能 C.C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 D.D.恒力恒力F F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生 的電能和棒獲得的動(dòng)能之和的電能和棒獲得的動(dòng)能之和圖圖1111解析解析 物體克服安培力做功物體克服安培力做功, ,其

42、他形式的能轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能電能, ,且功的數(shù)值等于電路中產(chǎn)生的電能且功的數(shù)值等于電路中產(chǎn)生的電能,C,C正確正確; ;由由動(dòng)能定理知?jiǎng)幽芏ɡ碇? ,恒力恒力F F、安培力和摩擦力三者的合力做、安培力和摩擦力三者的合力做的功等于物體動(dòng)能的增加量的功等于物體動(dòng)能的增加量, ,故故A A、B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確, ,也也可從能量守恒角度進(jìn)行判定可從能量守恒角度進(jìn)行判定, ,即恒力即恒力F F做的功等于電做的功等于電路中產(chǎn)生的電能、因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能及棒動(dòng)能的路中產(chǎn)生的電能、因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能及棒動(dòng)能的增加增加. .答案答案 CDCD5.5.如圖如圖1212所示所示, ,兩根水平放

43、置的相互兩根水平放置的相互 平行的金屬導(dǎo)軌平行的金屬導(dǎo)軌abab、cdcd表面光滑表面光滑, , 處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,金屬金屬 棒棒PQPQ垂直于導(dǎo)軌放在上面垂直于導(dǎo)軌放在上面, ,以速度以速度 v v向右勻速運(yùn)動(dòng)向右勻速運(yùn)動(dòng), ,欲使棒欲使棒PQPQ停下來(lái)停下來(lái), ,下面的措施可行的下面的措施可行的是是( (導(dǎo)軌導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)足夠長(zhǎng), ,棒棒PQPQ有電阻有電阻) ( ) ( ) A. A.在在PQPQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒 B.B.在在PQPQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電

44、阻均 比棒比棒PQPQ大的金屬棒大的金屬棒 C.C.將導(dǎo)軌的將導(dǎo)軌的a a、c c兩端用導(dǎo)線連接起來(lái)兩端用導(dǎo)線連接起來(lái) D.D.將導(dǎo)軌的將導(dǎo)軌的a a、c c兩端和兩端和b b、d d兩端分別用導(dǎo)線連接兩端分別用導(dǎo)線連接 起來(lái)起來(lái)圖圖1212解析解析 在在PQPQ棒右側(cè)放金屬棒時(shí)棒右側(cè)放金屬棒時(shí), ,回路中會(huì)有感應(yīng)電回路中會(huì)有感應(yīng)電流流, ,使金屬棒加速使金屬棒加速, ,PQPQ棒減速棒減速, ,當(dāng)獲得共同速度時(shí)當(dāng)獲得共同速度時(shí), ,回路中感應(yīng)電流為零回路中感應(yīng)電流為零, ,兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng)兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng),A,A、B B項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí)當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí), ,

45、PQPQ的動(dòng)能將轉(zhuǎn)的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而最終靜止化為內(nèi)能而最終靜止,C,C、D D兩選項(xiàng)正確兩選項(xiàng)正確. .答案答案 CDCD6.6.如圖如圖1313所示所示, ,金屬桿金屬桿abab可在平行金屬可在平行金屬 導(dǎo)軌上滑動(dòng)導(dǎo)軌上滑動(dòng), ,金屬桿電阻金屬桿電阻R R0 0=0.5 ,=0.5 , 長(zhǎng)長(zhǎng)L L=0.3 m,=0.3 m,導(dǎo)軌一端串接一電阻導(dǎo)軌一端串接一電阻R R= = 1 , 1 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B B=2 T,=2 T, 當(dāng)當(dāng)abab以以v v=5 =5 m/sm/s向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中向右勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中, ,求求: : (1) (1)abab間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)間感應(yīng)電

46、動(dòng)勢(shì)E E和和abab間的電壓間的電壓U U. . (2) (2)所加沿導(dǎo)軌平面的水平外力所加沿導(dǎo)軌平面的水平外力F F的大小的大小. . (3) (3)在在2 s2 s時(shí)間內(nèi)電阻時(shí)間內(nèi)電阻R R上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量Q Q. .圖圖1313解析解析 (1)(1)根據(jù)公式根據(jù)公式: :E E= =BLBLv v=3 V=3 VI I= ,= ,U U= =IRIR=2 V=2 V(2)(2)F F= =F F安安= =BILBIL=1.2 N=1.2 N(3)2 s(3)2 s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量?jī)?nèi)產(chǎn)生的總熱量Q Q等于安培力做的功等于安培力做的功Q Q= =F F安安x x= =F F安安v vt t=12 J=12 J電阻電阻R R上產(chǎn)生的熱量為上產(chǎn)生的熱量為QRQR= = Q Q=8 J=8 J答案答案 (1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J(1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J0RRE0RRR7.7.如圖如圖1414甲所示甲所示, ,空間存在空間存在B B=0.5 T,=0.5 T,方向豎直向下方向豎直向下 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,MNMN、PQPQ是處于同一水平面內(nèi)相互平是處于同一水平面內(nèi)相互平 行的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌行的粗糙長(zhǎng)直導(dǎo)軌, ,間距間距L L=0.2 =0.2 m,m,R