高考物理一輪復(fù)習(xí)課件電磁感應(yīng)矩形線框變速切割

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（4/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（4/9）1楞次定律2電磁感應(yīng)定律3電路分析4線框模型5單桿模型6雙桿模型7功能及動(dòng)量8圖像問題9電磁感應(yīng)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)：1.矩形線框在外力作用下從靜止開始勻加速穿過多邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)：繪制線框所受安培力合力隨時(shí)間變化關(guān)系（受力向左為正）：安培力方向：楞次定律及左手定則（楞次定律推論）××××××××????????LLLLaBBv0=0FtO電磁感應(yīng)

—線框模型（中）相關(guān)知識(shí)：2.矩形線框在光滑水平面上以初速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)：電磁感應(yīng)

—線框模型（中）Bv0vtL1L2vtOatO相關(guān)知識(shí)：3.線框在重力作用下從豎直平面內(nèi)靜止釋放：××××××××v′mRLLhB線框下端剛好到達(dá)磁場(chǎng)邊界：線框進(jìn)入磁場(chǎng)邊界過程：電磁感應(yīng)

—線框模型（中）相關(guān)知識(shí)：3.線框在重力作用下從豎直平面內(nèi)靜止釋放：vtOvtOvtO繪制可能存在的v-t圖像：電磁感應(yīng)

—線框模型（中）【例題1】（1）如圖甲所示，在2L≥x≥0的區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面（紙面）向里，一矩形金屬線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。令線框從t=0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針方向的電流為正）隨時(shí)間t的函數(shù)圖象可能是圖乙中的哪一個(gè)（）總結(jié)：1.理解電流隨時(shí)間圖像成正比例函數(shù)關(guān)系；2.讓線框做勻加速運(yùn)動(dòng)，安培力及外力都隨時(shí)間均勻增大；（2）如圖甲所示，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框位于光滑水平面上，線框的右邊緊貼著豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的邊界．從t=0時(shí)刻開始，線框在一水平向右的外力F的作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻穿出磁場(chǎng)．圖乙為外力F隨時(shí)間變化的圖象，圖象中的F0、t0均為已知量，則t=t0時(shí)刻線框的速度v=_______;

t=3t0/4時(shí)刻線框的發(fā)熱功率P=__________。電磁感應(yīng)

—線框模型（中）D2L/t09F0L/4t0甲乙【例題2】如圖所示，質(zhì)量為m邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，從勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落，線框電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為H（H>L），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框下落過程中ab邊與磁場(chǎng)界面平行。已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小均為a=g/4。求：①ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；②cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度的大?。虎劬€框穿越整個(gè)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電能；④ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間；總結(jié)：1.動(dòng)力學(xué)及動(dòng)能定理知識(shí)判斷速度大??；2.能量守恒定律判斷產(chǎn)生的電能；3.動(dòng)量定理判斷進(jìn)入時(shí)間；電磁感應(yīng)

—線框模型（中）××××××××cbaHBd××××①②③④v1v2v3v4【例題3】（1）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，可能出現(xiàn)（）A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)總結(jié)：1.題1設(shè)必要物理量并嚴(yán)格推理從而導(dǎo)出加速度表達(dá)式；2.題2理解感應(yīng)電流只與豎直方向速度有關(guān)，掌握功能關(guān)系運(yùn)用；（2）兩個(gè)完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖組合體。距組合體下底邊H處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界水平，高度為L(zhǎng)，左右寬度足夠大。把該組合體以初速度v0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B使其勻速通過磁場(chǎng)。正確的是（）A.B與v0無關(guān)，與成反比B.通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變C.通過磁場(chǎng)的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等D.調(diào)節(jié)H、v0和B，只要組合體仍能勻速通過磁場(chǎng)，則其通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量不變電磁感應(yīng)

—線框模型（中）ABCD【例題4】如圖所示，高度足夠的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎直，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。正方形單匝線框abcd的邊長(zhǎng)L=0.2m、回路電阻R=1.6×10-3Ω、質(zhì)量m=0.2kg。線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ad邊與磁場(chǎng)左邊界平齊，ab邊與磁場(chǎng)下邊界的距離也為L(zhǎng)?，F(xiàn)對(duì)線框施加與水平向右方向成θ=45°角、大小為N的恒力F，使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動(dòng)。從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始，在豎直方向線框做勻速運(yùn)動(dòng)；dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，bc邊恰好到達(dá)磁場(chǎng)右邊界。重力加速度大小取g=10m/s2，求：①ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框在水平方向和豎直方向的加速度大?。虎诖艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和線框進(jìn)入磁場(chǎng)的整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；③磁場(chǎng)區(qū)域的水平寬度?？偨Y(jié)：1.感應(yīng)電流的大小只與豎直方向速度有關(guān)；2.電路中的焦耳熱由克服安培力做功產(chǎn)生；3.分運(yùn)動(dòng)間具有等時(shí)性及獨(dú)立性；電磁感應(yīng)

—線框模型（中）①②③例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—線框模型（中）【例題1】（1）如圖甲所示，在2L≥x≥0的區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面（紙面）向里，一矩形金屬線框abcd位于xOy平面內(nèi)，線框的ab邊與y軸重合，bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)。令線框從t=0的時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針方向的電流為正）隨時(shí)間t的函數(shù)圖象可能是圖乙中的哪一個(gè)（）（2）如圖甲所示，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框位于光滑水平面上，線框的右邊緊貼著豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的邊界．從t=0時(shí)刻開始，線框在一水平向右的外力F的作用下從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻穿出磁場(chǎng)．圖乙為外力F隨時(shí)間變化的圖象，圖象中的F0、t0均為已知量，則t=t0時(shí)刻線框的速度v=_______;

t=3t0/4時(shí)刻線框的發(fā)熱功率P=__________。D2L/t09F0L/4t0甲乙例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—線框模型（中）【例題2】如圖所示，質(zhì)量為m邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框，從勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方由靜止自由下落，線框電阻為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為H（H>L），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線框下落過程中ab邊與磁場(chǎng)界面平行。已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小均為a=g/4。求：①ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)和ab邊剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度大??；②cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度的大?。虎劬€框穿越整個(gè)磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的電能；④ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間；××××××××cbaHBd××××①②③④v1v2v3v4例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—線框模型（中）【例題3】（1）由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，可能出現(xiàn)（）A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)（2）兩個(gè)完全相同的正方形勻質(zhì)金屬框，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，通過長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕質(zhì)桿相連，構(gòu)成如圖組合體。距組合體下底邊H處有一方向水平、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界水平，高度為L(zhǎng)，左右寬度足夠大。把該組合體以初速度v0水平無旋轉(zhuǎn)拋出，設(shè)置合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B使其勻速通過磁場(chǎng)。正確的是（）A.B與v0無關(guān)，與成反比B.通過磁場(chǎng)的過程中，金屬框中電流的大小和方向保持不變C.通過磁場(chǎng)的過程中，組合體克服安培力做功的功率與重力做功的功率相等D.調(diào)節(jié)H、v0和B，只要組合體仍能勻速通過磁場(chǎng)，則其通過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的熱量不變ABCD例題1例題2例題3例題4電磁感應(yīng)

—線框模型（中）【例題4】如圖所示，高度足夠的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域下邊界水平、左右邊界豎直，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。正方形單匝線框abcd的邊長(zhǎng)L=0.2m、回路電阻R=1.6×10-3Ω、質(zhì)量m=0.2kg。線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，線框的ad邊與磁場(chǎng)左邊界平齊，ab邊與磁場(chǎng)下邊界的距離也為L(zhǎng)。現(xiàn)對(duì)線框施加與水平向右方向成θ=45°角、大小為N的恒力F，使其在圖示豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動(dòng)。從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始，在豎直方向線框做勻速運(yùn)動(dòng)；dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，bc邊恰好到達(dá)磁場(chǎng)右邊界。重力加速度大小取g=10m/s2，求：①ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框在水平方向和豎直方向的加速度大??；②磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和線框進(jìn)入磁場(chǎng)的整個(gè)過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱；③磁場(chǎng)區(qū)域的水平寬度。①②③本節(jié)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)

—線框模型（中）2.線框在重力作用下從豎直平面內(nèi)靜止釋放：×××