202X高考物理二輪復(fù)習(xí)專題九電磁感應(yīng)課件

1、專題九專題九電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)-2-高考命題規(guī)律高考命題規(guī)律 -3-電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律命題角度1“三定則一定律”在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用高考真題體驗(yàn)對方向1.(多選)(2018全國19)如圖,兩個(gè)線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠(yuǎn)處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導(dǎo)線連接成回路.將一小磁針懸掛在直導(dǎo)線正上方,開關(guān)未閉合時(shí)小磁針處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是()-4-A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動B.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向C.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后

2、,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向D.開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動-5-答案:AD解析:如圖甲所示,閉合開關(guān)瞬間右邊線圈產(chǎn)生電流,左邊線圈磁通量增強(qiáng).由楞次定律可知,增反減同,左邊線圈感應(yīng)磁場方向向左.根據(jù)右手螺旋定則可得鐵芯中電流方向?yàn)閺哪系奖?由此可得鐵芯上方磁場為垂直紙面向里,則磁針N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動,故A項(xiàng)正確.-6-開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間后電路穩(wěn)定,線圈中無磁通量變化,則鐵芯中無電流,小磁針恢復(fù)南北指向,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;如圖乙所示,開關(guān)閉合并保持一段時(shí)間再斷開后的瞬間,左邊線圈磁通量減小,由增反減同得其感應(yīng)磁場方向向右.由右手

3、螺旋定則可得鐵芯中電流由北到南,鐵芯上方磁場為垂直紙面向外,則小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動,故D項(xiàng)正確.-7-2.(2017全國15)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直.金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是()A.PQRS中沿順時(shí)針方向,T中沿逆時(shí)針方向B.PQRS中沿順時(shí)針方向,T中沿順時(shí)針方向C.PQRS中沿逆時(shí)針方向,T中沿逆時(shí)針方向D.PQRS中沿逆時(shí)針方向,T中沿順時(shí)針方向-8-答案:D

4、解析:金屬桿從靜止開始突然向右運(yùn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電流從無到有,根據(jù)右手定則可知,感應(yīng)電流的方向由Q指向P,PQRS中的電流沿逆時(shí)針方向;該感應(yīng)電流在金屬線框T中產(chǎn)生的磁通量向外,故穿過金屬線框T向里的磁通量減小,根據(jù)楞次定律,T中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,D正確.-9-1.判斷感應(yīng)電流方向的兩種方法方法一用楞次定律判斷(“四步法”)-10-方法二用右手定則判斷該方法適用于閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流.判斷時(shí)注意掌心、拇指、四指的方向:(1)掌心磁感線垂直穿入;(2)拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向;(3)四指指向感應(yīng)電流的方向.2.“三定則一定律”的應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用楞次定律時(shí),一般要

5、用到安培定則.(2)研究感應(yīng)電流受到的安培力時(shí),一般先用右手定則確定電流方向,再用左手定則確定安培力方向,有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確定.-11-典題演練提能刷高分1.(多選) 有一個(gè)銅盤,與支架之間的阻力非常小,因此輕輕撥動它,就能長時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動.如果在轉(zhuǎn)動時(shí)把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣,但并不與銅盤接觸,如圖所示.下列說法正確的是()A.銅盤能夠在較短的時(shí)間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動B.銅盤在轉(zhuǎn)動過程中磁通量將不斷減小C.銅盤在轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將不斷減小D.銅盤邊緣的電勢高于圓心的電勢-12-答案:ACD解析:當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時(shí),切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,由于電路閉合,則出現(xiàn)感應(yīng)電流,處

6、于磁場中受到安培力作用,此力阻礙銅盤轉(zhuǎn)動,銅盤能夠在較短的時(shí)間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動,故A正確;銅盤在轉(zhuǎn)動過程中磁通量不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;銅盤在轉(zhuǎn)動過程中,由于轉(zhuǎn)動速度減小,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢將不斷減小,選項(xiàng)C正確;由右手定則可知,銅盤邊緣的電勢高于圓心的電勢,選項(xiàng)D正確.故選ACD.-13-2.(多選)如圖所示,一根長1 m左右的空心鋁管豎直放置(圖甲),及同樣豎直放置的一根長度相同但有豎直裂縫的鋁管(圖乙)和一根長度相同的空心塑料管(圖丙).把一枚磁場很強(qiáng)的小圓柱從上端管口放入管中后,小圓柱最終從下端管口落出.小圓柱在管內(nèi)運(yùn)動時(shí),沒有跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦.設(shè)小圓柱在甲、乙、丙三條管中下落的時(shí)間分別為t1、

7、t2、t3,則下列關(guān)于小圓柱在三管中下落的說法正確的是()-14-A.t1最大,因?yàn)殇X管中渦電流產(chǎn)生的磁場阻礙小圓柱的相對運(yùn)動B.t2=t3,因?yàn)橛辛芽p的鋁管和塑料管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.小圓柱在乙管內(nèi)下落的過程中,管中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D.鋁管可看成一個(gè)個(gè)小圓環(huán)組成,在小圓柱下落過程中,小圓環(huán)中磁通量發(fā)生變化答案:ACD解析:甲管為無縫鋁管,強(qiáng)磁體下落時(shí),產(chǎn)生電磁感應(yīng),阻礙強(qiáng)磁體的運(yùn)動,乙是有豎直裂縫的鋁管,則小圓柱在鋁管中下落時(shí),在側(cè)壁也產(chǎn)生渦流,但對磁體產(chǎn)生向上的阻力較小,下落的加速度小于g.丙管為絕緣體,不產(chǎn)生電磁感應(yīng),強(qiáng)磁體沒有阻礙作用.所以磁體穿越甲管的時(shí)間比穿越乙管的時(shí)間長,磁體穿

8、越乙管的時(shí)間比穿越丙管的時(shí)間長.故AC正確,B錯(cuò)誤.小圓柱是強(qiáng)磁體,當(dāng)它通過完整鋁管時(shí),導(dǎo)致鋁管的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確,故選ACD.-15-3.如圖甲所示.在同一平面內(nèi)有兩個(gè)絕緣金屬細(xì)圓環(huán)A、B,兩環(huán)重疊部分的面積為圓環(huán)A面積的一半,圓環(huán)B中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,以甲圖圓環(huán)B中所示的電流方向?yàn)樨?fù),則A環(huán)中()A.沒有感應(yīng)電流B.有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C.有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向,后沿逆時(shí)針方向答案:B解析:由于A環(huán)中磁通量變化,所以A環(huán)中有感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律,A環(huán)中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,B正確,CD錯(cuò)誤.-16-命題角

9、度2楞次定律及推論的應(yīng)用高考真題體驗(yàn)對方向 (2019全國14)楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)?()A.電阻定律B.庫侖定律C.歐姆定律D.能量守恒定律答案:D解析:增反減同,來拒去留,都反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中安培力做負(fù)功,把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn),A、B、C錯(cuò)誤,D正確.-17-楞次定律推論的應(yīng)用技巧1.線圈(回路)中磁通量變化時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙原磁通量的變化“增反減同”;2.導(dǎo)體與磁體間有相對運(yùn)動時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果阻礙相對運(yùn)動“來拒去留”;當(dāng)回路可以形變時(shí),感應(yīng)電流可使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢“增縮減擴(kuò)”;4.

10、自感現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢阻礙原電流的變化“增反減同”.-18-典題演練提能刷高分1.(多選)(2019山東濰坊二模)如圖,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場,以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán),圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖所示規(guī)律變化時(shí)()A.在0t1時(shí)間內(nèi),環(huán)有收縮趨勢B.在t1t2時(shí)間內(nèi),環(huán)有擴(kuò)張趨勢C.在t1t2時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.在t2t3時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流-19-答案:BC解析:在0t1時(shí)間內(nèi),B均勻增加,則在線圈中產(chǎn)生恒定不變的感生電動勢,則在導(dǎo)線框dcba中形成穩(wěn)定的電流

11、,則此時(shí)環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,環(huán)也沒有收縮趨勢,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t1t2時(shí)間內(nèi),B的變化率逐漸減小,則螺線管中的感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)閺南碌缴锨抑饾u減小,在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向外減小,穿過環(huán)的磁通量向外減小,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,且有擴(kuò)張趨勢,選項(xiàng)BC正確;在t2t3時(shí)間內(nèi),B的方向向下,且B的變化率逐漸減小,則螺線管中的感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)閺纳系较虑抑饾u減小,在導(dǎo)線框abcd中的磁通量為向里減小,穿過環(huán)的磁通量向里減小,根據(jù)楞次定律可知,環(huán)內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.-20-2.(2019安徽蚌埠二模)同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一帶缺口的剛性金屬圓環(huán)

12、,在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線,分別與兩塊垂直于圓環(huán)所在平面固定放置的平行金屬板MN連接,如圖甲所示.導(dǎo)線PQ中通有正弦交變電流i,i的變化如圖乙所示,規(guī)定從Q到P為電流的正方向,則在12 s內(nèi)()A.M板帶正電,且電荷量增加B.M板帶正電,且電荷量減小C.M板帶負(fù)電,且電荷量增加D.M板帶負(fù)電,且電荷量減小-21-答案:A解析:在12 s內(nèi),穿過金屬圓環(huán)的磁場垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度變小,穿過金屬圓環(huán)的磁通量變小,磁通量的變化率變大,假設(shè)環(huán)閉合,由楞次定律可知感應(yīng)電流磁場與原磁場方向相同,即感應(yīng)電流磁場方向垂直于紙面向里,然后由安培定則可知感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知感應(yīng)

13、電動勢增大,由此可知M板電勢高,帶正電,電荷量增加,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.故選A.-22-3.一條形磁鐵平放在水平桌面上,一閉合線圈保持在豎直平面內(nèi),從條形磁鐵探出桌面的一端的左上方豎直下落,線圈平面垂直于磁鐵(如圖).在線圈通過磁鐵截面的過程中磁鐵一直靜止,關(guān)于磁鐵的受力分析正確的是()A.線圈中感應(yīng)電流的方向不會變化B.磁鐵受桌面的支持力一直大于重力C.磁鐵受到桌面的摩擦力一直向右D.磁鐵受到桌面的摩擦力一直向左-23-答案:B解析:線圈向下運(yùn)動的過程中穿過線圈的磁通量先增大后減小,根據(jù)楞次定律可知,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向一定會發(fā)生變化,故A錯(cuò)誤;根據(jù)楞次定律可知,線圈向下運(yùn)動的過程

14、中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流對線圈一直存在阻礙作用,即磁鐵對線圈一直有向上的作用力,根據(jù)牛頓第三定律可知,線圈對磁鐵一直有向下的作用力,所以磁鐵受桌面的支持力一直大于重力,故B正確;根據(jù)楞次定律,線圈在桌面以上時(shí),線圈對磁鐵的作用力的方向?yàn)橄蛴蚁路?所以磁鐵還要受到向左的摩擦力;而線圈在桌面以下時(shí),線圈對磁鐵的作用力的方向?yàn)橄蜃笙路?所以磁鐵還要受到向右的摩擦力,故CD錯(cuò)誤.故選B.-24-命題角度3感應(yīng)電動勢大小的計(jì)算高考真題體驗(yàn)對方向1.(多選)(2018全國20)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè).導(dǎo)線PQ中通有正弦式交變電流i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從

15、Q到P為電流正方向.導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()D.在t=T時(shí)最大,且沿順時(shí)針方向 -25-答案:AC解析:PQ中的電流在導(dǎo)線框R中產(chǎn)生變化的磁場,所以線框R中的為向外增強(qiáng),感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里,感應(yīng)電動勢為順時(shí)針方向,C選項(xiàng)正確;在T時(shí)刻,線框R中的磁場從垂直紙面向外減弱變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶镌鰪?qiáng),感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向外,感應(yīng)電動勢為逆時(shí)針方向,D選項(xiàng)錯(cuò)誤.-26-2.(多選)(2016全國20)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是(

16、)A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定B.若從上向下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍-27-答案:AB解析:根據(jù)右手定則,轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生電流的方向只與圓盤轉(zhuǎn)動方向有關(guān),C選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí),圓盤中電流方向應(yīng)由P到圓心,通過電阻的電流方向?yàn)閍b,B選項(xiàng)正確;設(shè)圓盤半徑為r,則圓率應(yīng)為原來的4倍,D選項(xiàng)錯(cuò)誤. -28-1.應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟(1)分析穿過閉合電路的磁場方向及磁通量的變化情況;(2)利用楞次定律確定感

17、應(yīng)電流的方向;(3)靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解.2.幾點(diǎn)注意(4)導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線類問題,導(dǎo)體各部分切割速度不同,應(yīng)用E=BLv計(jì)算電動勢時(shí),v應(yīng)是導(dǎo)體棒切割的平均速度.-29-典題演練提能刷高分1.(多選) 如圖所示,半徑為2r的彈性螺旋線圈內(nèi)有垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場區(qū)域的半徑為r,已知彈性螺旋線圈的電阻為R,線圈與磁場區(qū)域共圓心,則以下說法正確的是()A.保持磁場不變,線圈的半徑由2r變到3r的過程中,有順時(shí)針的電流B.保持磁場不變,線圈的半徑由2r變到0.5r的過程中,有逆時(shí)針的電流-30-答案:BC解析:由于磁場的面積不變,線圈的半徑由2r變到

18、3r的過程中,穿過線圈磁通量不變,所以在線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯(cuò)誤;由于磁場的面積不變,線圈的半徑由2r變到0.5r的過程中,線圈包含磁場的面積變小,磁通量變小,根據(jù)“楞次定律”可知,產(chǎn)生逆時(shí)針的電流,故B正確;保持半徑不變,使磁場隨時(shí)間按B=kt變化,磁場增大,穿過線圈磁通量增大,根據(jù)“楞次定律”可知,產(chǎn)生順時(shí)針的電流,根據(jù)-31-2.(多選)(2019河南焦作檢測)如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌水平平行放置,間距為l=1 m,cd間、de間、cf間分別接著阻值R=10 的電阻.一阻值R=10 的導(dǎo)體棒ab以速度v=4 m/s勻速向左運(yùn)動,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好;導(dǎo)軌所在平面存在磁感

19、應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場.下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體棒ab中電流的流向?yàn)橛蒪到aB.cd兩端的電壓為1 VC.de兩端的電壓為1 VD.fe兩端的電壓為1 V-32-答案:BD解析:由右手定則可知ab中電流方向?yàn)閍b,A錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv,ab為電源,cd間電阻R為外電路負(fù)載,de和cf間電阻中無電流,de和cf間無電壓,因此cd和fe兩端電壓相等,即-33-電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題電磁感應(yīng)中的電路和圖象問題命題角度1電磁感應(yīng)中的電路問題高考真題體驗(yàn)對方向(2016全國24)如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻,

20、質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上.t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動.t0時(shí)刻,金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動.桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求(1)金屬桿在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的電動勢的大小;(2)電阻的阻值.-34-解析:(1)設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得ma=F-mg設(shè)金屬桿到達(dá)磁場左邊界時(shí)的速度為v,由運(yùn)動學(xué)公式有v=at0當(dāng)金屬桿以速度v在磁場中運(yùn)動時(shí),由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動勢E=Blv-3

21、5-(2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運(yùn)動時(shí),金屬桿中的電流為I,根據(jù)歐 式中R為電阻的阻值.金屬桿所受的安培力為f=BlI因金屬桿做勻速運(yùn)動,由牛頓運(yùn)動定律得F-mg-f=0-36-處理電磁感應(yīng)電路問題的一般思路(1)確定電路電源:用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動勢的大小和方向,電源內(nèi)部電流的方向是從低電勢流向高電勢.(2)分析電路結(jié)構(gòu):根據(jù)“等效電源”和電路中其他元件的連接方式畫出等效電路.注意區(qū)別內(nèi)、外電路,區(qū)別路端電壓、電動勢.(3)選用規(guī)律求解:根據(jù)E=BLv或E=n 結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解.-37-典題演練提能刷高分1

22、.(2019湖北宜昌模擬)如圖所示,MN、PQ是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)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、有效阻值為 的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動,則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()A.通過電阻R的電流方向?yàn)镻MB.a、b間的電壓為BLvC.a端電勢比b端電勢高D.外力F做的功等于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱-38-答案:C -39-2.如圖甲所示,兩電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌傾斜放置,傾角=37,導(dǎo)軌間距d=0.4 m,下端接有定值電阻R0=4 ,在導(dǎo)軌的CDEF矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁

23、場,xDE=5 m,該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示,現(xiàn)將一金屬棒在導(dǎo)軌上端由靜止釋放,金屬棒電阻R=1 ,經(jīng)t=1 s金屬棒運(yùn)動到EF位置并開始做勻速運(yùn)動,g取10 m/s2,sin 37=0.6,求:(1)01 s和12 s時(shí)間內(nèi)通過金屬棒中的電流分別為多大;(2)金屬棒的質(zhì)量及02 s時(shí)間內(nèi)金屬棒中產(chǎn)生的熱量.-40-答案:(1)0.8 A0.96 A(2)0.128 kg1.561 6 J解析:(1)01 s內(nèi),磁場均勻變化,由法拉第電磁感應(yīng)定律有金屬棒從靜止開始做勻加速運(yùn)動,加速度a=gsin =6 m/s2,t=1 s末進(jìn)入磁場區(qū)域的速度v=at1=6 m/s,金屬

24、棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E2=Bdv=4.8 V(2)根據(jù)金屬棒進(jìn)入磁場區(qū)域做勻速運(yùn)動,可知金屬棒受到的合力為零,有mgsin =BI2d,解得m=0.128 kg.02 s時(shí)間內(nèi)金屬棒產(chǎn)生的熱-41-命題角度2據(jù)圖象分析判斷電磁感應(yīng)過程高考真題體驗(yàn)對方向1.(多選)(2019全國20)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場,其邊界如圖(a)中虛線MN所示.一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為、橫截面積為S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上.t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖(a)所示;磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖(b)所示.則在t=0到t=t1的時(shí)間間隔內(nèi)()-42-答案

25、:BC -43-2.(多選)(2017全國20)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直.邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行,如圖(a)所示.已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動,cd邊于t=0時(shí)刻進(jìn)入磁場.線框中感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí),感應(yīng)電動勢取正).下列說法正確的是()-44-A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 TB.導(dǎo)線框運(yùn)動速度的大小為0.5 m/sC.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N答案:BC解析:

26、cd邊進(jìn)入磁場向右運(yùn)動切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,由右手定則可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外,故選項(xiàng)C正確;導(dǎo)線框在磁場中一直做勻速直線運(yùn)動,線框的邊長L=0.1 m,由E-m/s=0.5 m/s,故選項(xiàng)B正確;由E-t圖象可知,t=0至t=0.2 s,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=0.01 V,由E=BLv得B=0.2 T,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=0.4 s至-45-1.處理圖象問題要做到“四明確、一理解” -46-2.解決電磁感應(yīng)圖象問題的“三點(diǎn)關(guān)注”(1)關(guān)注初始時(shí)刻,如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零,是正方向還是負(fù)方向.(2)關(guān)注變化過程,看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段,這幾個(gè)階段是否和圖象變

27、化相對應(yīng).(3)關(guān)注大小、方向的變化趨勢,看圖線斜率的大小、圖線的曲、直是否和物理過程對應(yīng).-47-典題演練提能刷高分1.(2019黑龍江大慶模擬)在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi),以直徑為界,左、右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場.以垂直紙面向外的磁場為正,兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示.則0t0時(shí)間內(nèi),導(dǎo)線框中()A.沒有感應(yīng)電流B.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針-48-答案:C解析:根據(jù)楞次定律可知,左邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流是順時(shí)針方向,而右邊的導(dǎo)線框的感應(yīng)電流也是順時(shí)針方向,則整個(gè)導(dǎo)線框的感應(yīng)電流方向是順時(shí)針,故A、B錯(cuò)誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律,因磁場的變化,導(dǎo)致

28、導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,結(jié)合題意可知,產(chǎn)生感應(yīng)電動-49-2.如圖甲所示,足夠長的兩金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平平行固定,兩導(dǎo)軌電阻不計(jì),且處在豎直向上的磁場中,完全相同的導(dǎo)體棒a、b垂直放置在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,兩導(dǎo)體棒的電阻均為R=0.5 ,且長度剛好等于兩導(dǎo)軌間距L,兩導(dǎo)體棒的間距也為L,開始時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示的規(guī)律變化,當(dāng)t=0.8 s時(shí)導(dǎo)體棒剛好要滑動.已知L=1 m,滑動摩擦力等于最大靜摩擦力.求:-50-(1)每根導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦力的大小及0.8 s內(nèi)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱;(2)若保持磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T不變,用如圖丙所示的水平向右的力F拉導(dǎo)體棒b,

29、剛開始一段時(shí)間內(nèi)b做勻加速直線運(yùn)動,一根導(dǎo)體棒的質(zhì)量為多少?(3)在(2)問條件下a導(dǎo)體棒經(jīng)過多長時(shí)間開始滑動?-51-答案:(1)0.25 N0.2 J(2)0.5 kg(3)2 s-52-53-命題角度3據(jù)電磁感應(yīng)過程選擇圖象高考真題體驗(yàn)對方向1.(多選)(2019全國21)如圖,兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定,所在平面與水平面夾角為,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).虛線ab、cd均與導(dǎo)軌垂直,在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放,兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.已知PQ進(jìn)入磁場時(shí)加速度恰好為零.從PQ進(jìn)入磁場開始計(jì)時(shí),到MN離開磁場

30、區(qū)域?yàn)橹?流過PQ的電流隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是()-54-答案:AD -55-解析:本題以棒軌模型考查電磁感應(yīng),屬于電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題和圖象問題.由于導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時(shí)加速度為零,說明是勻速進(jìn)入;兩棒分別進(jìn)入有兩種情況,一是PQ在磁場中運(yùn)動時(shí),MN在磁場外,當(dāng)PQ出磁場后,MN進(jìn)入磁場,這時(shí),MN切割磁感線的速度與PQ切割磁感線的速度相同,這一過程電流大小不變,流過PQ的電流方向相反,A正確,B、C錯(cuò)誤.二是PQ在磁場中還沒有出來時(shí),MN進(jìn)入,這時(shí)回路電流為零.兩棒加速下滑,PQ出磁場時(shí),MN的速度比剛進(jìn)入磁場時(shí)大,所受安培力大于重力沿斜面的分力,MN做減速運(yùn)動,電流減少,由此可知D正確

31、.-56-2.(多選)(2019全國19)如圖,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌,兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上.t=0時(shí),棒ab以初速度v0向右滑動.運(yùn)動過程中,ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好,兩者速度分別用v1、v2表示,回路中的電流用I表示.下列圖象中可能正確的是()-57-答案:AC解析:對兩棒分別受力分析可知,ab棒做減速直線運(yùn)動,cd棒做加速直線運(yùn)動,最后兩棒速度相同.ab棒和cd棒在運(yùn)動過程中都產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,兩個(gè)電動勢方向相反,逐漸抵消,兩棒速度相同時(shí),總電動勢減小為0,電流減小為0,C正確,D錯(cuò)誤.對兩棒整體受力分析可知,合力

32、為零,動量守恒,mv0=2mv,解得v= ,即兩棒最后速度為 .由C圖和F安=BIl可知,F安不均勻變化,加速度不均勻變化,速度圖象的斜率為加速度,A正確,B錯(cuò)誤.-58-3.(2018全國18)如圖,在同一水平面內(nèi)有兩根平行長導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下,一邊長為 l的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動.線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是()-59-答案:D解析:在00.5l過程,前、后兩邊均切割磁感線,產(chǎn)生相同方向(順時(shí)針)、等大不變的電動勢,產(chǎn)生同方向、不變的電流;在0.5ll過程,前、后兩邊均切割磁感線,產(chǎn)生

33、反向、等大不變的電動勢,線框中總電動勢為零,電流為零;在l1.5l過程,前、后兩邊均切割磁感線,產(chǎn)生相同方向(逆時(shí)針)、等大不變的電動勢,產(chǎn)生同方向、不變的電流,選項(xiàng)D正確.-60-1.解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類,即是B-t圖還是-t圖,或者E-t圖、I-t圖等.(2)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.(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(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,如分析斜率的變化、截距等.(6)畫圖象或判斷圖象.-61-2.對于電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常用方法(1)排除法:定性地分析電

34、磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化),特別是分析物理量的正負(fù),以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng).(2)函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進(jìn)行分析和判斷.-62-典題演練提能刷高分1.(2019重慶二模)半徑為L的圓形邊界內(nèi)分布有垂直圓所在平面的磁場,垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,如圖所示.AEO為V形導(dǎo)線框,其面積為圓面積的八分之一,其總電阻為R,以角速度繞O軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,從圖中所示位置開始計(jì)時(shí),用i表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流(順時(shí)針方向?yàn)檎?,線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化圖象可能

35、是()-63-答案:B -64-2.(2019安徽淮南二模)如圖所示,光滑絕緣的水平桌面上有一直角三角形導(dǎo)線框ABC,其中AB=L,BC=2L,兩平行虛線間有一垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場,磁場寬度為L,導(dǎo)線框BC邊與虛線邊界垂直.現(xiàn)讓導(dǎo)線框從圖示位置開始沿BC方向勻速穿過磁場區(qū)域.設(shè)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流為正,則在線框穿過磁場的過程中,產(chǎn)生的感應(yīng)電流與線框運(yùn)動距離x的函數(shù)關(guān)系圖象正確的是()-65-答案:D -66-3.(多選)如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成角,M、P之間接一阻值為R的定值電阻,阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置并良好接觸,其他電阻不計(jì).整個(gè)裝置處在

36、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.t=0時(shí)對棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F,棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動.下列關(guān)于通過ab的感應(yīng)電荷量q、電流I、ab所受外力F及穿過abPM的磁通量隨時(shí)間t變化的圖象中,大致正確的是()-67-答案:BC解析:由題知,棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)加速度誤.故選BC. -68-電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題命題角度1電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題高考真題體驗(yàn)對方向(2016全國24)如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為,上沿相連.兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m

37、;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上.已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑.求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小;(2)金屬棒運(yùn)動速度的大小.-69-解析:(1)設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為FT,右斜面對ab棒的支持力的大小為FN1,作用在ab棒上的安培力的大小為F,左斜面對cd棒的支持力大小為FN2.對于ab棒,由力的平衡條件得2mgsin =FN1+FT+FFN1

38、=2mgcos 對于cd棒,同理有mgsin +FN2=FTFN2=mgcos 聯(lián)立式得F=mg(sin -3cos ).-70-(2)由安培力公式得F=BIL這里I是回路abdca中的感應(yīng)電流.ab棒上的感應(yīng)電動勢為=BLv式中,v是ab棒下滑速度的大小.由歐姆定律得-71-用動力學(xué)觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟 -72-典題演練提能刷高分1.(多選)如圖甲,間距L=1 m且足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd、ef固定在水平面(紙面)上,右側(cè)cf間接有R=2 的電阻.垂直于導(dǎo)軌跨接一根長L=2 m、質(zhì)量m=0.8 kg 的金屬桿,金屬桿每米長度的電阻為2 .t=0時(shí)刻,寬度a=1.5 m的勻強(qiáng)磁場

39、左邊界緊鄰金屬桿,磁場方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2 T.從t=0時(shí)刻起,金屬桿(在方向平行于導(dǎo)軌的水平外力F作用下)和磁場向左運(yùn)動的速度一時(shí)間圖象分別如圖乙中的和.若金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)導(dǎo)軌電阻,則()-73-B.t=0.5 s時(shí)刻,金屬桿所受安培力的大小為1 N、方向水平向左C.t=1.5 s時(shí)刻,金屬桿所受外力F做功的功率為4.8 WD.金屬桿和磁場分離前的過程中,從c到f通過電阻R的電荷量為0.5 C-74-答案:BD解析:t=0時(shí)刻,棒的速度為零,磁場向左運(yùn)動的速度為2 m/s,等效為棒切割的速度為2 m/s,E=BLv=212=4 V,棒的內(nèi)阻為r=21=2 -75-2.

40、如圖所示,固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d(導(dǎo)軌電阻不計(jì)),其右端接有阻值為R的電阻,整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m、電阻為r的勻質(zhì)導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,與導(dǎo)軌接觸良好,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為.對ab施加水平向左的恒力F,使ab從靜止開始沿導(dǎo)軌運(yùn)動,當(dāng)運(yùn)動距離為l時(shí),速度恰好達(dá)到最大.已知重力加速度大小為g.在此過程中,求:(1)導(dǎo)體桿ab的最大速度vm;(2)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR.-76-解析:(1)ab速度最大時(shí),加速度a=0F-Ff-F安=0Ff=mgE=Bdvm-77-(2)恒力F做功:WF=Fl摩擦生熱:Qf=mgl.-7

41、8-命題角度2(儲備)電磁感應(yīng)中的能量問題【典題】半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面.BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略.重力加速度大小為g,求:(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小;(2)外力的功率.-79-根據(jù)右手定

42、則,感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端,因此,通過電阻R的感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端.由歐姆定律可知,通過電阻R-80-(2)在豎直方向有mg-2FN=0式中,由于質(zhì)量分布均勻,內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的正壓力大小相等,其值為FN.兩導(dǎo)軌對運(yùn)行的導(dǎo)體棒的滑動摩擦力均為Ff=FN在t時(shí)間內(nèi),導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為I1=rt和I2=2rt克服摩擦力做的總功為Wf=Ff(l1+l2)-81-1.解決電磁感應(yīng)中能量問題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手定則)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向.(2)畫出等效電路圖,寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式.(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用

43、能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程,聯(lián)立求解.2.兩類情況(1)若回路中電流恒定,可以利用電路結(jié)構(gòu)及W=UIt或Q=I2Rt直接進(jìn)行計(jì)算.(2)若電流變化.利用克服安培力做功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功;利用能量守恒求解:若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化,則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能.-82-典題演練提能刷高分1.(多選)如圖所示,在豎直面內(nèi)有方向垂直紙面向里、高度為h的有界勻強(qiáng)磁場,磁場上、下邊界水平.將邊長為l(lv3B.若v1v2,則一定有v2v3C.若v1=v2,從ab離開磁場到cd離開磁場的過程中,線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為mghD.從ab進(jìn)入磁場

44、到cd離開磁場的過程中,線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為-83-答案:ABC解析:若v1v2,說明線圈進(jìn)入磁場過程一定做減速運(yùn)動,所以線圈在穿出磁場過程中,也一定做減速運(yùn)動,故當(dāng)cd邊通過磁場時(shí),一定有v2v3,AB正確;若v1=v2,則線圈進(jìn)入磁場過程中產(chǎn)生的熱量和線圈穿出磁場過程中產(chǎn)生的熱量相同,而在線圈進(jìn)入磁場過程中,根據(jù)動-84-2.(多選)如圖所示,一個(gè)半徑為r、粗細(xì)均勻、阻值為R的圓形導(dǎo)線框,豎直放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中,線框平面與磁場方向垂直.現(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒,自圓形線框最高點(diǎn)由靜止釋放,棒在下落過程中始終與線框保持良好接觸.已知下落距離為 時(shí)棒的速度大小為v1

45、,下落到圓心O時(shí)棒的速度大小為v2,忽略摩擦及空氣阻力,下列說法正確的是()-85-答案:BD-86-3.(2019河北模擬)如圖所示,水平虛線MN、PQ之間有垂直于紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,兩虛線間的距離為H,質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形金屬線框abcd在磁場上方某一高度處由靜止釋放線框,在向下運(yùn)動過程中線框始終在豎直平面內(nèi),ab邊始終水平,結(jié)果線框恰好能勻速進(jìn)入磁場,線框有一半出磁場時(shí)加速度恰好為零,已知LH,重力加速度為g,求:(1)線框開始釋放時(shí)ab邊離虛線MN的距離;(2)線框進(jìn)磁場過程中通過線框截面的電荷量q及線框穿過磁場過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱;(

46、3)線框穿過磁場所用的時(shí)間.-87-88-89-90-命題角度3(儲備)電磁感應(yīng)現(xiàn)象與動量結(jié)合問題【典題】有一塑料小車從傾角為的光滑斜坡上下滑,撞擊擋板后停下,如圖甲所示.為了減少小車對擋板的沖擊,某同學(xué)設(shè)想了一個(gè)電磁緩沖裝置:在小車的底部固定一個(gè)與小車前端平齊、匝數(shù)為n、邊長為L、總電阻為R的正方形閉合線框,在斜坡的下端加上寬度同為L的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直斜坡向下,如圖乙所示(小車未畫出).若小車與線框的總質(zhì)量為m,小車在離擋板距離為d處靜止釋放,進(jìn)入磁場后立即做減速運(yùn)動,且小車在撞擊擋板前已經(jīng)勻速運(yùn)動.求:-91-(1)小車剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1大小;(2)小車勻速運(yùn)動的速度v2大小.(3)若小車從剛進(jìn)入磁場到勻速運(yùn)動時(shí)所用的時(shí)間為t,這過程中通過線框的電量q.-92-解析:(1)從釋放至剛進(jìn)入磁場,由動能定理有 (3)由動量定理有mgtsin -F安t=mv2-mv1nBILt=nBLq-93-電磁感應(yīng)與動量綜合問題的分析思路1.電磁感應(yīng)與動量的結(jié)合問題主要有下面兩種:(1)對與單桿模型,則是與動量定理結(jié)合.例如在光滑水平軌道上運(yùn)動的單桿(不受其他力作用),由于在磁場中運(yùn)動的單桿為變速運(yùn)經(jīng)桿電量q、桿位移x及速度變