三維設計高考物理二輪復習課件（廣東專版）：第一部分專題電磁感應

1、專題九專題九 電磁感應電磁感應抓抓基基礎礎探探技技法法研研考考向向提提能能力力2備考方向要明了備考方向要明了主要問題主要問題綜合應用動力學和能量觀點分析和解決電磁感應過程中的綜合應用動力學和能量觀點分析和解決電磁感應過程中的運動和能量轉(zhuǎn)化問題運動和能量轉(zhuǎn)化問題主要考點主要考點楞次定律的理解和應用；楞次定律的理解和應用；電磁感應的圖像問題；電磁感應的圖像問題；電電磁感應過程中的動態(tài)分析問題；磁感應過程中的動態(tài)分析問題；綜合應用電路知識和能綜合應用電路知識和能量觀點解決電磁感應問題量觀點解決電磁感應問題主要方法主要方法等效法等效法(產(chǎn)生感應電動勢的部分等效為電源產(chǎn)生感應電動勢的部分等效為電源)；物

2、理過物理過程的圖像描述程的圖像描述(圖像法圖像法)；研究電磁感應過程的動力學方研究電磁感應過程的動力學方法、能量方法法、能量方法3主要策略主要策略在復習時要注意在復習時要注意“抓住兩個定律、運用兩種觀點、分析一抓住兩個定律、運用兩種觀點、分析一種電路種電路”，兩個定律是指楞次定律和法拉第電磁感應定律；，兩個定律是指楞次定律和法拉第電磁感應定律；兩個觀點是指動力學觀點和能量觀點；一種電路是指感應兩個觀點是指動力學觀點和能量觀點；一種電路是指感應電路。尤其要注意滑軌類問題、線框穿越有界勻強磁場的電路。尤其要注意滑軌類問題、線框穿越有界勻強磁場的問題等問題等456一、安培定則、左手定則、右手定則、楞

3、次定律的應用一、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應用(1)安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應用于不安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應用于不同同現(xiàn)象?，F(xiàn)象?；粳F(xiàn)象基本現(xiàn)象應用的定則或定律應用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則安培定則磁場對運動電荷、電流作用力磁場對運動電荷、電流作用力左手定則左手定則電磁電磁感應感應部分導體切割磁感線運部分導體切割磁感線運動動右手定則右手定則閉合電路磁通量變化閉合電路磁通量變化楞次定律楞次定律7(2)右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住右手定則與左手定則的區(qū)別：抓住“因果關(guān)系因果關(guān)系”是解決是解決問問題的關(guān)鍵。題的關(guān)鍵

4、。“因動而電因動而電”用右手定則，用右手定則，“因電而力因電而力”用左用左手定則。手定則。(3)應用楞次定律的關(guān)鍵是正確區(qū)分所涉及的兩個磁場：應用楞次定律的關(guān)鍵是正確區(qū)分所涉及的兩個磁場：一一是引起感應電流的磁場，二是感應電流產(chǎn)生的磁場。是引起感應電流的磁場，二是感應電流產(chǎn)生的磁場。84.9101112131.運用楞次定律判定感應電流方向的基本思路運用楞次定律判定感應電流方向的基本思路 “一原、二感、三電流一原、二感、三電流”，即為：，即為：(1)明確原磁場：弄清原磁場的方向及磁通量的變化情況。明確原磁場：弄清原磁場的方向及磁通量的變化情況。(2)確定感應磁場：即根據(jù)楞次定律中的確定感應磁場：

5、即根據(jù)楞次定律中的“阻礙阻礙”原則，結(jié)合原則，結(jié)合原磁場磁通量變化情況，確定出感應電流產(chǎn)生的感應原磁場磁通量變化情況，確定出感應電流產(chǎn)生的感應磁場的方向。磁場的方向。(3)判定電流方向：即根據(jù)感應磁場的方向，運用安培定則判定電流方向：即根據(jù)感應磁場的方向，運用安培定則判斷出感應電流方向。判斷出感應電流方向。142楞次定律與右手定則的區(qū)別楞次定律與右手定則的區(qū)別(1)研究對象不同，楞次定律研究的是整個回路；而右手定研究對象不同，楞次定律研究的是整個回路；而右手定則研究的是閉合回路中的一部分導體，即一段導體做則研究的是閉合回路中的一部分導體，即一段導體做切割磁感線運動。切割磁感線運動。(2)適用范

6、圍不同。楞次定律可應用于因磁通量變化引起感適用范圍不同。楞次定律可應用于因磁通量變化引起感應電流的各種情況應電流的各種情況(包括一部分導體做切割磁感線運動包括一部分導體做切割磁感線運動的情況的情況)，而右手定則只適用于一段導體在磁場中做切，而右手定則只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的情況割磁感線運動的情況(也可說成楞次定律的一種特殊情也可說成楞次定律的一種特殊情況況)151雙選雙選如圖如圖92所示，矩形導線框所示，矩形導線框abcd與無與無 限長通電直導線限長通電直導線MN在同一平面內(nèi)，直導線在同一平面內(nèi)，直導線 中的電流方向由中的電流方向由M到到N，導線框的，導線框的ab邊與直邊與直

7、 導線平行。若直導線中的電流增大，導線框?qū)Ь€平行。若直導線中的電流增大，導線框 圖圖92 中將產(chǎn)生感應電流，導線框會受到安培力的作用，則中將產(chǎn)生感應電流，導線框會受到安培力的作用，則以以 下關(guān)于導線框受到的安培力的判斷正確的是下關(guān)于導線框受到的安培力的判斷正確的是 ()16A導線框有兩條邊所受安培力的方向相同導線框有兩條邊所受安培力的方向相同B導線框有兩條邊所受安培力的大小相同導線框有兩條邊所受安培力的大小相同C導線框所受的安培力的合力向左導線框所受的安培力的合力向左D導線框所受的安培力的合力向右導線框所受的安培力的合力向右17解析：解析：導線框?qū)Ь€框abcd處于通電直導線處于通電直導線MN電

8、流的磁場中，由電流的磁場中，由右手定則可得導線框右手定則可得導線框abcd處于垂直于紙面向里的磁場中，處于垂直于紙面向里的磁場中，當電流增強時，導線框中的磁通量增強，由楞次定律可當電流增強時，導線框中的磁通量增強，由楞次定律可得感應電流產(chǎn)生的磁場應垂直于紙面向外，所以導線框得感應電流產(chǎn)生的磁場應垂直于紙面向外，所以導線框abcd的感應電流為逆時針方向，的感應電流為逆時針方向，bc邊與邊與ad邊，邊，ab邊與邊與cd邊電流方向相反，由左手定則可得：邊電流方向相反，由左手定則可得：ab邊安培力水平向邊安培力水平向右，大小為右，大小為Fab，cd邊安培力水平向左，大小為邊安培力水平向左，大小為Fcd

9、，由于，由于ab邊離導線邊離導線MN較近，磁感應強度大，可得較近，磁感應強度大，可得FabFcd；bc邊邊與與ad邊上的安培力方向分別豎直向下和豎直向上，由于邊上的安培力方向分別豎直向下和豎直向上，由于這兩邊磁感線疏密情況相同，這兩邊的安培力平衡，可這兩邊磁感線疏密情況相同，這兩邊的安培力平衡，可得導線框整體所受的合力方向水平向右，得導線框整體所受的合力方向水平向右，B、D正確，正確，A、C錯誤。錯誤。答案：答案：BD18191.電磁感應的圖像問題大體可分為兩類電磁感應的圖像問題大體可分為兩類(1)由給出的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像。由給出的電磁感應過程選出或畫出正確的圖像。(2)根據(jù)給

10、定的有關(guān)圖像分析電磁感應過程，求解根據(jù)給定的有關(guān)圖像分析電磁感應過程，求解 相應物理量。相應物理量。202分析方法分析方法(1)不管何種類型，分析時均需利用右手定則、楞次定律和不管何種類型，分析時均需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律以及閉合電路歐姆定律等規(guī)律。法拉第電磁感應定律以及閉合電路歐姆定律等規(guī)律。(2)明確題目中規(guī)定的正方向，弄清回路中的感應電動勢明確題目中規(guī)定的正方向，弄清回路中的感應電動勢e、感應電流和磁感應強度感應電流和磁感應強度B的方向，并在相應的圖像中用的方向，并在相應的圖像中用正、負值來反映。正、負值來反映。3注意事項注意事項(1)圖像中兩坐標軸的意義。圖像中兩坐

11、標軸的意義。(2)圖像中的正負與物理量正負的關(guān)系。圖像中的正負與物理量正負的關(guān)系。(3)圖像的斜率、截距的物理意義。圖像的斜率、截距的物理意義。212(2011日照模擬日照模擬)如圖如圖93所示，所示， 邊長相等的正方形導體框與正邊長相等的正方形導體框與正 方形勻強磁場區(qū)，其對角線在方形勻強磁場區(qū)，其對角線在 圖圖93 同一水平線上，導體框沿水平方向由同一水平線上，導體框沿水平方向由a到到b勻速通過垂勻速通過垂直直 于紙面向外的磁場區(qū)，導體框中的電流隨時間變化關(guān)于紙面向外的磁場區(qū)，導體框中的電流隨時間變化關(guān)系系 正確的是正確的是(順時針方向電流為正順時針方向電流為正)圖圖94中的中的 ()22

12、解析：解析：設導體框沿水平方向勻速通過磁場區(qū)的速度大小為設導體框沿水平方向勻速通過磁場區(qū)的速度大小為v，剛進入磁場時，切割磁感線的有效長度為剛進入磁場時，切割磁感線的有效長度為l2vt，所以感，所以感應電動勢為應電動勢為EBlv2Bv2t，由楞次定律知電流方向為順時，由楞次定律知電流方向為順時針方向；當導體框與磁場區(qū)重合時電流最大；導體框再向針方向；當導體框與磁場區(qū)重合時電流最大；導體框再向右運動，電流逐漸減小，方向為逆時針方向，選項右運動，電流逐漸減小，方向為逆時針方向，選項A正確。正確。答案：答案：A圖圖9423241.電路問題電路問題(1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大

13、用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小小和方向。當切割磁感線的導體棒勻速運動或磁通量均勻和方向。當切割磁感線的導體棒勻速運動或磁通量均勻變化時，感應電動勢不變，是恒定電流的問題；當切割變化時，感應電動勢不變，是恒定電流的問題；當切割磁感線的導體棒變速運動或磁通量非均勻變化時，則是磁感線的導體棒變速運動或磁通量非均勻變化時，則是變化電流的問題。變化電流的問題。(2)畫出等效電路，對整個回路進行分析，確定哪一部分是畫出等效電路，對整個回路進行分析，確定哪一部分是電電源，哪一部分為負載以及負載間的連接關(guān)系。源，哪一部分為負載以及負載間的連接關(guān)系。(3)運用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路的

14、特點，電功率運用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路的特點，電功率公公式、焦耳定律以及能量轉(zhuǎn)化及守恒定律，聯(lián)立求解。式、焦耳定律以及能量轉(zhuǎn)化及守恒定律，聯(lián)立求解。252動力學問題動力學問題(1) (2)26(3)在力和運動的關(guān)系中，要注意分析導體受力，判斷在力和運動的關(guān)系中，要注意分析導體受力，判斷 導體加速度方向、大小及變化；加速度等于零時，導體加速度方向、大小及變化；加速度等于零時， 速度最大，導體最終達到穩(wěn)定狀態(tài)是該類問題的重速度最大，導體最終達到穩(wěn)定狀態(tài)是該類問題的重 要特點。要特點。273能量問題能量問題(1)安培力做的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的安培力做的功是電能和其他形式的能之

15、間相互轉(zhuǎn)化的“橋橋梁梁”，用框圖表示如：，用框圖表示如：(2)明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。如明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。如有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；安培力做負功，必然有其他形式的能必然發(fā)生變化；安培力做負功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。能轉(zhuǎn)化為電能。(3)根據(jù)不同物理情景選擇動能定理、能量守恒定律或功能根據(jù)不同物理情景選擇動能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系，列方程求解問題。關(guān)系，列方程求解問題。283如圖如圖95甲所示，不計電阻的平行金屬導軌豎直放置，甲所示，不計電阻的平行金屬

16、導軌豎直放置，導軌間距為導軌間距為L1 m，上端接有電阻，上端接有電阻R3 ，虛線，虛線OO下方是垂直于導軌平面的勻強磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量下方是垂直于導軌平面的勻強磁場?，F(xiàn)將質(zhì)量m0.1 kg、電阻電阻r1 的金屬桿的金屬桿ab，從，從OO上方某處垂直導軌由上方某處垂直導軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿靜止釋放，桿下落過程中始終與導軌保持良好接觸，桿下落過程中的下落過程中的vt圖像如圖乙所示圖像如圖乙所示(取取g10 m/s2)。求：。求：29圖圖95(1)磁感應強度磁感應強度B；(2)桿在磁場中下落桿在磁場中下落0.1 s的過程中電阻的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。產(chǎn)生的熱量。30解

17、析：解析：(1)由圖像知，桿自由下落由圖像知，桿自由下落0.1 s進入磁場以進入磁場以v1.0 m/s做勻速運動做勻速運動產(chǎn)生的電動勢產(chǎn)生的電動勢EBLv桿中的電流桿中的電流I桿所受安培力桿所受安培力F安安BIL由平衡條件得由平衡條件得mgF安安代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得B2 T。(2)電阻電阻R產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量QI2Rt0.075 J。答案：答案：(1)2 T(2)0.075 JERr 313233命題視角命題視角1 雙選雙選 (2011山東高考山東高考)如圖如圖96所示，兩固定所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計。兩質(zhì)量、長度均相同的導體棒兩質(zhì)量

18、、長度均相同的導體棒c、d，置于，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處。處。磁場寬為磁場寬為3h，方向與導軌平面垂直。先，方向與導軌平面垂直。先 圖圖96由靜止釋放由靜止釋放c，c剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d，兩導體棒與導軌始終保持良好接觸。用兩導體棒與導軌始終保持良好接觸。用ac表示表示c的加速度，的加速度，Ekd表示表示d的動能，的動能，xc、xd分別表示分別表示c、d相對釋放點的位移。圖相對釋放點的位移。圖87中正確的是中正確的是 ()34圖圖9735規(guī)范解題規(guī)范解題c棒在未進入磁場前做自由落體運動，加速棒

19、在未進入磁場前做自由落體運動，加速度為重力加速度；進入磁場后，度為重力加速度；進入磁場后，d棒開始做自由落體運動，棒開始做自由落體運動，在在d棒進入磁場前的這段時間內(nèi)，棒進入磁場前的這段時間內(nèi)，c棒運動了棒運動了2h，此過程，此過程c棒做勻速運動，加速度為零；棒做勻速運動，加速度為零；d棒進入磁場后，棒進入磁場后，c、d棒均棒均以相同速度切割磁感線，回路中沒有感應電流，它們均以相同速度切割磁感線，回路中沒有感應電流，它們均只受重力直至只受重力直至c棒出磁場；而且棒出磁場；而且c棒出磁場后不再受安培力，棒出磁場后不再受安培力，也只受重力。故也只受重力。故B正確，正確，A錯。錯。d棒自開始下落到棒

20、自開始下落到2h的過程的過程中，只受重力，機械能守恒，動能與位移的關(guān)系是線性中，只受重力，機械能守恒，動能與位移的關(guān)系是線性的；在的；在c棒棒36出磁場后，出磁場后，d棒切割磁感線且受到比重力大的安培力，完棒切割磁感線且受到比重力大的安培力，完成在磁場余下的成在磁場余下的2h的位移，動能減小，安培力也減小，的位移，動能減小，安培力也減小，合力也減小，在合力也減小，在Ekdxd圖像中圖像中Ekd的變化趨勢越來越慢；的變化趨勢越來越慢；在在d棒出磁場后，只受重力，機械能守恒，棒出磁場后，只受重力，機械能守恒，Ekdxd圖像中圖像中的關(guān)系又是線性的，且斜率與最初相同，均等于重力。的關(guān)系又是線性的，且

21、斜率與最初相同，均等于重力。故故D正確，正確，C錯。故選錯。故選BD。37命題視角命題視角2雙選雙選 如圖如圖98甲所示，在金屬框甲所示，在金屬框abcd平面內(nèi)有空間分布均平面內(nèi)有空間分布均勻、大小和方向按圖乙所示變化的磁場勻、大小和方向按圖乙所示變化的磁場(垂直紙面向里為磁垂直紙面向里為磁感應強度感應強度B的正方向的正方向)。用。用i表示金屬框中的感應電流表示金屬框中的感應電流(圖甲中圖甲中所示的方向為正所示的方向為正)，用，用F表示表示cd邊所受的安培力邊所受的安培力(水平向右為水平向右為正方向正方向)，則圖，則圖99中的中的i、F隨時間變化的圖像正確的是隨時間變化的圖像正確的是() 圖圖

22、98 38圖圖9939自主嘗試自主嘗試由楞次定律可知，由楞次定律可知，01 s內(nèi)，原磁場垂直紙內(nèi)，原磁場垂直紙面向外并且在均勻減小，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應電面向外并且在均勻減小，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應電流，方向為逆時針方向流，方向為逆時針方向(負方向負方向)；12 s內(nèi)，原磁場垂直內(nèi)，原磁場垂直紙面向里并且在均勻增大，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應紙面向里并且在均勻增大，金屬框內(nèi)產(chǎn)生大小不變的感應電流，方向也為逆時針方向電流，方向也為逆時針方向(負方向負方向)；同理可得，后；同理可得，后2 s產(chǎn)產(chǎn)生的電流大小與前生的電流大小與前2 s的完全相同，但方向為瞬時針方向的完全相同，但方向為瞬時針

23、方向(正方向正方向)，選項，選項A正確；由正確；由FBIL，再根據(jù)磁場大小及方，再根據(jù)磁場大小及方向的變化，選項向的變化，選項D正確。故選正確。故選AD。40沖關(guān)錦囊沖關(guān)錦囊電磁感應圖像問題的解決方法：電磁感應圖像問題的解決方法：(1)明確圖像的種類，即是明確圖像的種類，即是Bt圖像還是圖像還是t圖像，是圖像，是Et 圖圖像還是像還是It圖像。圖像。(2)分析電磁感應的具體過程。分析電磁感應的具體過程。(3)用右手定則或楞次定律確定感應電流的方向。用右手定則或楞次定律確定感應電流的方向。(4)結(jié)合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律結(jié)合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫寫出

24、函數(shù)關(guān)系式，并進行數(shù)學分析。出函數(shù)關(guān)系式，并進行數(shù)學分析。(5)畫出圖像或應用圖像解決問題。畫出圖像或應用圖像解決問題。4142命題視角命題視角1 如圖如圖910所示，由幾根長度都是所示，由幾根長度都是L的金的金屬桿連接成的一個屬桿連接成的一個“日日”字型的矩形金屬框字型的矩形金屬框abcdef，放在紙面所在的平面內(nèi)，有一個，放在紙面所在的平面內(nèi)，有一個寬度也為寬度也為L的勻強磁場，磁場邊界跟的勻強磁場，磁場邊界跟cd桿桿 圖圖910平行，磁感應強度的大小是平行，磁感應強度的大小是B，方向垂直于紙面向里，金，方向垂直于紙面向里，金屬桿屬桿af、be、cd的電阻都為的電阻都為r，其他各桿的電阻不

25、計，各桿，其他各桿的電阻不計，各桿端點間接觸良好。現(xiàn)以速度端點間接觸良好?，F(xiàn)以速度v勻速地把金屬框從磁場的左勻速地把金屬框從磁場的左邊界水平向右拉，從邊界水平向右拉，從cd桿剛進入磁場瞬間開始計時，求：桿剛進入磁場瞬間開始計時，求：43(1)cd桿在磁場中運動的過程中，通過桿在磁場中運動的過程中，通過af桿的電流；桿的電流；(2)從開始計時到金屬框全部通過磁場的過程中，金屬從開始計時到金屬框全部通過磁場的過程中，金屬框框中電流所產(chǎn)生的總熱量中電流所產(chǎn)生的總熱量Q。444546命題視角命題視角2 如圖如圖912所示，半徑為所示，半徑為a的圓形區(qū)域的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感應強度為內(nèi)有均勻磁場，

26、磁感應強度為B0.2 T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬的金屬圓環(huán)與磁場同心放置，磁場與環(huán)面垂直，圓環(huán)與磁場同心放置，磁場與環(huán)面垂直，其中其中a0.4 m，b0.6 m，金屬圓環(huán)上分，金屬圓環(huán)上分別接有電燈別接有電燈L1、L2，兩燈的電阻均為，兩燈的電阻均為R 圖圖9120.2 。一金屬棒。一金屬棒MN與金屬圓環(huán)接觸良好，金屬棒與金與金屬圓環(huán)接觸良好，金屬棒與金屬圓環(huán)的電阻忽略不計。屬圓環(huán)的電阻忽略不計。47(1)若金屬棒以若金屬棒以v05 m/s的速度在環(huán)上向右勻速滑動，求金屬的速度在環(huán)上向右勻速滑動，求金屬棒滑過圓環(huán)直徑棒滑過圓環(huán)直徑OO時時MN中的電動勢

27、和流過電燈中的電動勢和流過電燈L1的電的電流；流；(2)撤去中間的金屬棒撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)，將右面的半圓環(huán)OL2O以以OO為為 軸向上翻轉(zhuǎn)軸向上翻轉(zhuǎn)90，此后若使磁場隨時間均勻變化，其變化，此后若使磁場隨時間均勻變化，其變化 率為率為 T/s，求電燈，求電燈L1的電功率。的電功率。4849答案答案(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102 W50沖關(guān)錦囊沖關(guān)錦囊 解決電磁感應中的電路問題的關(guān)鍵是把電磁感應問題解決電磁感應中的電路問題的關(guān)鍵是把電磁感應問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路或交流電路，分析清楚哪部分等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路或交流電路，分析清楚哪部分是外電路，哪部分是內(nèi)電路

28、。切割磁感線的導體或磁通是外電路，哪部分是內(nèi)電路。切割磁感線的導體或磁通量變化的線圈相當于電源，該部分導體的電阻相當于電量變化的線圈相當于電源，該部分導體的電阻相當于電源的內(nèi)阻，而其余部分的電路則是外電路。源的內(nèi)阻，而其余部分的電路則是外電路。5152命題視角命題視角1 (2011海南高考海南高考)如圖如圖913，ab和和cd是兩條是兩條豎直放置的長直光滑金屬導軌，豎直放置的長直光滑金屬導軌，MN和和MN是是兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和和2m。豎直向上的外力。豎直向上的外力F作用在桿作用在桿MN上，使兩上，使兩桿水平靜止，并剛好與導軌接觸；兩桿的

29、總電桿水平靜止，并剛好與導軌接觸；兩桿的總電 圖圖913阻為阻為R，導軌間距為，導軌間距為l。整個裝置處在磁感應強度為。整個裝置處在磁感應強度為B的勻的勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌電阻可忽強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直。導軌電阻可忽略，重力加速度為略，重力加速度為g。在。在t0時刻將細線燒斷，保持時刻將細線燒斷，保持F不變，不變，金屬桿和導軌始終接觸良好。求：金屬桿和導軌始終接觸良好。求：53(1)細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；(2)兩桿分別達到的最大速度。兩桿分別達到的最大速度。54555657命題視角命題視角2 如圖如

30、圖914甲所示，固定在傾斜面上電阻不計的金屬導甲所示，固定在傾斜面上電阻不計的金屬導軌，間距軌，間距d0.5 m，斜面傾角，斜面傾角37，導軌上端連接一阻，導軌上端連接一阻值為值為R4 的小燈泡的小燈泡L。在。在CDMN矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面矩形區(qū)域內(nèi)有垂直斜面向下的勻強磁場，磁感應強度向下的勻強磁場，磁感應強度B隨時間隨時間t變化的規(guī)律如圖乙變化的規(guī)律如圖乙所示，所示，CN長為長為2 m。開始時電阻為。開始時電阻為1 的金屬棒的金屬棒ab放在斜放在斜面導軌上剛好靜止不動，在面導軌上剛好靜止不動，在t0時刻，金屬棒在平行斜面時刻，金屬棒在平行斜面的恒力的恒力F作用下，由靜止開始沿導軌向上運動。金

31、屬棒從作用下，由靜止開始沿導軌向上運動。金屬棒從圖中位置運動到圖中位置運動到MN位置的整個過程中，小燈泡的亮度始位置的整個過程中，小燈泡的亮度始終沒有發(fā)生變化。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，終沒有發(fā)生變化。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，g10 m/s2，sin370.6，cos370.8。求：。求：58圖圖914(1)通過小燈泡的電流強度；通過小燈泡的電流強度；(2)恒力恒力F的大小、金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)和金屬棒的大小、金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)和金屬棒的的 質(zhì)量。質(zhì)量。5960(2)因燈泡亮度不變，故在因燈泡亮度不變，故在t4 s末金屬棒剛好進入磁場，末金屬棒剛好進入磁場，且做勻速

32、運動，此時金屬棒中的電流強度：且做勻速運動，此時金屬棒中的電流強度：IIL0.1 A又因為開始時電阻為又因為開始時電阻為1 的金屬棒放在斜面導軌上剛好靜的金屬棒放在斜面導軌上剛好靜止不動止不動mgsinmgcos，tan0.75恒力大小：恒力大?。篎F安安2mgsinBId2mgsin0.112m因燈泡亮度不變，金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢為：因燈泡亮度不變，金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢為：E2E10.5 V61答案答案(1)0.1 A(2)9.7 N0.750.8 kg62沖關(guān)錦囊沖關(guān)錦囊 由電磁感應的動力學問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系，由電磁感應的動力學問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系，相互制約，解決

33、問題前首先要建立相互制約，解決問題前首先要建立“動動電電動動”的思維順的思維順序，分析思路可概括為：序，分析思路可概括為：(1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解電動勢大小和方向。用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解電動勢大小和方向。(2)根據(jù)等效電路圖，利用閉合電路歐姆定律求解回路中電流根據(jù)等效電路圖，利用閉合電路歐姆定律求解回路中電流的大小及方向。的大小及方向。(3)分析導體的受力情況，尤其注意安培力的方向。分析導體的受力情況，尤其注意安培力的方向。(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解。列牛頓第二定律或平衡方程求解。6364命題視角命題視角1 如圖如圖915所示，一邊長為所示，一邊長為L，質(zhì)量為，質(zhì)量為m2m，電阻為，電阻為R的正方形導體線框的正方形導體線框abcd，與一質(zhì)量為與一質(zhì)量為m12m的物塊通過輕質(zhì)細線的物塊通過輕質(zhì)細線繞過定滑輪繞過定滑輪P和輪軸和輪軸Q后相連，后相連，Q的輪和的輪和軸的半徑之比為軸的半徑之比為r1 r22 1。起初。起初ad邊邊 圖圖915距磁場下邊界為距磁場下邊界為L，磁場的磁感應強度為，磁場的磁感應強度為B，磁場寬度也為，磁場寬度也為L，且物塊放在傾角，且物塊放在傾角53的斜面上，斜面足夠長，物塊的斜面上，斜面足夠長，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)與斜面間的動摩擦因數(shù)0.5?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)?，F(xiàn)將物塊由靜止釋放，經(jīng)一段時間后發(fā)現(xiàn)當一段時