第二章電磁感應(yīng)之電磁感應(yīng)及動(dòng)力學(xué)分析導(dǎo)學(xué)案-高二下學(xué)期物理教科版選擇性

高二物理選必二電磁感應(yīng)+力學(xué)分析姓名：_____________題目一般給一個(gè)導(dǎo)體棒或線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，再叫我們求速度，加速度，受力，位移，時(shí)間，做功，動(dòng)能，動(dòng)量，能量，熱量以及電荷量。核心不是電磁，核心是受力分析，牛頓運(yùn)動(dòng)定律。用到的知識(shí)：電磁學(xué)：楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律E=____________，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式E=____________；電荷量的求法。電路中：閉合電路歐姆定律_____________，串并聯(lián)電路規(guī)律，電功率____________，電熱________。力學(xué)，運(yùn)動(dòng)學(xué)：平衡分析，正交分解，牛二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，動(dòng)能定理，能量守恒，動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒。特別是安培力的動(dòng)量定理表達(dá)式____________________________。先做一個(gè)準(zhǔn)備工作（電磁感應(yīng)中的洗剪吹三件套求導(dǎo)體棒的安培力）如右圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒電阻為r，與導(dǎo)體棒構(gòu)成一個(gè)閉合回路，導(dǎo)體棒以速度V向右切割磁感線，求導(dǎo)體棒受到的安培力大?。縿?dòng)生電動(dòng)勢(shì)E=____________；閉合電路歐姆定律求電流I=_________________;則導(dǎo)體棒受安培力F安=BIL；綜上得出F安=B2L2vR+r;一、單棒模型1、無外力單棒：一根金屬棒，以一定初速度切割磁場(chǎng)，在運(yùn)動(dòng)方向上除了受F安不受其它力。導(dǎo)體棒所受安培力F安=B2L2vR+r做阻力，導(dǎo)體棒減速運(yùn)動(dòng)，由牛二F安=B2L2此過程：電流I=ER+r=BLvR+r;安培力大小F安=B2L2vR+r1．如圖所示，在一均勻磁場(chǎng)中有一U形導(dǎo)線框abcd，線框處于水平面內(nèi)，磁場(chǎng)與線框平面垂直，R為一電阻，ef為垂直于ab的一根導(dǎo)體桿，它可在ab、cd上無摩擦地滑動(dòng)．桿ef及線框中導(dǎo)線的電阻都可不計(jì)．開始時(shí)，給ef一個(gè)向右的初速度，則（）A．ef將減速向右運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速，最后停止 B．ef將勻減速向右運(yùn)動(dòng)，最后停止 C．ef將勻速向右運(yùn)動(dòng) D．ef將往返運(yùn)動(dòng)2．如圖所示，水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ．兩導(dǎo)軌間距為l，電阻均可忽略不計(jì)。在M和Q之間接有一阻值為R的電阻器。導(dǎo)體桿ab質(zhì)量為m、電阻為r，并與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)給ab桿一個(gè)初速度v0，使桿向右運(yùn)動(dòng)。ab桿最后停在導(dǎo)軌上。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)b桿將做勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止B．a(chǎn)b桿速度減為v02時(shí)，ab桿加速度大小aC．a(chǎn)b桿速度減為v02時(shí)，ab桿安培力大小F安= D．a(chǎn)b桿速度減為v03時(shí)，ab桿走過的位移s=2、恒力單棒問題：一個(gè)金屬棒被恒定外力拉著做切割磁感線運(yùn)動(dòng)恒定拉力F豎直面，重力G充當(dāng)恒力重力沿斜面向下的分力充當(dāng)恒力（1）初速度為0的恒力單棒，如下圖：階段一：F外>F安做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，分析如下：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 階段二：做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)F外=F安勻速階段的速度也是最大速度，也叫穩(wěn)定速度，如何求最大速度V穩(wěn)？（2）有初速度的恒力單棒問題（V0<V穩(wěn)先加速再勻速）（V0=V穩(wěn)，直接勻速）（V0>V穩(wěn)，先減速再勻速）1、如圖所示，電阻不計(jì)的光滑足夠長(zhǎng)“U”形金屬框架固定在水平面上，處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．電阻為R的ab棒在恒力F作用下從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，則（）A．a(chǎn)b棒做勻加速運(yùn)動(dòng) B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先增大后減小C．回路中電流先增大后不變 D．a(chǎn)b棒受到水平向右的安培力2．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平（垂直于紙面向外）；豎直放置的冂形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端接有電阻R，導(dǎo)軌部分的電阻可忽略不計(jì)。光滑金屬棒ab的質(zhì)量為m、阻值為R．將金屬棒由靜止釋放，已知金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，則在金屬棒下降的過程中（）A．金屬棒的加速度值先增大后減小 B．金屬棒的最大速度vm=mgRC．a(chǎn)b兩端的電勢(shì)差最大為mgRBLD．通過R的電流的最大值為23．如圖所示，兩根平行光滑導(dǎo)軌豎直放置，相距L＝0.1m，處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝10T，質(zhì)量m＝0.1kg、電阻為R＝2Ω的金屬桿ab接在兩導(dǎo)軌間，在開關(guān)S斷開時(shí)讓ab自由下落，ab下落過程中、始終保持與導(dǎo)軌垂直并與之接觸良好，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，取g＝10m/s2，當(dāng)下落h＝0.8m時(shí)，開關(guān)S閉合．若從開關(guān)S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí)，則ab下滑的速度v隨時(shí)間t變化的圖象是圖中的（）A．B． C． D．（多選）4．兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L(zhǎng)，頂端接阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒在距磁場(chǎng)上邊界h處靜止釋放，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，如圖所示，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，則（）A．金屬棒的進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大 B．金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)閍→b C．金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時(shí)．速度V=mgRBD．金屬棒以穩(wěn)定的速度下滑時(shí)，安培力的功率大小P=m3、恒加速度單棒：一根棒，受到變化的外力做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a恒定。因做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，得V=at，故F安=B2L2則由牛二可求外力：F外F安=ma，得外力表達(dá)式F外=F安+ma=B2L2a總結(jié)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化表達(dá)式E=______________;路端電壓U=_________________;感應(yīng)電流I=__________________;安培力大小F安=__________________;這些物理量隨時(shí)間變化的圖像有何特點(diǎn)。（多選）1．如圖所示，光滑平行的金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L＝0.2m，其左端接有R＝1Ω的定值電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下．導(dǎo)體棒MN垂直靜置在導(dǎo)軌上，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻．在平行于導(dǎo)軌的變力F＝1+0.1t（N）的作用下，導(dǎo)體棒由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，則下列說法中正確的是（）A．導(dǎo)體棒的質(zhì)量為0.1kg B．導(dǎo)體棒的質(zhì)量為1kg C．導(dǎo)體棒的加速度為1m/s2 D．導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)10s瞬間外力的功率為100w2．如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L＝0.2m，電阻R＝0.5