2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 專題17 線框進(jìn)出磁場問題易錯(cuò)點(diǎn).doc

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2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 專題17 線框進(jìn)出磁場問題易錯(cuò)點(diǎn) 主標(biāo)題：線框進(jìn)出磁場問題易錯(cuò)點(diǎn) 副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡潔有效的備考策略。 關(guān)鍵詞：線框、磁場 難度：3 重要程度：5 內(nèi)容：熟記易混易錯(cuò)點(diǎn)。 易錯(cuò)類型：不會(huì)分析線框在有界磁場中的運(yùn)動(dòng)問題 線框在有界磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以分為以下常見的幾種情況：（1）線框在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，即線框豎直下落進(jìn)入磁場，然后穿過磁場，或者是不穿過磁場；（2）線框在水平方向上的運(yùn)動(dòng)，即線框以某速度水平穿著某一磁場，然后再穿出，或者是線框穿過方向相反的兩個(gè)有界磁場區(qū)域；（3）線框在磁場中繞某一固定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；（4）線框在斜面上運(yùn)動(dòng)，即線框在某一斜面上進(jìn)入有界磁場，然后穿出磁場。線框在有界磁場中的運(yùn)動(dòng)問題，一般是涉及電磁感應(yīng)的有關(guān)知識(shí)、力學(xué)知識(shí)以及電路知識(shí)等的綜合題。在分析這類問題時(shí)，首先是將線框運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程分為幾個(gè)階段，然后分別它們分析，以確定線框的運(yùn)動(dòng)情況。一般情況下，通常將線框運(yùn)動(dòng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分為“進(jìn)磁場” “在磁場中平動(dòng)” “出磁場”三個(gè)階段。 h Ⅰ Ⅱ 例 如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)邊長相等的單匝閉合正方形線圈Ⅰ和Ⅱ，分別用相同材料，不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制（Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線）。兩線圈在距磁場上界面高處由靜止開始自由下落，再進(jìn)入磁場，最后落到地面。運(yùn)動(dòng)過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。設(shè)線圈Ⅰ、Ⅱ落地時(shí)的速度大小分別為v1、v2，在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。不計(jì)空氣阻力，則 （ ） A．v1 Q2 D．v1 =v2，Q1< Q2 【易錯(cuò)】對(duì)題目信息理解不透徹，不能判斷出兩線圈進(jìn)入磁場時(shí)的加速度a=g—是一個(gè)定值，而是根據(jù)公式判斷出細(xì)線圈的加速度比粗線圈的加速度小，落地時(shí)細(xì)線圈的速度小于粗線圈的速度，錯(cuò)選A；或?qū)€圈運(yùn)動(dòng)過程中的能量關(guān)系不清楚，錯(cuò)誤判斷出細(xì)線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量大于粗線圈產(chǎn)生的熱量，錯(cuò)選C。 【解析】D.根據(jù)題意可知，兩線圈在距磁場上界面高處由靜止開始自由下落，線圈到達(dá)磁場上邊界時(shí)具有相同的速度v。進(jìn)入磁場后，兩線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時(shí)線圈受到磁場的安培力，又，故；又線圈的電阻R=ρ，其中ρ為材料的電阻率，l為線圈的邊長，所以安培力F=，此時(shí)加速度。設(shè)ρ0為該材料的密度，則m=ρ0S4l，加速度a=g—是定值，故線圈Ⅰ和Ⅱ在進(jìn)入磁場時(shí)同步運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩線圈全部進(jìn)入磁場后，感應(yīng)電流為零，不再受到安培力的作用，只在重力的作用下豎直下落，加速度為g。因此，線圈Ⅰ和Ⅱ落地時(shí)速度相等，即v1 =v2。 由能量的轉(zhuǎn)化與能量守恒定律可知，Q=mg(h+H)－mv2，其中為磁場區(qū)域的高度，由于線圈Ⅰ為細(xì)導(dǎo)線，m小，產(chǎn)生的熱量小，所以Q1＜ Q2。由以上分析可知，選項(xiàng)D正確。 【點(diǎn)評(píng)】本題所涉及的知識(shí)比較多，解題時(shí)比較容易出錯(cuò)。做題時(shí)，一定分清楚哪些是題目已知的，哪些是相同的，哪些是不同的，以及它們之間的關(guān)系。例如，錯(cuò)解中判斷加速度時(shí)，就定勢地將兩線圈的安培力認(rèn)為相同，而沒有深入分析各量的關(guān)系，以致得出錯(cuò)誤答案。