（江蘇專(zhuān)用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 專(zhuān)題強(qiáng)化十一 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用課件.ppt

《（江蘇專(zhuān)用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 專(zhuān)題強(qiáng)化十一 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專(zhuān)用）2020版高考物理新增分大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 專(zhuān)題強(qiáng)化十一 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用課件.ppt（79頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專(zhuān)題突破十一電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用 大一輪復(fù)習(xí)講義 第九章電磁感應(yīng) NEIRONGSUOYIN 內(nèi)容索引 研透命題點(diǎn) 隨堂測(cè)試 細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn) 隨堂檢測(cè)檢測(cè)課堂學(xué)習(xí)效果 課時(shí)作業(yè) 限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度 研透命題點(diǎn) 1 解題關(guān)鍵弄清初始條件 正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍 所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式 進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵 2 解題步驟 1 明確圖象的種類(lèi) 即是B t圖象還是 t圖象 或者E t圖象 I t圖象等 2 分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程 3 用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系 4 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律 閉合電路歐姆定律 牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫(xiě)出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 命題點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題 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(huà)圖象或判斷圖象 3 兩種常用方法 1 排除法 定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì) 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(xiě)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(duì)圖象進(jìn)行分析和判斷 例1 多選 2018 揚(yáng)州中學(xué)5月模擬 在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為l的正方形線框abcd bc邊右側(cè)有一等腰直角三角形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域efg 三角形腰長(zhǎng)為l 磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直桌面向下 abef在同一直線上 其俯視圖如圖1所示 線框從圖示位置在水平拉力F作用下向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū) 線框中感應(yīng)電流i及拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系可能是 以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?F向右為正方向 時(shí)間單位為 圖1 變式1 2018 如皋市調(diào)研 將一段導(dǎo)線繞成如圖2甲所示的閉合回路 并固定在水平面 紙面 內(nèi) 回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中 回路的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng) 以向里為磁場(chǎng) 的正方向 其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示 用F表示ab邊受到的安培力 以水平向右為F的正方向 能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖象是 圖2 1 解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路 命題點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量問(wèn)題 2 能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法 1 能量轉(zhuǎn)化 2 求解焦耳熱Q的三種方法 3 單棒導(dǎo)體切割磁感線的一般運(yùn)動(dòng)過(guò)程 4 兩種狀態(tài)及處理方法 模型1 導(dǎo)體棒 切割磁感線例2 多選 2018 江蘇單科 9 如圖3所示 豎直放置的 形光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng) 矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng) 的高和間距均為d 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放 進(jìn)入磁場(chǎng) 和 時(shí)的速度相等 金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R 與導(dǎo)軌接觸良好 其余電阻不計(jì) 重力加速度為g 金屬桿A 剛進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)加速度方向豎直向下B 穿過(guò)磁場(chǎng) 的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C 穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgdD 釋放時(shí)距磁場(chǎng) 上邊界的高度h可能小于 圖3 解析穿過(guò)磁場(chǎng) 后 金屬棒在磁場(chǎng)之間做加速運(yùn)動(dòng) 在磁場(chǎng) 上邊緣速度大于從磁場(chǎng) 出來(lái)時(shí)的速度 即進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)速度等于進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)速度 大于從磁場(chǎng) 出來(lái)時(shí)的速度 金屬棒在磁場(chǎng) 中做減速運(yùn)動(dòng) 加速度方向向上 A錯(cuò) 金屬棒在磁場(chǎng) 中做減速運(yùn)動(dòng) 由牛頓第二定律知 a隨著減速過(guò)程逐漸變小 即在前一段做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng) 在磁場(chǎng)之間做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 兩個(gè)過(guò)程位移大小相等 由v t圖象 可能圖象如圖所示 可以看出前一段用時(shí)多于后一段用時(shí) B對(duì) 由于進(jìn)入兩磁場(chǎng)時(shí)速度相等 由動(dòng)能定理知 W安1 mg 2d 0 W安1 2mgd 即通過(guò)磁場(chǎng) 產(chǎn)生的熱量為2mgd 故穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgd C對(duì) 設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng) 時(shí)速度為v 則由機(jī)械能守恒定律知 例3 2018 南京市三模 如圖4甲所示 固定在水平桌面上的間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌 其右端MN間接有阻值為R的定值電阻 導(dǎo)軌上存在著以efhg為邊界 寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示 方向豎直向下 一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置 金屬棒的電阻也為R 在t 0時(shí)刻從圖示位置在恒力作用下由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng) t t0時(shí)刻恰好進(jìn)入磁場(chǎng) 此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0 并保持不變 金屬棒從圖示位置到恰好穿出磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 電阻R上的電流大小不變 導(dǎo)軌電阻不計(jì) 求 圖4 1 0 t0時(shí)間內(nèi)流過(guò)電阻R的電流I的大小和方向 由楞次定律可知 電流方向?yàn)橛蒒到M 2 金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)的速度及所受恒力的大小 解析經(jīng)分析可知 金屬棒穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中電動(dòng)勢(shì)大小與0 t0時(shí)間內(nèi)相同 金屬棒勻速通過(guò)磁場(chǎng)由受力平衡得F BIL 3 金屬棒從圖示位置到恰好穿出磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q 變式2 2018 泰州中學(xué)月考 如圖5甲所示 MN PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌 導(dǎo)軌間距L為0 5m 導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2 的定值電阻R 將一根質(zhì)量為0 2kg的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上 且與導(dǎo)軌接觸良好 金屬棒cd的電阻r 2 導(dǎo)軌電阻不計(jì) 整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 2T 若棒以1m s的初速度向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)對(duì)棒施加水平向右的拉力F作用 并保持拉力的功率恒為4W 從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 經(jīng)過(guò)2s金屬棒的速度穩(wěn)定不變 圖乙為安培力與時(shí)間的關(guān)系圖象 試求 圖5 1 金屬棒的最大速度 答案4m s 解析金屬棒速度最大時(shí) 所受合外力為零 即F安m F 2 金屬棒的速度為3m s時(shí)的加速度大小 解析金屬棒速度為3m s時(shí) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E BLv 2 0 5 3V 3V 根據(jù)牛頓第二定律F F安 ma 3 求從開(kāi)始計(jì)時(shí)起2s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱 答案3 25J W安 6 5J 模型2 導(dǎo)線框 切割磁感線例4 2018 南通市 泰州市一模 如圖6所示 光滑絕緣斜面傾角為 斜面上平行于底邊的虛線MN PQ間存在垂直于斜面向上 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) MN PQ相距為L(zhǎng) 一質(zhì)量為m 邊長(zhǎng)為d d L 的正方形金屬線框abef置于斜面上 線框電阻為R ab邊與磁場(chǎng)邊界MN平行 相距為L(zhǎng) 線框由靜止釋放后沿斜面下滑 ef邊離開(kāi)磁場(chǎng)前已做勻速運(yùn)動(dòng) 重力加速度為g 求 1 線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線框橫截面的電荷量q 圖6 磁通量的變化量 Bd2 2 線框ef邊離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度的大小v 受到的安培力F IdB由平衡條件有mgsin F 0 3 線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域產(chǎn)生的熱量Q 例5 2018 揚(yáng)州市一模 實(shí)驗(yàn)小組想要探究電磁剎車(chē)的效果 在遙控小車(chē)底面安裝寬為L(zhǎng) 長(zhǎng)為2 5L的N匝矩形線框abcd 總電阻為R 面積可認(rèn)為與小車(chē)底面相同 其平面與水平地面平行 小車(chē)總質(zhì)量為m 如圖7是簡(jiǎn)化的俯視圖 小車(chē)在磁場(chǎng)外以恒定的功率做直線運(yùn)動(dòng) 受到地面阻力恒為Ff 進(jìn)入磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度v 車(chē)頭 ab邊 剛要進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)立即撤去牽引力 車(chē)尾 cd邊 剛出磁場(chǎng)時(shí)速度恰好為零 已知有界磁場(chǎng)寬度為2 5L 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向豎直向下 求 圖7 1 進(jìn)入磁場(chǎng)前小車(chē)所受牽引力的功率P 答案Ffv 解析進(jìn)入磁場(chǎng)前小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大 根據(jù)受力平衡則有 F Ff牽引力的功率為 P Fv Ffv 2 車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) 感應(yīng)電流的大小I 解析車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E NBLv 3 電磁剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q 解析根據(jù)能量守恒定律得 可得 電磁剎車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為 隨堂測(cè)試 1 多選 2018 啟東中學(xué)月考 如圖8所示 兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì) 兩質(zhì)量 長(zhǎng)度均相同的導(dǎo)體棒c d置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方同一高度h處 磁場(chǎng)寬為3h 方向與導(dǎo)軌平面垂直 先由靜止釋放c c剛進(jìn)入磁場(chǎng)立即勻速運(yùn)動(dòng) 此時(shí)再由靜止釋放d 兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸 用ac表示c的加速度 Ekd表示d的動(dòng)能 xc xd分別表示c d相對(duì)釋放點(diǎn)的位移 下圖中正確的是 1 2 3 4 圖8 解析導(dǎo)體棒c進(jìn)入磁場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng) 加速度恒為g 有h gt2 v gt c棒進(jìn)入磁場(chǎng)以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)的路程為h vt gt2 2h 此后d棒進(jìn)入磁場(chǎng) d棒進(jìn)入磁場(chǎng)而c棒還沒(méi)有穿出磁場(chǎng)的過(guò)程 無(wú)電磁感應(yīng) 兩導(dǎo)體棒僅受到重力作用 加速度均為g 直到c棒穿出磁場(chǎng) 穿出磁場(chǎng)后c棒僅受重力 加速度仍為g A錯(cuò)誤 B正確 c棒穿出磁場(chǎng)后 d棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 因此時(shí)d棒速度大于c棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)切割感線的速度 故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 感應(yīng)安培力都大于c棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的大小 d棒減速 直到穿出磁場(chǎng)僅受重力 做勻加速運(yùn)動(dòng) 結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)v2 v02 2gh 可知?jiǎng)蚣铀龠^(guò)程動(dòng)能與運(yùn)動(dòng)距離成正比 D正確 1 2 3 4 2 2018 如皋市模擬四 如圖9所示 質(zhì)量為m 電阻為R的單匝矩形線框置于光滑水平面上 線框邊長(zhǎng)ab L ad 2L 虛線MN過(guò)ad bc邊中點(diǎn) 一根能承受最大拉力為F0的細(xì)線沿水平方向拴住ab邊中點(diǎn)O 細(xì)線與ab邊垂直 從某時(shí)刻起 在MN右側(cè)加一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按B kt的規(guī)律均勻變化 一段時(shí)間后 細(xì)線被拉斷 線框向左運(yùn)動(dòng) ab邊穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度為v 求 1 細(xì)線斷裂前線框中的電功率P 1 2 3 4 圖9 2 細(xì)線斷裂后瞬間線框的加速度大小a及線框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中安培力所做的功W 1 2 3 4 3 2018 南京師大附中5月模擬 近期大功率儲(chǔ)能技術(shù)受到媒體的廣泛關(guān)注 其中飛輪儲(chǔ)能是熱點(diǎn)之一 為說(shuō)明某種飛輪儲(chǔ)能的基本原理 將模型簡(jiǎn)化為如圖10所示 光滑的 形導(dǎo)軌水平放置 電阻不計(jì) 長(zhǎng)度足夠 軌道平行部分間距為L(zhǎng) 1m 導(dǎo)軌上靜止放置有長(zhǎng)度也為L(zhǎng) 質(zhì)量為m 100kg 接入電路的電阻為R1 0 1 的導(dǎo)體棒AB 導(dǎo)軌間虛線框區(qū)域有垂直軌道平面向上的均勻變化磁場(chǎng) 虛線框右側(cè)區(qū)域有垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 10T 圖中開(kāi)關(guān)S接a 經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間 棒AB向右勻速運(yùn)動(dòng) 速度為v 100m s 然后若將開(kāi)關(guān)S接b 棒AB可作為電源對(duì)電阻R2供電 電阻R2 0 9 1 開(kāi)關(guān)S接a 棒AB勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) 虛線框中的磁場(chǎng)磁通量每秒鐘變化多少 答案1000Wb 1 2 3 4 圖10 解析棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為零 安培力為零 電流為零 磁通量不變 所以虛線框中磁場(chǎng)磁通量每秒增加 BLvt 1000Wb 1 2 3 4 2 求開(kāi)關(guān)S接b的瞬間棒AB的加速度大小 答案100m s2 1 2 3 4 3 求開(kāi)關(guān)S接b后R2產(chǎn)生的總熱量Q 答案4 5 105J 1 2 3 4 4 2018 蘇州市模擬 如圖11所示 空間存在豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B 一邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 質(zhì)量為m 電阻為R的正方形單匝導(dǎo)線框abcd放在水平桌面上 在水平拉力作用下 線框從左邊界以速度v勻速進(jìn)入磁場(chǎng) 當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)撤去拉力 ab邊恰好能到達(dá)磁場(chǎng)的右邊界 已知線框與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 磁場(chǎng)寬度大于L 重力加速度為g 求 1 ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí) 其兩端的電壓U 圖11 解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E BLv 1 2 3 4 2 水平拉力的大小F和磁場(chǎng)的寬度d 1 2 3 4 3 整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的總熱量Q 1 2 3 4 課時(shí)作業(yè) 1 2017 南通市第二次調(diào)研 如圖1所示 閉合導(dǎo)線框勻速穿過(guò)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾却笥诰€框尺寸 規(guī)定線框中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎?則線框中電流i隨時(shí)間t變化的圖象可能正確的是 1 2 3 4 5 6 7 雙基鞏固練 圖1 8 9 10 解析閉合導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)由楞次定律知電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針 故排除D 閉合導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)由楞次定律知電流方向?yàn)轫槙r(shí)針 故排除A 根據(jù)有效切割長(zhǎng)度的變化可知 C錯(cuò)誤 B正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 多選 2018 鹽城中學(xué)月考 如圖2所示 電阻為R的金屬棒 從圖示位置分別以速率v1 v2沿電阻不計(jì)的光滑軌道從ab勻速滑到a b 處 若v1 v2 1 2 則在兩次移動(dòng)過(guò)程中A 回路中感應(yīng)電流I1 I2 1 2B 回路中產(chǎn)生熱量Q1 Q2 1 2C 回路中通過(guò)橫截面的總電荷量q1 q2 1 2D 金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1 E2 1 2 圖2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 2018 南京市三校聯(lián)考 如圖3所示 線圈由A位置開(kāi)始下落 不計(jì)空氣阻力 在磁場(chǎng)中受到的安培力如果總小于它的重力 則它在A B C D四個(gè)位置 B D位置恰好線圈有一半在磁場(chǎng)中 時(shí) 加速度關(guān)系為A aA aB aC aDB aA aC aB aDC aA aC aD aBD aA aC aD aB 圖3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 2017 宜興市下學(xué)期初考 如圖4所示 在光滑水平面上 有一個(gè)粗細(xì)均勻的單匝正方形閉合線框abcd t 0時(shí)刻 線框在水平外力的作用下 從靜止開(kāi)始向右一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng) bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t1 ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t2 設(shè)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小為i ad邊兩端電壓大小為U 水平拉力大小為F 則下列i U F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t變化關(guān)系圖象正確的是 圖4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 多選 如圖5甲所示 閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直 規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)的正方向 abcda方向?yàn)殡娏鞯恼较?水平向右為安培力的正方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示 下列關(guān)于線框中的電流i ad邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象 正確的是 圖5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 多選 2018 海安中學(xué)月考 水平固定放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 如圖6所示 在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab 開(kāi)始時(shí)ab棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng) 最后靜止在導(dǎo)軌上 就導(dǎo)軌光滑和粗糙兩種情況比較 這個(gè)過(guò)程A 外力對(duì)棒所做功相等B 電流所做的功相等C 通過(guò)ab棒的電荷量相等D 安培力對(duì)ab棒所做的功不相等 圖6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析根據(jù)動(dòng)能定理 兩種情況下外力的功都等于動(dòng)能的變化量 因初狀態(tài)和末狀態(tài)相同 則外力對(duì)棒做功相同 選項(xiàng)A正確 電流所做的功等于回路中產(chǎn)生的焦耳熱 根據(jù)功能關(guān)系可知導(dǎo)軌光滑時(shí) 金屬棒克服安培力做功多 產(chǎn)生的焦耳熱多 電流做功多 故B錯(cuò)誤 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 當(dāng)導(dǎo)軌光滑時(shí) 金屬棒克服安培力做功 動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱 產(chǎn)生的內(nèi)能等于金屬棒的初動(dòng)能 當(dāng)導(dǎo)軌粗糙時(shí) 金屬棒在導(dǎo)軌上滑動(dòng) 一方面要克服摩擦力做功 摩擦生熱 把部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 另一方面要克服安培力做功 金屬棒的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為焦耳熱 摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能與克服安培力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的和等于金屬棒的初動(dòng)能 所以導(dǎo)軌粗糙時(shí) 安培力做的功少 導(dǎo)軌光滑時(shí) 安培力做的功多 故D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 多選 2018 溧水中學(xué)期初模擬 如圖7所示 兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為 的絕緣斜面上 兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng) 底端接有阻值為R的電阻 一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上 并與導(dǎo)軌垂直 導(dǎo)軌和桿ab的電阻可忽略 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直斜面向上 讓桿ab沿軌道由靜止開(kāi)始下滑 導(dǎo)軌和桿ab接觸良好 不計(jì)它們之間的摩擦 桿ab由靜止下滑距離s時(shí) 已勻速運(yùn)動(dòng) 重力加速度為g 則 A 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿ab的速度為B 勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿ab受到的安培力大小為mgsin C 桿ab由靜止下滑距離s過(guò)程中 安培力做功為mgssin D 桿ab由靜止下滑距離s過(guò)程中 電阻R產(chǎn)生的熱量為mgssin 圖7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8 2018 南京市學(xué)情調(diào)研 如圖8所示 電阻不計(jì) 間距為l 1 0m的光滑平行金屬導(dǎo)軌 水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B 1 0T 方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 導(dǎo)軌左端接一定值電阻R 1 5 質(zhì)量為m 1 0kg 電阻為r 0 5 的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上 始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好 當(dāng)MN受到垂直于棒的水平外力F 2 0N的作用 由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)位移x 1 55m 到達(dá)PQ處 圖中未畫(huà)出 此時(shí)速度為v 2 0m s 求 1 金屬棒在PQ處所受磁場(chǎng)作用力大小 綜合提升練 圖8 答案1 0N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析速度為v 2 0m s時(shí) 回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E Blv 由此得磁場(chǎng)對(duì)金屬棒的作用力為 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 金屬棒在PQ處的加速度大小 答案1 0m s2 解析由牛頓第二定律有F F安 ma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 金屬棒在運(yùn)動(dòng)中回路總共產(chǎn)生的熱能 答案1 1J 解析設(shè)金屬棒受到的安培力做功為W 由動(dòng)能定理得Fx W mv2 金屬棒克服安培力所做的功 即回路中總共產(chǎn)生的熱能得Q W 1 1J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9 2018 鹽城市三模 如圖9所示 在豎直平面內(nèi) 水平且平行的 虛線間距為L(zhǎng) 其間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 一長(zhǎng)為2L 寬為L(zhǎng)的矩形線框質(zhì)量為m 電阻為R 開(kāi)始時(shí) 線框下邊緣正好與虛線 重合 由靜止釋放 線框上邊緣進(jìn)入磁場(chǎng)后線框一直做減速運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 線框上邊緣經(jīng)過(guò)虛線 瞬間加速度恰為0 重力加速度為g 不計(jì)空氣阻力 求矩形線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中 1 上邊緣經(jīng)過(guò)虛線 瞬間 線框中電流的大小 圖9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 磁通量變化率的最大值 解析線框上邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)磁通量的變化率最大 設(shè)此時(shí)速度為v1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 線框中產(chǎn)生的焦耳熱 解析設(shè)線框上邊緣通過(guò)虛線 瞬間線框速度為v2 則BLv2 IR設(shè)線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中克服安培力做的功為W 根據(jù)動(dòng)能定理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 2018 鎮(zhèn)江市模擬 如圖10所示 兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角 30 的斜面上 其電阻不計(jì) 間距為0 4m 導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域 和 兩區(qū)域的邊界為MN 區(qū)域 和 中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向分別垂直斜面向下和垂直斜面向上 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為0 5T 將質(zhì)量為0 1kg 電阻為0 1 的導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上的區(qū)域 中 ab剛好不下滑 再在區(qū)域 中將質(zhì)量為0 4kg 電阻為0 1 的光滑導(dǎo)體棒cd從導(dǎo)軌上由靜止開(kāi)始下滑 cd棒始終處于區(qū)域 中 兩棒與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好 g取10m s2 圖10 1 求ab棒所受最大靜摩擦力 并判斷cd棒下滑時(shí)ab棒中電流的方向 答案0 5N由a流向b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析ab剛好不下滑時(shí) ab所受摩擦力為最大靜摩擦力有Ffmax m1gsin 則Ffmax 0 5N由右手定則可知cd棒下滑時(shí)ab棒中電流方向由a流向b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 ab棒剛要向上滑動(dòng)時(shí) cd棒的速度大小v 答案5m s 解析設(shè)ab剛好要上滑時(shí) cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E 由法拉第電磁感應(yīng)定律有E Blv 設(shè)ab所受安培力為F安 有F安 BIl此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下 由平衡條件有F安 m1gsin Ffmax代入數(shù)據(jù)解得v 5m s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 若從cd棒開(kāi)始下滑到ab棒剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中 裝置中產(chǎn)生的總熱量為2 6J 求此過(guò)程中cd棒下滑的距離x 答案3 8m 解析設(shè)從cd棒開(kāi)始下滑到ab棒剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中裝置中產(chǎn)生的總熱量為Q總 由能量守恒有m2gxsin Q總 m2v2 解得x 3 8m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10