電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用ppt課件

1、電磁感應(yīng)景象和規(guī)律是高考常考的內(nèi)容電磁感應(yīng)景象和規(guī)律是高考?？嫉膬?nèi)容,也是物理學(xué)也是物理學(xué)科內(nèi)綜合題的切入點(diǎn)。往往也是高考備考的難點(diǎn)。科內(nèi)綜合題的切入點(diǎn)。往往也是高考備考的難點(diǎn)。電磁感應(yīng)景象與磁場、電路、力和運(yùn)動(dòng)、能量等相電磁感應(yīng)景象與磁場、電路、力和運(yùn)動(dòng)、能量等相聯(lián)絡(luò)的綜合題以及有關(guān)圖象問題在近幾年的高考中聯(lián)絡(luò)的綜合題以及有關(guān)圖象問題在近幾年的高考中總是時(shí)有出現(xiàn)總是時(shí)有出現(xiàn),在復(fù)習(xí)中要引起足夠的注重。電磁感在復(fù)習(xí)中要引起足夠的注重。電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合運(yùn)用問題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的籠統(tǒng)思應(yīng)規(guī)律的綜合運(yùn)用問題，要求學(xué)生有較強(qiáng)的籠統(tǒng)思想才干，同時(shí)應(yīng)留意在學(xué)習(xí)過程中不斷提高了解才想才干，同時(shí)應(yīng)留意在學(xué)習(xí)

2、過程中不斷提高了解才干、分析綜合才干和推理才干，以及空間想象才干。干、分析綜合才干和推理才干，以及空間想象才干。 復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容是物理重點(diǎn)內(nèi)容之一它在高考電磁感應(yīng)這部分內(nèi)容是物理重點(diǎn)內(nèi)容之一它在高考試題中比例約占試題中比例約占8%10，近年來高考對本章內(nèi)容，近年來高考對本章內(nèi)容調(diào)查命題頻率極高的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向斷調(diào)查命題頻率極高的是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、方向斷定和導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算，且要定和導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算，且要求較高幾乎是年年有考；其他像電磁感應(yīng)景象與磁求較高幾乎是年年有考；其他像電磁感應(yīng)景象與磁場、電路和力學(xué)、熱學(xué)、能量及動(dòng)

3、量等知識相聯(lián)絡(luò)的場、電路和力學(xué)、熱學(xué)、能量及動(dòng)量等知識相聯(lián)絡(luò)的綜合題及圖像問題在近幾年高考中也時(shí)有出現(xiàn)，綜合題及圖像問題在近幾年高考中也時(shí)有出現(xiàn)， 如如2019年江蘇卷年江蘇卷19、2019年廣東卷年廣東卷16 、 2019年高考上年高考上海卷海卷22、2019年上海卷年上海卷23、2019年江蘇卷年江蘇卷18、2019高高考理綜北京卷考理綜北京卷24、2019年廣東卷年廣東卷18、2019年高考上海年高考上海卷卷24、2019年高考江蘇卷年高考江蘇卷15等，試題題型全面，選擇等，試題題型全面，選擇題、填空題、解答論述題都可涉及，尤其是解答題因題、填空題、解答論述題都可涉及，尤其是解答題因難度

4、大、涉及知識點(diǎn)多、綜合才干強(qiáng)，多以中檔以上難度大、涉及知識點(diǎn)多、綜合才干強(qiáng)，多以中檔以上標(biāo)題出現(xiàn)來添加試題的區(qū)分度，而選擇和填空題多以標(biāo)題出現(xiàn)來添加試題的區(qū)分度，而選擇和填空題多以一、一、在高考中的位置在高考中的位置中檔左右的試題出現(xiàn)中檔左右的試題出現(xiàn) 1電磁感應(yīng)問題與電路問題的綜合。電磁感應(yīng)提供電磁感應(yīng)問題與電路問題的綜合。電磁感應(yīng)提供電路中的電源，處理這類電磁感應(yīng)中的電路問題，一電路中的電源，處理這類電磁感應(yīng)中的電路問題，一方面要思索電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律如右手定那么、法拉方面要思索電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律如右手定那么、法拉第電磁感應(yīng)定律等；另一方面還要思索電路中的有關(guān)第電磁感應(yīng)定律等；另一方面還要

5、思索電路中的有關(guān)規(guī)律，如歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)等，有時(shí)能夠規(guī)律，如歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)等，有時(shí)能夠還會用到力學(xué)的知識。還會用到力學(xué)的知識。二、電磁感應(yīng)規(guī)律綜合運(yùn)用的主要問題二、電磁感應(yīng)規(guī)律綜合運(yùn)用的主要問題 2電磁感應(yīng)問題與力學(xué)問題的綜合。電磁感應(yīng)中切電磁感應(yīng)問題與力學(xué)問題的綜合。電磁感應(yīng)中切割磁感線的導(dǎo)體要運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流又要遭到安培力的割磁感線的導(dǎo)體要運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電流又要遭到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題又往往和力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在作用，因此，電磁感應(yīng)問題又往往和力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一同，處理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，一方面要思索電一同，處理電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，一方面要思索電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律；另

6、一方面還要思索力學(xué)中的有關(guān)磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律；另一方面還要思索力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識綜合起來運(yùn)用。規(guī)律，要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識綜合起來運(yùn)用。電磁感應(yīng)的過程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守電磁感應(yīng)的過程，同時(shí)總伴隨著能量的轉(zhuǎn)化和守恒，當(dāng)外力抑制安培力做功的過程就是將其他方恒，當(dāng)外力抑制安培力做功的過程就是將其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程；當(dāng)安培力做正功時(shí)，式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)化為其它方式的能。仔細(xì)分析電磁感就有電能轉(zhuǎn)化為其它方式的能。仔細(xì)分析電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化，熟練地運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化，熟練地運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化與守恒定律是求解較復(fù)雜的電磁

7、感應(yīng)問題常用的簡便恒定律是求解較復(fù)雜的電磁感應(yīng)問題常用的簡便方法。方法。3、電磁感應(yīng)問題與能量問題的綜合。、電磁感應(yīng)問題與能量問題的綜合。2電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)分析和能量分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)分析和能量分析切割磁感線的導(dǎo)體作為一個(gè)電磁學(xué)研討對象有感應(yīng)電切割磁感線的導(dǎo)體作為一個(gè)電磁學(xué)研討對象有感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流、兩端電壓、電流做功、電阻發(fā)熱等動(dòng)勢、感應(yīng)電流、兩端電壓、電流做功、電阻發(fā)熱等問題；作為一個(gè)力學(xué)對象有受力、加速度、動(dòng)能、能問題；作為一個(gè)力學(xué)對象有受力、加速度、動(dòng)能、能量及其變化等問題；所以電磁感應(yīng)和力學(xué)知識發(fā)生聯(lián)量及其變化等問題；所以電磁感應(yīng)和力學(xué)知識發(fā)生聯(lián)絡(luò)是必然的。由于這類問題中物

8、理過程比較復(fù)雜，形絡(luò)是必然的。由于這類問題中物理過程比較復(fù)雜，形狀變化過程中變量比較多，關(guān)鍵是能抓住形狀變化過狀變化過程中變量比較多，關(guān)鍵是能抓住形狀變化過程中變量程中變量“變的特點(diǎn)和規(guī)律，從而確定形狀變化過變的特點(diǎn)和規(guī)律，從而確定形狀變化過程中的臨界點(diǎn)，求解時(shí)留意從動(dòng)量、能量的觀念出發(fā)，程中的臨界點(diǎn)，求解時(shí)留意從動(dòng)量、能量的觀念出發(fā)，運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律進(jìn)展分析和解答。運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律進(jìn)展分析和解答。三、方法解析三、方法解析1電磁感應(yīng)中的電路分析。在電磁感應(yīng)中電磁感應(yīng)中的電路分析。在電磁感應(yīng)中, 切割磁切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢

9、，那么該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源。將它們接動(dòng)勢，那么該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源。將它們接上電容器可以使電容器充電；將它們接上電阻或用上電容器可以使電容器充電；將它們接上電阻或用電器可以對用電器供電。電器可以對用電器供電。穿過閉合回路的磁場加強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生了電動(dòng)勢。穿過閉合回路的磁場加強(qiáng)，在回路中產(chǎn)生了電動(dòng)勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場，由感這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場，由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，叫做感生電動(dòng)勢。生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，叫做感生電動(dòng)勢。3、感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢：、感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢：一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)

10、時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫動(dòng)生電動(dòng)勢。電動(dòng)勢叫動(dòng)生電動(dòng)勢。014.山東泰安市山東泰安市07年第一輪質(zhì)量檢測年第一輪質(zhì)量檢測13 13如下圖，光滑矩形斜面如下圖，光滑矩形斜面ABCD的傾角的傾角=30，在其上放置一矩形金屬線框在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長的邊長L1=1m，bc的邊長的邊長L2=0.6m，線框的質(zhì)量，線框的質(zhì)量m=1kg，電阻，電阻R=0.1，線框經(jīng)過細(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平線框經(jīng)過細(xì)線繞過定滑輪與重物相連，細(xì)線與斜面平行且接近；重物質(zhì)量行且接近；重物質(zhì)量M=2

11、kg，離地面的高度為，離地面的高度為H= 4.8m；斜面上；斜面上efgh區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直于區(qū)域是有界勻強(qiáng)磁場，方向垂直于斜面向上；知斜面向上；知AB到到ef的間隔為的間隔為S1=4.2m，ef到到gh的間的間隔隔S2=0.6m，gh到到CD的間隔為的間隔為S3=3.8m，取，取g =10m/s2；現(xiàn)讓線框從靜止；現(xiàn)讓線框從靜止開場運(yùn)動(dòng)開場時(shí)辰，開場運(yùn)動(dòng)開場時(shí)辰，cd與與AB邊重合，發(fā)現(xiàn)線框邊重合，發(fā)現(xiàn)線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，gH=4.8me dBCDMbhAQPacf求：求：1線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度線框進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0；2efgh區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)

12、度區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； 3線框在經(jīng)過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱線框在經(jīng)過磁場區(qū)域過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q； 4畫出線框從開場運(yùn)動(dòng)到畫出線框從開場運(yùn)動(dòng)到ab邊與邊與CD邊重合過程邊重合過程中線框的速度中線框的速度時(shí)間圖象。時(shí)間圖象。t/sv/ms-100.51.01.52.02.04.06.0解：解： 1設(shè)設(shè)ab進(jìn)入磁場時(shí)速度為進(jìn)入磁場時(shí)速度為v0，由機(jī)械能守恒得，由機(jī)械能守恒得 20212121v )mM(sin)LS(mg)LS(Mg m/s61250260241022210 ).)(.(mM)sinmM)(LS(gv 2ab在磁場中運(yùn)動(dòng)所受安培力在磁場中運(yùn)動(dòng)所受安培力RvLBBILF

13、02121 sinmgFMg T50T61010502101.).(vRg)sinmM(LB 3由能量守恒：由能量守恒：J182222 sinSmgSMgQ4ab邊分開邊分開ef的時(shí)間為為：的時(shí)間為為：s2166322021211.v)LS(vLSt 線框進(jìn)入磁場后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到線框進(jìn)入磁場后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到cd邊分開邊分開gh的時(shí)間為：的時(shí)間為：s206212022.vLt 標(biāo)題標(biāo)題t/sv/ms-100.51.01.52.02.04.06.0此時(shí)此時(shí)M剛好著地，細(xì)繩松弛，線框繼續(xù)向上做減速運(yùn)剛好著地，細(xì)繩松弛，線框繼續(xù)向上做減速運(yùn)動(dòng)，直到線框的動(dòng)，直到線框的cd邊分開邊分開C

14、D線。其加速度大小為：線。其加速度大小為：23m/s5 singmsinmga設(shè)線框設(shè)線框cd邊分開邊分開CD的速度為的速度為v12021332vv)LS(a m/s22352362233201 .)LS(avvs805263103.avvt 整個(gè)過程的速度整個(gè)過程的速度時(shí)間時(shí)間圖象如下圖圖象如下圖: : 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁049.西安市重點(diǎn)中學(xué)西安市重點(diǎn)中學(xué)2019屆屆4月份理綜試題月份理綜試題19 19、兩個(gè)沿程度方向且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為、兩個(gè)沿程度方向且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的的有程度邊境的勻強(qiáng)磁場，如下圖，磁場高度均為有程度邊境的勻強(qiáng)磁場，如下圖，磁場高度均為L一個(gè)框面與磁場方向垂直、質(zhì)

15、量為一個(gè)框面與磁場方向垂直、質(zhì)量為m、電阻為、電阻為R、邊長為邊長為L的正方形金屬框的正方形金屬框abcd，從某一高度由靜止，從某一高度由靜止釋放，當(dāng)釋放，當(dāng)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)，金屬框恰好做邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)，金屬框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)ab邊下落到邊下落到GH和和JK之間的某位之間的某位置時(shí)，又恰好開場做勻速直線運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程空氣置時(shí)，又恰好開場做勻速直線運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程空氣阻力不計(jì)阻力不計(jì) 求金屬框從求金屬框從ab邊開場進(jìn)入第一個(gè)邊開場進(jìn)入第一個(gè) 磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊境磁場至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊境 JK過程中產(chǎn)生的熱量過程中產(chǎn)生的熱量QLLKEFGHJdabc解

16、：解： 設(shè)設(shè)ab邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)的速度為邊剛進(jìn)入第一個(gè)磁場時(shí)的速度為v1、安培、安培力為力為F1，因框作勻速運(yùn)動(dòng)，有，因框作勻速運(yùn)動(dòng)，有LLKEFGHJdabcF1mgmgF1BI1L REI11 EBLv1 由由、可得可得221LBmgRv 設(shè)設(shè)ab邊到達(dá)邊到達(dá)GH和和JK的之間某位置時(shí)，線框的速度為的之間某位置時(shí)，線框的速度為v2、ab邊的安培力為邊的安培力為F2、cd邊的安培力為邊的安培力為F3，LLKEFGHJdabcF2F3mgF2F3 mg2F22BI2L REI22 222BLvtE 由由、得得2212441LBmgRvv 標(biāo)題標(biāo)題 線框線框ab從開場進(jìn)入第一個(gè)磁場上邊境至剛

17、剛到達(dá)從開場進(jìn)入第一個(gè)磁場上邊境至剛剛到達(dá)第二個(gè)磁場下邊境第二個(gè)磁場下邊境JK的過程，由能量守恒得：的過程，由能量守恒得：222121221mvQmgLmv 由由、得：得：mgLLBRgmQ2321544223 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁059.江蘇南通市江蘇南通市2019屆第三次調(diào)研測試屆第三次調(diào)研測試13 1314分如下圖，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)分如下圖，兩足夠長平行光滑的金屬導(dǎo)軌軌MN、PQ相距為相距為L，導(dǎo)軌平面與程度面夾角，導(dǎo)軌平面與程度面夾角30，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻，導(dǎo)軌上端跨接一定值電阻R，導(dǎo)軌電阻不，導(dǎo)軌電阻不計(jì)整個(gè)安裝處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，長計(jì)整個(gè)安裝處于方向豎直向上的

18、勻強(qiáng)磁場中，長為為L的金屬棒的金屬棒cd垂直于垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌堅(jiān)持電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為與導(dǎo)軌堅(jiān)持電接觸良好，金屬棒的質(zhì)量為m、電阻、電阻為為r，重力加速度為，重力加速度為g，現(xiàn)將，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，當(dāng)金金屬棒由靜止釋放，當(dāng)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑間隔為屬棒沿導(dǎo)軌下滑間隔為s時(shí)，時(shí)，速度到達(dá)最大值速度到達(dá)最大值vm求：求：MPQcNdRB1金屬棒開場運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。唤饘侔糸_場運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大??；2勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；3金屬棒沿導(dǎo)軌下滑間隔為金屬棒沿導(dǎo)軌下滑間隔為s的過程中，電阻的過程中，電阻R上產(chǎn)生的電熱上產(chǎn)生的電熱解：

19、解：1金屬棒開場運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為金屬棒開場運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a，由牛頓第二定律有由牛頓第二定律有masinmg 解得解得 singa 2設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，那么金，那么金屬棒到達(dá)最大速度時(shí)屬棒到達(dá)最大速度時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢產(chǎn)生的電動(dòng)勢 cosBLvEm 回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 rREI 金屬棒棒所受安培力金屬棒棒所受安培力 BILF cd棒所受合外力為零時(shí)，下滑的速度到達(dá)最大，那么棒所受合外力為零時(shí)，下滑的速度到達(dá)最大，那么 sinmgcosF 由由式解得式解得 mv)rR(mgLB321 標(biāo)題標(biāo)題3設(shè)電阻設(shè)電阻R上產(chǎn)生的電熱為上產(chǎn)生

20、的電熱為Q，整個(gè)電路產(chǎn)生，整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱為的電熱為Q總，那么總，那么總總Qmvsinmgsm 221 總總QrRRQ 由由式解得式解得）（rR)vgs(mRQm 22標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁061.北京西城區(qū)北京西城區(qū)2019年年5月抽樣月抽樣23 2318分如下圖，螺線管與相距分如下圖，螺線管與相距L的兩豎直放置的兩豎直放置的導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處于垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌處于垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中。金屬桿的勻強(qiáng)磁場中。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌，桿與導(dǎo)軌接觸垂直導(dǎo)軌，桿與導(dǎo)軌接觸良好，并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)。螺線管橫截面積為良好，并可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)。螺線管橫截面積為S

21、，線圈匝數(shù)為線圈匝數(shù)為N，電阻為，電阻為R1，管內(nèi)有程度向左的變化磁，管內(nèi)有程度向左的變化磁場。知金屬桿場。知金屬桿ab的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，電阻為，電阻為R2，重力加速度，重力加速度為為g不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻，不計(jì)空氣阻力，忽略螺線管不計(jì)空氣阻力，忽略螺線管磁場對桿磁場對桿ab的影響。的影響。aBbB01為使為使ab桿堅(jiān)持靜止，求經(jīng)過桿堅(jiān)持靜止，求經(jīng)過ab的電流的大小的電流的大小和方向；和方向；2當(dāng)當(dāng)ab桿堅(jiān)持靜止時(shí)，求螺線管內(nèi)磁場的磁感桿堅(jiān)持靜止時(shí)，求螺線管內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B的變化率；的變化率；3假設(shè)螺線管內(nèi)方向向左的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度假設(shè)螺線管內(nèi)方向向左的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的

22、變化率的變化率 k0。將金屬桿。將金屬桿ab由靜止釋由靜止釋放放,桿將向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)桿的速度為桿將向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)桿的速度為v時(shí)，仍在向下時(shí)，仍在向下做加速運(yùn)動(dòng)。求此時(shí)桿的加速度的大小做加速運(yùn)動(dòng)。求此時(shí)桿的加速度的大小, 設(shè)導(dǎo)軌足設(shè)導(dǎo)軌足夠長夠長.ktB 解：解： 1以以ab為研討對象，根據(jù)平衡條件為研討對象，根據(jù)平衡條件 mg = B0I L求出求出LBmgI0 經(jīng)過經(jīng)過ab桿電流方向?yàn)橛蓷U電流方向?yàn)橛蒪到到a 2根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 tBNStNE 根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律 21RREI 求出求出 LNSBRRmgtB021)( 標(biāo)題標(biāo)題3根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律根據(jù)法拉第

23、電磁感應(yīng)定律NSktBNSE 1ab桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢E2 = B0Lv總電動(dòng)勢總電動(dòng)勢 E總總 = E1 + E2感應(yīng)電流感應(yīng)電流21總RREI 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律maFmg 安培力安培力 F = B0 I L 求出求出 )()(2100RRmLvBNSkLBga 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁062.北京市海淀區(qū)二模反響題北京市海淀區(qū)二模反響題2323高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的是焊接的原理表示圖。將半徑為原理表示圖。將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變

24、化電流，線件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t 的變化規(guī)律如圖的變化規(guī)律如圖2所示，所示，t=0時(shí)辰磁場方向垂時(shí)辰磁場方向垂直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的電阻電阻R0=1.010-3 m-1，焊縫處的接觸電阻為工，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的件非焊接部分電阻的9倍，焊接的縫寬非常小，不計(jì)倍，焊接的縫寬非常小，不計(jì)溫度變化對電阻的影響。溫度變化對電阻的影響。rO待焊接工件待焊接工件焊縫焊縫線圈線圈接高頻電源接

25、高頻電源圖圖11求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，在圖求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，在圖3中畫中畫出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的i-t 圖象以逆時(shí)針方向電流圖象以逆時(shí)針方向電流為正；為正；2求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值；求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值；3求求t=0.30s內(nèi)電流經(jīng)過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)電流經(jīng)過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱圖圖2圖圖30i/A24791368t/10-2s52.00B/Tt/10-2s2 358-2.014796解：解：1環(huán)形金屬工件電阻為環(huán)形金屬工件電阻為R=2rR0+92rR0=20rR0=6.2810-3在在0-2T/3時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢為時(shí)間

26、內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢為 V2862.rtBE 電流為電流為A10013 .REI由楞次定律得到電流方向逆時(shí)針，由楞次定律得到電流方向逆時(shí)針，I-t關(guān)系圖象如圖關(guān)系圖象如圖4所示所示.1357圖圖4i/A0t/10-2s246891000標(biāo)題標(biāo)題2設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為I效，在一個(gè)效，在一個(gè)周期內(nèi)周期內(nèi) 3222效TRIRTI 解得：解得：816AA361000效 I3在在t=0.30s內(nèi)電流經(jīng)過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱為內(nèi)電流經(jīng)過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱為 而而 R=92rR0=5.6510-3解得：解得：Q=I2Rt1.13103J標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁065.08年南京

27、一中第三次模擬年南京一中第三次模擬151515分如下圖，光滑的平行程度金屬導(dǎo)軌分如下圖，光滑的平行程度金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距相距L，在，在M點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)間銜接一個(gè)阻值為點(diǎn)間銜接一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間的電阻，在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電阻為、電阻為r、長度也剛好為、長度也剛好為L的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊境相距垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場左邊境相距d0?，F(xiàn)用一個(gè)。現(xiàn)用一個(gè)程度向右的力程度向右的力F拉棒拉棒ab，使它由靜止開場運(yùn)動(dòng)，棒，

28、使它由靜止開場運(yùn)動(dòng)，棒ab分開磁場前已做勻速分開磁場前已做勻速直線運(yùn)動(dòng)，棒直線運(yùn)動(dòng)，棒ab與導(dǎo)軌與導(dǎo)軌一直堅(jiān)持良好接觸，導(dǎo)一直堅(jiān)持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，軌電阻不計(jì)，RMNPQabcdefd0dBFOx F 隨隨 ab 與初始位置的間隔與初始位置的間隔 x 變化的情況如圖，變化的情況如圖，F(xiàn)0知。求：知。求：1棒棒ab分開磁場右邊境時(shí)的速度。分開磁場右邊境時(shí)的速度。2棒棒ab經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱。耳熱。3試證明：棒試證明：棒ab經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，經(jīng)過電經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，經(jīng)過電阻阻R的電量與拉力的電量與拉力F的大小無關(guān)。的大小無關(guān)。

29、 F0 xF02F0d0d0+d解解:1 設(shè)分開右邊境時(shí)棒設(shè)分開右邊境時(shí)棒ab速度為速度為v，那么有，那么有 BLv rRI 020 BILF解得：解得： 2202LB)rR(Fv 2在在ab棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理： 000122dFFW 0212201 mvWdFW安安由功能關(guān)系：由功能關(guān)系： 安安電電WE 解得：解得： 4422000電2223LB)rR(mF)dd(FE 標(biāo)題標(biāo)題3tBLdtE rREI rRBLdtIq 所以，經(jīng)過電阻所以，經(jīng)過電阻R的電量與拉力的電量與拉力F的大小無關(guān)。的大小無關(guān)。標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁064. 08年福建省十大

30、名校高考模擬試題年福建省十大名校高考模擬試題16 1615分如下圖，在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)分如下圖，在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為B的勻強(qiáng)磁場中，有兩條相互平行且相距的勻強(qiáng)磁場中，有兩條相互平行且相距L的光的光滑金屬導(dǎo)軌滑金屬導(dǎo)軌P1P2P3 Q1Q2Q3，兩導(dǎo)軌間用阻值為，兩導(dǎo)軌間用阻值為R的電阻銜接，導(dǎo)軌的電阻銜接，導(dǎo)軌P2P3、Q2Q3在同一程度面上，在同一程度面上，P2Q2P2P3，傾斜導(dǎo)軌和程度導(dǎo)軌均用相切的一小，傾斜導(dǎo)軌和程度導(dǎo)軌均用相切的一小段光滑圓弧銜接，其長度可以略去不計(jì)。在傾角為段光滑圓弧銜接，其長度可以略去不計(jì)。在傾角為 的斜導(dǎo)軌的斜導(dǎo)軌P1P2- Q1Q2上上放置一

31、根質(zhì)量為放置一根質(zhì)量為m的細(xì)金的細(xì)金屬桿屬桿AB，桿，桿AB一直垂直一直垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌堅(jiān)持良好于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌堅(jiān)持良好接觸。接觸。hBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC現(xiàn)用沿現(xiàn)用沿P1P2方向的拉力方向的拉力F施加于桿施加于桿AB，使桿，使桿AB在高在高h(yuǎn)處由靜止開場向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿處由靜止開場向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)桿AB運(yùn)運(yùn)動(dòng)到動(dòng)到P2Q2處時(shí)撤去拉力，最終在處時(shí)撤去拉力，最終在CD處停下，測得處停下，測得CD與與P2Q2之間的間隔為之間的間隔為s不計(jì)導(dǎo)軌和桿不計(jì)導(dǎo)軌和桿AB的電阻，的電阻，不計(jì)空氣阻力。求：不計(jì)空氣阻力。求： 桿桿AB下滑的過程中經(jīng)過電阻下滑的過程中經(jīng)過電阻

32、R的電荷量的電荷量q； 桿桿AB運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到P2Q2處時(shí)的速度大小處時(shí)的速度大小v 回路中的最大感應(yīng)回路中的最大感應(yīng)電流電流Im和桿和桿AB在斜導(dǎo)軌在斜導(dǎo)軌上的加速度大小上的加速度大小ahBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC解：解： 設(shè)桿設(shè)桿AB下滑過程中所用的時(shí)間為下滑過程中所用的時(shí)間為t那么下那么下滑過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢滑過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢tE 平均電流平均電流 REI 又又 tIq 由由解得解得Rq 而而 cotLhB 由由可得可得RcotBLhq 標(biāo)題標(biāo)題 設(shè)桿設(shè)桿AB在在P2Q2處的速度大小為處的速度大小為v。在程度導(dǎo)軌。在程度導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，由動(dòng)量定理得上運(yùn)動(dòng)的過程中，

33、由動(dòng)量定理得mvtLIB 又又 tIq 與與式同理可得式同理可得 RBLsRq 由由解得解得 mRsLBv22 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁桿桿AB運(yùn)動(dòng)到程度軌道的運(yùn)動(dòng)到程度軌道的P2Q2處時(shí)，回路中的感應(yīng)處時(shí)，回路中的感應(yīng)電流最大。電流最大。BLvEm 233mRsLBREImm 下滑過程有下滑過程有 sinhav 22hRmsinsLBhsinva22244222 hBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁第第3頁頁052.2019年北京東城區(qū)第一次模擬試題年北京東城區(qū)第一次模擬試題24 2420分如下圖，兩根完全一樣的光滑金屬導(dǎo)軌分如下圖，兩根完全一樣的光滑金屬導(dǎo)軌OP、OQ固定在

34、程度桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為固定在程度桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為74，導(dǎo)軌單位長度的電阻為導(dǎo)軌單位長度的電阻為r00.10/m。導(dǎo)軌所在空間。導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場，且磁場隨時(shí)間變化，有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場，且磁場隨時(shí)間變化，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與時(shí)間t的關(guān)系為的關(guān)系為B=k/t ，其中比，其中比例系數(shù)例系數(shù)k2Ts。將電阻不計(jì)的金屬桿。將電阻不計(jì)的金屬桿MN放置在程度放置在程度桌面上，在外力作用下，桌面上，在外力作用下，t0時(shí)辰金屬桿以恒定速度時(shí)辰金屬桿以恒定速度v2m/s從從O點(diǎn)開場向右滑動(dòng)。在滑動(dòng)過程中堅(jiān)持點(diǎn)開場向右滑動(dòng)。在滑動(dòng)過程中堅(jiān)持MN垂垂直于兩導(dǎo)軌

35、間夾角的平分線，且與導(dǎo)軌接觸良好。直于兩導(dǎo)軌間夾角的平分線，且與導(dǎo)軌接觸良好。知導(dǎo)軌和金屬桿均足夠長，知導(dǎo)軌和金屬桿均足夠長，sin370.6，cos370.8求求:1在在t=6.0s時(shí)時(shí),回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小;2在在t=6.0s時(shí)時(shí),金屬桿金屬桿MN所受安培力的大小所受安培力的大小;3在在t6.0s時(shí)時(shí),外力對金屬桿外力對金屬桿MN所做功的功率。所做功的功率。解：解：MBONPQv 1經(jīng)時(shí)間經(jīng)時(shí)間t 時(shí)，金屬桿切割磁感線的有效長度為時(shí)，金屬桿切割磁感線的有效長度為ttanvtL322 回路所圍的面積為回路所圍的面積為232tvtLS 回路的總電阻為回路的總電阻為t

36、.cosvtrR50220 解法一：解法一： 金屬桿有效長度切割磁感線產(chǎn)生感金屬桿有效長度切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢大小為：應(yīng)電動(dòng)勢大小為：E1BLv12V V62 StBE根據(jù)楞次定律可判別其感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生感應(yīng)電流的根據(jù)楞次定律可判別其感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向?yàn)轫槙r(shí)針由由兩式可得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小兩式可得回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=E1+E2=6V 產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。 產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針。標(biāo)題標(biāo)題解法二：解法二： 23tS,tkB ktttkBS332 Vk)kt(62333 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁解法

37、三：解法三： SB V)(SBSB)SB(6126 闡明：闡明： Vkttk)t(tkSBE1262332 動(dòng)動(dòng)Vktt )(kt(tkSBE63313222 ）（感感故故t=6s時(shí)，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)為時(shí)，回路中感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)為 V6612 )(E標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁第第3頁頁2金屬桿金屬桿MN所受安培力的大小為所受安培力的大小為F安安=BIL 由閉合電路歐姆定律可知回路中的電流由閉合電路歐姆定律可知回路中的電流REI 聯(lián)立聯(lián)立得得F安安=12N 3外力對金屬桿外力對金屬桿MN所做功的功率為所做功的功率為P外外F外外v 由于金屬桿由于金屬桿MN以恒定速度向右滑動(dòng)有以恒定速度向右滑動(dòng)有 F安安=F

38、外外 聯(lián)立聯(lián)立 、 、 解得解得 P外外=122=24W 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁第第3頁頁第第4頁頁066.珠海市珠海市2019年高考模擬考試年高考模擬考試19 1918分如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌分如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距相距L，在，在M點(diǎn)和點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個(gè)阻值為點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的的電阻，在兩導(dǎo)軌間電阻，在兩導(dǎo)軌間 OO1O1 O 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一質(zhì)量為一質(zhì)量為m，電阻為，電阻為r的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場上邊邊境相距上，與磁場上邊邊

39、境相距d0現(xiàn)使現(xiàn)使ab棒由靜止開場釋放，棒棒由靜止開場釋放，棒ab在分開在分開磁場前曾經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)棒磁場前曾經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)棒ab與導(dǎo)軌一直堅(jiān)持良好的電接觸且下與導(dǎo)軌一直堅(jiān)持良好的電接觸且下落過程中一直堅(jiān)持程度，導(dǎo)軌電阻落過程中一直堅(jiān)持程度，導(dǎo)軌電阻不計(jì)求：不計(jì)求：RPMabd0dOO1O1QNOB1棒棒ab在分開磁場下邊境時(shí)的速度；在分開磁場下邊境時(shí)的速度；2棒棒ab在經(jīng)過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；在經(jīng)過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；3試分析討論試分析討論ab棒進(jìn)入磁場后能夠出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)棒進(jìn)入磁場后能夠出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況情況解解:1 設(shè)設(shè)ab棒分開磁場邊境前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為棒分開磁場邊境前做

40、勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的電動(dòng)勢為，產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E = BLv電路中電流電路中電流 rREI 對對ab棒，由平衡條件得棒，由平衡條件得mgBIL = 0解得解得22LB)rR(mgv (2) 由能量守恒定律：由能量守恒定律：2021mvE)dd(mg 電解得：解得：4422302LB)rR(gm)dd(mgE 電2442230棒電LB)rR(gm)dd(mgrRrE 標(biāo)題標(biāo)題3設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v0，由，由20021mvmgd 得得002gdv 棒在磁場中勻速時(shí)速度為棒在磁場中勻速時(shí)速度為22LB)rR(mgv 那么：那么：442202LB)rR(gmd 當(dāng)當(dāng)v

41、0=v，即，即 時(shí)，時(shí)，棒進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)棒進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)442202LB)rR(gmd 當(dāng)當(dāng)v0 v，即，即 時(shí)，時(shí)，棒進(jìn)入磁場后做先加速后勻速直線運(yùn)動(dòng)棒進(jìn)入磁場后做先加速后勻速直線運(yùn)動(dòng)442202LB)rR(gmd 當(dāng)當(dāng)v0v，即，即 時(shí)，時(shí)，棒進(jìn)入磁場后做先減速后勻速直線運(yùn)動(dòng)棒進(jìn)入磁場后做先減速后勻速直線運(yùn)動(dòng) 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁gk004.2019年高考物理上海卷年高考物理上海卷24 2414分如下圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為分如下圖，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、電、電阻為阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處處與間隔為與間隔為2r、電

42、阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌、電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌ME、NF相接，相接，EF之間接有電阻之間接有電阻R2，知，知R112R，R24R。在在MN上方及上方及CD下方有程度方向的勻強(qiáng)磁場下方有程度方向的勻強(qiáng)磁場I和和II，磁，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。現(xiàn)有質(zhì)量為?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計(jì)、電阻不計(jì)rhBACDBEFR2R1baMN的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)，從半圓環(huán)的最高點(diǎn)A處處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒一由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒一直堅(jiān)持程度，與半圓形金屬環(huán)及軌道直堅(jiān)持程度，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長。知導(dǎo)接觸良好，設(shè)平行導(dǎo)軌足夠長。知導(dǎo)體棒下

43、落體棒下落r/2時(shí)的速度大小為時(shí)的速度大小為v1，下落，下落到到MN處時(shí)的速度大小為處時(shí)的速度大小為v2。1求導(dǎo)體棒求導(dǎo)體棒ab從從A處下落處下落r/2時(shí)的加速度大?。粫r(shí)的加速度大?。?假設(shè)導(dǎo)體棒假設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場II后棒中電流大小一后棒中電流大小一直不變，求磁場直不變，求磁場I和和II這間的間隔這間的間隔h和和R2上的電功上的電功率率P2；3假設(shè)將磁場假設(shè)將磁場II的的CD邊境略微下移，導(dǎo)體棒邊境略微下移，導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場II時(shí)的速度大小為時(shí)的速度大小為v3，要使其在外力，要使其在外力F作作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，求所加，

44、求所加外力外力F隨時(shí)間變化的關(guān)系式。隨時(shí)間變化的關(guān)系式。解：解：1以導(dǎo)體棒為研討對象，棒在磁場以導(dǎo)體棒為研討對象，棒在磁場I中切割磁感線，棒中切割磁感線，棒中產(chǎn)消費(fèi)生感應(yīng)電動(dòng)勢，導(dǎo)體棒中產(chǎn)消費(fèi)生感應(yīng)電動(dòng)勢，導(dǎo)體棒ab從從A下落下落r/2時(shí)，導(dǎo)時(shí)，導(dǎo)體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二體棒在重力與安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律，得定律，得，rL,maLBImg3式中1 ，總11總1113RvrBREI 式中式中 ,RRRRR4412642總1 由以上各式可得到由以上各式可得到 ,RmvrBga431221 標(biāo)題標(biāo)題2當(dāng)導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒ab經(jīng)過磁場經(jīng)過磁場II時(shí)，假設(shè)安培力恰好時(shí)，

45、假設(shè)安培力恰好等于重力，棒中電流大小一直不變，即等于重力，棒中電流大小一直不變，即 ,RvrBrRvrBBrBImgtt并22并4222 式中式中,RRRRR3412482并 解得解得,rBmgRrBmgRvt2222并434 導(dǎo)體棒從導(dǎo)體棒從MN到到CD做加速度為做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有,ghvvt2222 得得 ,gvrBgmRh2329224422 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率為,rBRgmmgvPtG222243 根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)根據(jù)能量守恒定律，此時(shí)導(dǎo)體棒重力的功率全部轉(zhuǎn)化為電路中的電功率，即化為

46、電路中的電功率，即所以，所以， ,rBRgmPPPPG222221電43 ,rBRgmPPG2222216343 標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁第第3頁頁(3)設(shè)導(dǎo)體棒設(shè)導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場進(jìn)入磁場II后經(jīng)過時(shí)間后經(jīng)過時(shí)間t的速度大小為的速度大小為tv 此時(shí)安培力大小為此時(shí)安培力大小為RvrBFt3422 由于導(dǎo)體棒由于導(dǎo)體棒ab做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有atvvt 3根據(jù)牛頓第二定律，有根據(jù)牛頓第二定律，有,maFmgF 即即,maR)atv(rBmgF 34322由以上各式解得由以上各式解得,mgmaR)atv(rBF 34322標(biāo)題標(biāo)題第第2頁頁第第3頁頁第第4頁頁gk005.2019年

47、高考江蘇卷年高考江蘇卷15 棒棒b棒棒a磁場區(qū)域磁場區(qū)域1 B磁場區(qū)域磁場區(qū)域2 B磁場區(qū)域磁場區(qū)域3 B磁場區(qū)域磁場區(qū)域4 B磁場區(qū)域磁場區(qū)域5 Bd1d2d2d2d2d1d1d115、16分如下圖，間距為分如下圖，間距為l的兩條足夠長的平行的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與程度面的夾角為金屬導(dǎo)軌與程度面的夾角為，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計(jì)場強(qiáng)為不計(jì)場強(qiáng)為B的條形勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，的條形勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為磁場區(qū)域的寬度為d1，間距為，間距為d2兩根質(zhì)量均兩根質(zhì)量均為為m、有效電阻均為、有效電阻均為R的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒a和和b放在放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)導(dǎo)

48、軌上，并與導(dǎo)軌垂直設(shè)軌垂直設(shè)重力加速度重力加速度為為g假設(shè)假設(shè)a進(jìn)入第進(jìn)入第2個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，b以與以與a同樣的速度進(jìn)同樣的速度進(jìn)入第入第1個(gè)磁場區(qū)域，求個(gè)磁場區(qū)域，求b穿過第穿過第1個(gè)磁場區(qū)域過程中添個(gè)磁場區(qū)域過程中添加的動(dòng)能加的動(dòng)能Ek；假設(shè)假設(shè)a進(jìn)入第進(jìn)入第2個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，b恰好分開第恰好分開第1個(gè)磁場個(gè)磁場區(qū)域；以后區(qū)域；以后a分開第分開第2個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，個(gè)磁場區(qū)域時(shí)，b 又恰好進(jìn)入第又恰好進(jìn)入第2個(gè)磁場區(qū)域且個(gè)磁場區(qū)域且ab在恣意一個(gè)磁場區(qū)域或無磁場在恣意一個(gè)磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相等求區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均相等求a穿過第穿過第2個(gè)磁場區(qū)域過程個(gè)磁場區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱Q；對于第對于第問所述的運(yùn)動(dòng)情況，求問所述的運(yùn)動(dòng)情況，求a穿出第穿出第k個(gè)磁場區(qū)個(gè)磁場區(qū)域時(shí)的速率域時(shí)的速率v 解：解：a和和b不受安培力作用，由機(jī)械能守恒得不受安培力作用，由機(jī)械能守恒得 sinmgdEk1 設(shè)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入無磁場區(qū)域時(shí)的速度為設(shè)導(dǎo)體