重慶市萬州區(qū)龍寶中學(xué)高考物理總復(fù)習(xí)專題電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件

1、選修選修3-2第九第九章章電電 磁磁 感感 應(yīng)應(yīng)第第3講專題電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用講專題電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用掌握掌握一個(gè)一個(gè)建模建模抓住抓住三個(gè)三個(gè)考點(diǎn)考點(diǎn)備選視頻展臺(tái)備選視頻展臺(tái)突破突破三個(gè)三個(gè)考向考向 隨堂隨堂基礎(chǔ)演練基礎(chǔ)演練第第3講講電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)規(guī)律的規(guī)律的綜合應(yīng)用綜合應(yīng)用 1.電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中的電路問題 2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題 3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題1.電磁感應(yīng)中電路問題電磁感應(yīng)中電路問題的解題思路的解題思路2.電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的解題思路的解題思路3.電磁感應(yīng)中能量問題電磁感應(yīng)中

2、能量問題的解題思路的解題思路物理建模物理建模7 電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型 1.模型特點(diǎn)模型特點(diǎn) 2.典例典例13.典例典例2顯示顯示/隱藏隱藏第九章第九章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)備選多媒體展臺(tái)備選多媒體展臺(tái)1.法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象2.磁通量的概念磁通量的概念3.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與哪些因素有關(guān)4.電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)-動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)5.電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)-感生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)6.電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)7.磁阻尼實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析磁阻尼實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)【思維驅(qū)動(dòng)思維驅(qū)動(dòng)】 考綱

3、點(diǎn)擊考綱點(diǎn)擊 1.1.電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中的電路問題 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)【知識(shí)存盤知識(shí)存盤】 1內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電源源(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的_，其余，其余部分是部分是_2電源電動(dòng)勢(shì)和路端電壓電源電動(dòng)勢(shì)和路端電壓(1)電動(dòng)勢(shì)：電動(dòng)勢(shì)：E_或或En /t.(2)路端電壓：路端電壓：UIR_.內(nèi)阻內(nèi)阻外電路外電路BlvEIr【思維驅(qū)動(dòng)思維驅(qū)動(dòng)】 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)如圖所示，如圖所示，MN和

4、和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為，寬度為L(zhǎng)，ab是一根不但與導(dǎo)軌垂直而且是一根不但與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開始，將開關(guān)始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開始，將開關(guān)S斷開，讓斷開，讓ab由靜由靜止開始自由下落，過段時(shí)間后，再將止開始自由下落，過段時(shí)間后，再將S閉合，若從閉合，若從S閉合開始計(jì)時(shí)，閉合開始計(jì)時(shí)，則金屬桿則金屬桿ab的速度的速度v隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象可能是變化的圖象可能是(

5、) 考綱點(diǎn)擊考綱點(diǎn)擊 2.2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題 電鍵閉合后，導(dǎo)線棒中產(chǎn)生感應(yīng)電鍵閉合后，導(dǎo)線棒中產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)判斷通電導(dǎo)體棒所受安電流，應(yīng)判斷通電導(dǎo)體棒所受安培力與其重力的大小關(guān)系培力與其重力的大小關(guān)系.提示提示 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)【知識(shí)存盤知識(shí)存盤】 Blv BIL右手定則右手定則 左手定則左手定則 相反相反 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)【思維驅(qū)動(dòng)思維驅(qū)動(dòng)】 如圖所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)如圖所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)的的U形金形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒ab，開始時(shí)，

6、開始時(shí)ab棒以水平初速度棒以水平初速度v0向右運(yùn)向右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和導(dǎo)軌動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑和導(dǎo)軌粗糙的兩種情況相比較，這個(gè)過程粗糙的兩種情況相比較，這個(gè)過程()A安培力對(duì)安培力對(duì)ab棒所做的功不相等棒所做的功不相等B電流所做的功相等電流所做的功相等C產(chǎn)生的總內(nèi)能相等產(chǎn)生的總內(nèi)能相等D通過通過ab棒的電荷量相等棒的電荷量相等考綱點(diǎn)擊考綱點(diǎn)擊 3.3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題 F安安 01抓住三個(gè)考點(diǎn)抓住三個(gè)考點(diǎn)【知識(shí)存盤知識(shí)存盤】 1能量的轉(zhuǎn)化：能量的轉(zhuǎn)化：感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力，外力克服安培力感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力，外力克服安培力_

7、，將其，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為他形式的能轉(zhuǎn)化為_，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為_2實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)質(zhì)是其他形式的能和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)質(zhì)是其他形式的能和_之之間的轉(zhuǎn)化間的轉(zhuǎn)化 做功做功電能電能內(nèi)能內(nèi)能電能電能【典例典例1】 (2012浙江理綜，浙江理綜，25)為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種學(xué)設(shè)計(jì)了一種“閃爍閃爍”裝置如圖示，自行車后輪由半徑裝置如圖示，自行車后輪由半徑r15.0102 m的的金屬內(nèi)圈、半徑金屬內(nèi)圈、半徑r20.40 m的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成后輪的內(nèi)、外圈之間的金屬外圈和絕緣

8、輻條構(gòu)成后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有等間隔地接有4根金屬條根金屬條,每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R的小燈泡的小燈泡.在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.10 T、方向垂直紙面向外的、方向垂直紙面向外的“扇扇形形”勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其內(nèi)半徑為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其內(nèi)半徑為r1、外半徑為、外半徑為r2、張角、張角/6 后輪以角速度后輪以角速度2 rad/s相對(duì)于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)若不相對(duì)于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)若不計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)計(jì)其它電阻，忽略磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)(1)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)，求磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E

9、，并指出，并指出ab上的電流方向；上的電流方向；(2)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)，畫出磁場(chǎng)時(shí)，畫出“閃爍閃爍”裝置的電路圖；裝置的電路圖；(3)從金屬條從金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)開始，磁場(chǎng)時(shí)開始，經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢(shì)差之間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的變化的Uab-t圖象；圖象；(4)若選擇的是若選擇的是“1.5 V,0.3 A”的小燈泡，該的小燈泡，該“閃爍閃爍”裝置能否正常工作？有同裝置能否正常工作？有同學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)提出，通過改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B、后輪外圈半徑、后輪外圈半徑r2、角

10、速度、角速度和張角和張角等物理量等物理量的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià)的大小，優(yōu)化前同學(xué)的設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)給出你的評(píng)價(jià) 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向考向一電磁感應(yīng)中電路問題的解題思路考向一電磁感應(yīng)中電路問題的解題思路 注意：后輪注意：后輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中哪部分導(dǎo)中哪部分導(dǎo)體切割磁感體切割磁感線線.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向續(xù)續(xù) 下頁(yè)下頁(yè)審題導(dǎo)析審題導(dǎo)析1.先求出切割磁感先求出切割磁感線的部分導(dǎo)線產(chǎn)生線的部分導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并判定感應(yīng)電流的方判定感應(yīng)電流的方向向.2.理清該裝置的供理清該裝置的供電與耗電部分，找電與耗電部分，找出內(nèi)、外電路，畫出內(nèi)、外電路，

11、畫出等效電路圖出等效電路圖.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向1電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向2電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖電磁感應(yīng)中電路知識(shí)的關(guān)系圖對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)分析有兩個(gè)方面容易出錯(cuò)：對(duì)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)分析有兩個(gè)方面容易出錯(cuò)：(1)電源分析錯(cuò)誤，不能正確地應(yīng)用右手定則或楞次定律判斷電電源分析錯(cuò)誤，不能正確地應(yīng)用右手定則或楞次定律判斷電源的正負(fù)極，不能選擇恰當(dāng)?shù)墓接?jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小源的正負(fù)極，不能選擇恰當(dāng)?shù)墓接?jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.(2)外電路分析錯(cuò)誤，不能正確判斷電路結(jié)構(gòu)

12、的串并聯(lián)關(guān)系外電路分析錯(cuò)誤，不能正確判斷電路結(jié)構(gòu)的串并聯(lián)關(guān)系.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向3易錯(cuò)總結(jié)易錯(cuò)總結(jié)4求解電磁感應(yīng)中的電路問題的關(guān)鍵求解電磁感應(yīng)中的電路問題的關(guān)鍵(1)在電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那一部分電路相當(dāng)于電在電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那一部分電路相當(dāng)于電源，電流的流向是從源，電流的流向是從“電源電源”的負(fù)極經(jīng)電源流向正極，這一部的負(fù)極經(jīng)電源流向正極，這一部分電路兩端電壓相當(dāng)于路端電壓，分電路兩端電壓相當(dāng)于路端電壓，UER/(R+r).感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是聯(lián)系電磁感應(yīng)與電路的橋梁聯(lián)系電磁感應(yīng)與電路的橋梁(2)當(dāng)所涉及的電路為全電路時(shí)，往往存在著一定的功率關(guān)系：當(dāng)所涉

13、及的電路為全電路時(shí)，往往存在著一定的功率關(guān)系：即電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電功率等于內(nèi)外電路消耗的功率之和若為即電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電功率等于內(nèi)外電路消耗的功率之和若為純電阻電路，則產(chǎn)生的電能全部轉(zhuǎn)化為電路中的內(nèi)能所以能純電阻電路，則產(chǎn)生的電能全部轉(zhuǎn)化為電路中的內(nèi)能所以能量守恒是分析這類問題的思路量守恒是分析這類問題的思路 【變式跟蹤變式跟蹤1】 如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為37的斜面內(nèi)，放置的斜面內(nèi)，放置MN和和PQ兩根不等間距的光滑金屬導(dǎo)軌，該裝置放置在垂直斜面向下兩根不等間距的光滑金屬導(dǎo)軌，該裝置放置在垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)軌的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)軌M、P端間接入阻值端間接入阻值R130 的電阻和理想

14、電的電阻和理想電流表，流表，N、Q端間接阻值為端間接阻值為R26 的電阻質(zhì)量為的電阻質(zhì)量為m0.6 kg、長(zhǎng)、長(zhǎng)為為L(zhǎng)1.5 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上以的金屬棒放在導(dǎo)軌上以v05 m/s的初速度從的初速度從ab處向右處向右上方滑到上方滑到ab處的時(shí)間為處的時(shí)間為t0.5 s，滑過的距離，滑過的距離l0.5 mab處導(dǎo)軌處導(dǎo)軌間距間距Lab0.8 m，ab處導(dǎo)軌間距處導(dǎo)軌間距Lab1 m若金屬棒滑動(dòng)時(shí)電流若金屬棒滑動(dòng)時(shí)電流表的讀數(shù)始終保持不變，不計(jì)金屬棒表的讀數(shù)始終保持不變，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻和導(dǎo)軌的電阻sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2，求：，求：(1)此過程中電阻此

15、過程中電阻R1上產(chǎn)生的熱量；上產(chǎn)生的熱量；(2)此過程中電流表上的讀數(shù)；此過程中電流表上的讀數(shù)；(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向此條件表明，金屬棒此條件表明，金屬棒ab整個(gè)運(yùn)動(dòng)過整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變程中，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變.再再結(jié)合能量守恒定律解答問題結(jié)合能量守恒定律解答問題.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【典例典例2】如圖甲所示，光滑斜面的傾角如圖甲所示，光滑斜面的傾角30，在斜面上放置一矩形，在斜面上放置一矩形線框線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)l11 m，bc邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)l20.6 m，線框

16、的質(zhì)量，線框的質(zhì)量m1 kg，電阻，電阻R0.1 ，線框受到沿光滑斜面向上的恒力，線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知的作用，已知F10 N斜面上斜面上ef線線(efgh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t的變化情況如圖乙的的變化情況如圖乙的B-t圖象所示，時(shí)間圖象所示，時(shí)間t是從線框由靜止是從線框由靜止開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起計(jì)時(shí)的如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段開始運(yùn)動(dòng)時(shí)刻起計(jì)時(shí)的如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，時(shí)間是勻速的，ef線和線和gh線的距離線的距離x5.1 m，取，取g10 m/s2.求：

17、求：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度；線框進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度；(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；(3)線框整體進(jìn)入磁場(chǎng)后，線框整體進(jìn)入磁場(chǎng)后，ab邊運(yùn)動(dòng)到邊運(yùn)動(dòng)到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱考向二電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題考向二電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的解題思路的解題思路02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向?qū)忣}提示審題提示 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向1安培力的方向判斷安培力的方向判斷 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】 2兩種狀態(tài)處理兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件列式

18、處理方法：根據(jù)平衡條件列式分析分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速加速度不為零度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析分析 3解題步驟解題步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電用法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出電路中的感應(yīng)電流的大小應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出電路中的感應(yīng)電流的大小(3)分析研究導(dǎo)體的受力情況，特別要注意安培力方向的確定分析研究導(dǎo)體的受力情況，特別要注意安培力方向的確定.(4)列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方

19、程求解列出動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解4電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)的臨界狀態(tài)02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向 (2)基本思路是：基本思路是： 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【變式跟蹤變式跟蹤2】 如圖示如圖示,處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距的平行金屬導(dǎo)軌相距L1 m導(dǎo)軌平面與水平面成導(dǎo)軌平面與水平面成37角角,下下端連接阻值為端連接阻值為R4 的電阻勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的電阻勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)

20、軌平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1 T質(zhì)量質(zhì)量m0.4 kg、電阻、電阻r1 的金屬棒放在的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上兩導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25,金屬棒以初速度金屬棒以初速度v020 m/s沿導(dǎo)軌滑下沿導(dǎo)軌滑下, g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：求：(1)金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；金屬棒沿導(dǎo)軌下滑的最大加速度；(2)金屬棒下滑時(shí)電阻金屬棒下滑時(shí)電阻R消耗的最小功率消耗的最小功率 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向1.分析金屬棒下滑過程中分析金屬棒下滑過程中,所受各力及所受各力及變化情況，確定合力

21、、加速度方向及變化情況，確定合力、加速度方向及變化，找出加速度最大的位置變化，找出加速度最大的位置.2. 金屬棒下滑過程中，判定電路電流金屬棒下滑過程中，判定電路電流變化情況，金屬棒速度最小時(shí)，變化情況，金屬棒速度最小時(shí)，R消消耗功率最小耗功率最小.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向mgBIlFNvB02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向考向三電磁感應(yīng)中能量問題考向三電磁感應(yīng)中能量問題的解題思路的解題思路【典例典例3】如圖示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)、間距為如圖示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)、間距為d的光滑平行金屬導(dǎo)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，其所在平面與水平面夾角為軌，其所在平面與水平面夾角為，導(dǎo)軌平面內(nèi)的矩形區(qū)域，導(dǎo)軌平面

22、內(nèi)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)存在內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于斜面向上，、方向垂直于斜面向上，ab與與cd之之間相距為間相距為L(zhǎng)，金屬桿甲、乙的阻值相同，質(zhì)量均為，金屬桿甲、乙的阻值相同，質(zhì)量均為m.甲桿在磁場(chǎng)區(qū)域的甲桿在磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界上邊界ab處，乙桿在甲桿上方與甲相距處，乙桿在甲桿上方與甲相距L處，甲、乙兩桿都與導(dǎo)軌垂直處，甲、乙兩桿都與導(dǎo)軌垂直且接觸良好由靜止釋放兩桿的同時(shí)，在甲桿上施加一個(gè)垂直于桿平行且接觸良好由靜止釋放兩桿的同時(shí)，在甲桿上施加一個(gè)垂直于桿平行于導(dǎo)軌的外力于導(dǎo)軌的外力F，使甲桿在有磁場(chǎng)的矩形區(qū)域內(nèi)向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，使甲

23、桿在有磁場(chǎng)的矩形區(qū)域內(nèi)向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小加速度大小a2gsin ，甲離開磁場(chǎng)時(shí)撤去，甲離開磁場(chǎng)時(shí)撤去F，乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻，乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，然后離開磁場(chǎng)速運(yùn)動(dòng)，然后離開磁場(chǎng)(1)求每根金屬桿的電阻求每根金屬桿的電阻R是多大？是多大？(2)從釋放金屬桿開始計(jì)時(shí)從釋放金屬桿開始計(jì)時(shí),求外力求外力F隨隨時(shí)間時(shí)間t的變化關(guān)系式的變化關(guān)系式,并說明并說明F的方向的方向.(3)若整個(gè)過程中，乙金屬桿共產(chǎn)生熱若整個(gè)過程中，乙金屬桿共產(chǎn)生熱量量Q，求外力，求外力F對(duì)甲金屬桿做的功對(duì)甲金屬桿做的功W是是多少？多少？ 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向?qū)忣}審題提示提示 明確電路結(jié)構(gòu)，挖掘

24、隱含條件，根據(jù)特殊狀態(tài)搞突破明確電路結(jié)構(gòu)，挖掘隱含條件，根據(jù)特殊狀態(tài)搞突破甲桿向下做勻加甲桿向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng)a=2gsin甲桿受外力甲桿受外力F平行導(dǎo)軌向下，且為變力平行導(dǎo)軌向下，且為變力乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)后乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)乙桿受力平衡，應(yīng)該判斷乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)甲乙桿受力平衡，應(yīng)該判斷乙桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)甲桿是否離開磁場(chǎng)桿是否離開磁場(chǎng)第第(1)問問先分析兩桿在導(dǎo)軌上各自運(yùn)動(dòng)先分析兩桿在導(dǎo)軌上各自運(yùn)動(dòng)L所用的時(shí)間，可利用乙所用的時(shí)間，可利用乙桿在磁場(chǎng)中的勻速運(yùn)動(dòng)分析求解電阻桿在磁場(chǎng)中的勻速運(yùn)動(dòng)分析求解電阻R第第(2)問問用牛頓第二定律、法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合電路知識(shí)求用

25、牛頓第二定律、法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合電路知識(shí)求解解第第(3)問問由于甲、乙兩桿串聯(lián)，產(chǎn)生的熱量相同由于甲、乙兩桿串聯(lián)，產(chǎn)生的熱量相同,只有甲桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)只有甲桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程的過程,外力外力F做功和重力做功使兩桿的內(nèi)能和甲桿的動(dòng)能增加做功和重力做功使兩桿的內(nèi)能和甲桿的動(dòng)能增加,甲桿離開磁場(chǎng)后甲桿離開磁場(chǎng)后,乙桿減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩桿的內(nèi)能乙桿減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為兩桿的內(nèi)能.02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】 1能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化:(2)求解焦耳熱求解焦耳熱Q的幾種方法的

26、幾種方法: 2用能量觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟用能量觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問題的一般步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定電動(dòng)勢(shì)的大小和方向用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定電動(dòng)勢(shì)的大小和方向;(2)畫出等效電路，求出回路消耗電功率的表達(dá)式；畫出等效電路，求出回路消耗電功率的表達(dá)式；(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的關(guān)系式變與回路中電功率的改變所滿足的關(guān)系式 解析解析考查電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系，本題關(guān)鍵是考查電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系，本題關(guān)鍵是理解上滑經(jīng)過磁場(chǎng)的末速度與下滑經(jīng)過磁場(chǎng)的初理解上

27、滑經(jīng)過磁場(chǎng)的末速度與下滑經(jīng)過磁場(chǎng)的初速度相等，由切割磁感線的效果差別，得速度相等，由切割磁感線的效果差別，得A錯(cuò)錯(cuò)B對(duì)因過程中有能量損失，上滑平均速度大于下對(duì)因過程中有能量損失，上滑平均速度大于下滑平均速度，用時(shí)滑平均速度，用時(shí)t上上t下下重力做功兩次相同由重力做功兩次相同由PW/t可知可知C錯(cuò)錯(cuò)D對(duì)對(duì)答案答案BD 02突破三個(gè)考向突破三個(gè)考向【變式跟蹤變式跟蹤3】 如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑斜面上中間虛線區(qū)域內(nèi)有一如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑斜面上中間虛線區(qū)域內(nèi)有一垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一正方形線框從斜面底端以一定初速度垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一正方形線框從斜面底端以一定初速度上滑，線框越過虛線

28、進(jìn)入磁場(chǎng)，最后又回到斜面底端，則下列說法中上滑，線框越過虛線進(jìn)入磁場(chǎng)，最后又回到斜面底端，則下列說法中正確的是正確的是()A上滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于下滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱上滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于下滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱B上滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱大于下滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱上滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱大于下滑過程線框中產(chǎn)生的焦耳熱C上滑過程線框克服重力做功的平均功率等于下滑過程中重力的平上滑過程線框克服重力做功的平均功率等于下滑過程中重力的平均功率均功率D上滑過程線框克服重力做功的平均功率大于下滑過程中重力的平上滑過程線框克服重力做功的平均功率大于下滑過程中重力的平均功率均功

29、率 模型特點(diǎn)模型特點(diǎn)“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的“基本道具基本道具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型又分為又分為“單桿單桿”型和型和“雙桿雙桿”型型(“單桿單桿”型為重點(diǎn)型為重點(diǎn))；導(dǎo)軌放；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速、置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速、勻變速、非勻變速運(yùn)動(dòng)等勻變速、非勻變速運(yùn)動(dòng)等 03掌握一個(gè)建模掌握一個(gè)建模物理建模物理

30、建模7 電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型 03掌握一個(gè)建模掌握一個(gè)建模.單桿水平式單桿水平式(如典例如典例1) 03掌握一個(gè)建模掌握一個(gè)建模.單桿傾斜式單桿傾斜式(如典例如典例2) 【典例典例1】 (2012天津卷，天津卷，11)如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值，左端接有阻值R0.3 的電阻一質(zhì)量的電阻一質(zhì)量m0.1 kg，電阻，電阻r0.1 的金屬棒的金屬棒MN放置放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

31、，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x9 m時(shí)撤去外力，時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比的焦耳熱之比Q1 Q22 1.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功外力做的功WF. 03掌握一個(gè)建模掌握一個(gè)建模審題導(dǎo)析審題導(dǎo)析注意對(duì)復(fù)雜物理過程中各物理規(guī)律的注意對(duì)復(fù)雜物理過程中各物理規(guī)律的挖掘與分析，找出關(guān)聯(lián)量，并列出對(duì)挖掘與分析，找出關(guān)聯(lián)量，并列出對(duì)應(yīng)物理現(xiàn)象的方程式應(yīng)物理現(xiàn)象的方程式.l