(天津?qū)Ｓ?2020高考物理二輪復習專題四電路和電磁感應第12講電磁感應課件

1、第12講電磁感應第12講電磁感應-2-專題知識理脈絡真題詮釋導方向-2-專題知識理脈絡真題詮釋導方向-3-專題知識理脈絡真題詮釋導方向1.(多選)(2019全國卷1)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場,其邊界如圖甲中虛線MN所示。一硬質(zhì)細導線的電阻率為、橫截面積為S,將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上。t=0時磁感應強度的方向如圖甲所示;磁感應強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。則在t=0到t=t1的時間間隔內(nèi)()-3-專題知識理脈絡真題詮釋導方向1.(多選)(2019-4-專題知識理脈絡真題詮釋導方向A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應電流始終

2、沿順時針方向答案:BC 解析:根據(jù)楞次定律可知,圓環(huán)中的感應電流始終沿順時針方向,B正確。從0時刻到t1時刻,電流方向未變,磁場方向改變,根據(jù)左手定則,安培力方向必定改變,A錯誤。根據(jù)法拉第電磁感應定律,-4-專題知識理脈絡真題詮釋導方向A.圓環(huán)所受安培力的方-5-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點法拉第電磁感應定律,閉合電路歐姆定律。能力要求本題是電磁感應與電路相結(jié)合的綜合題,根據(jù)題意應用楞次定律、左手定則、電磁感應定律、電阻定律與歐姆定律即可解題。-5-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點法拉第電磁感應-6-專題知識理脈絡真題詮釋導方向2.(多選)(2018全國卷3)如圖甲所示,在同一平

3、面內(nèi)固定有一長直導線PQ和一導線框R,R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦式交變電流i,i的變化如圖乙所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導線框R中的感應電動勢()D.在t=T時最大,且沿順時針方向 AC -6-專題知識理脈絡真題詮釋導方向2.(多選)(2018-7-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:PQ中的電流在導線框R中產(chǎn)生變化的磁場,所以線框R中的磁增強,感應電流的磁場方向垂直紙面向里,感應電動勢為順時針方向,C選項正確;在T時刻,線框R中的磁場從垂直紙面向外減弱變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶镌鰪?感應電流的磁場方向垂直紙面向外,感應電動勢為逆時針方向,D選項錯誤。-7-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:P

4、Q中的電流在導-8-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點電磁感應圖像。能力要求據(jù)右手螺旋定則得出直導線周圍的磁場方向,結(jié)合交變電流電流大小的變化,根據(jù)楞次定律判斷電勢的高低。-8-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點電磁感應圖像。-9-專題知識理脈絡真題詮釋導方向3.(2019天津卷)如圖所示,固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌,垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R,兩棒與導軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連,線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場,磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為B。PQ的

5、質(zhì)量為m,金屬導軌足夠長、電阻忽略不計。-9-專題知識理脈絡真題詮釋導方向3.(2019天津卷-10-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(1)閉合S,若使PQ保持靜止,需在其上加多大的水平恒力F,并指出其方向;(2)斷開S,PQ在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。-10-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(1)閉合S,若使P-11-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:(1)設線圈中的感應電動勢為E, 設PQ受到的安培力為F安,有F安=BIPQl保持PQ靜止,由受力平衡,有F=F安方向水平向右。 -11-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:(1)設

6、線圈中-12-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(2)設PQ由靜止開始到速度大小為v的加速過程中,PQ運動的位移為x,所用時間為t,回路中的磁通量變化為,平均感應電動勢為-12-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(2)設PQ由靜止開-13-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點法拉第電磁感應定律,電磁感應中的能量問題。能力要求分析解答第(2)問時注意分析功能關(guān)系,求出安培力做功。-13-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點法拉第電磁感-14-專題知識理脈絡真題詮釋導方向4.(2018天津卷)真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖甲是某種動力系統(tǒng)的簡化模型,圖中粗實線表示固定在水

7、平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌,電阻忽略不計。ab和cd是兩根與導軌垂直、長度均為l、電阻均為R的金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,并與導軌良好接觸,其間距也為l,列車的總質(zhì)量為m。列車啟動前,ab、cd處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下,如圖甲所示。為使列車啟動,需在M、N間連接電動勢為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導線電阻忽略不計。列車啟動后電源自動關(guān)閉。-14-專題知識理脈絡真題詮釋導方向4.(2018天津-15-專題知識理脈絡真題詮釋導方向 甲 乙(1)要使列車向右運行,啟動時圖甲中M、N哪個接電源正極,并簡要說明理由;(2)求剛接通電源時列車加速度a的大小;

8、(3)列車減速時,需在前方設置如圖乙所示的一系列磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域,磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時刻列車的速度為v0,此時ab、cd均在無磁場區(qū)域,試討論:要使列車停下來,前方至少需要多少塊這樣的有界磁場?-15-專題知識理脈絡真題詮釋導方向 甲-16-專題知識理脈絡真題詮釋導方向解析:(1)M接電源正極。列車要向右運動,安培力方向應向右。根據(jù)左手定則,接通電源后,金屬棒中電流方向由a到b、由c到d,故M接電源正極。(2)由題意,啟動時ab、cd并聯(lián),設回路總電阻為R總,設兩根金屬棒所受安培力之和為F,有F=IlB根據(jù)牛頓第二定律有F=ma-16-專題知識理脈絡真題詮釋導方向

9、解析:(1)M接電源-17-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(3)設列車減速時,cd進入磁場后經(jīng)t時間ab恰好進入磁場,此過程中穿過兩金屬棒與導軌所圍回路的磁通量的變化為,平均感應電動勢為E1,由法拉第電磁感應定律有設cd受到的平均安培力為F,有F=IlB以向右為正方向,設t時間內(nèi)cd受安培力沖量為I沖,有I沖=-Ft同理可知,回路出磁場時ab受安培力沖量仍為上述值,設回路進出-17-專題知識理脈絡真題詮釋導方向(3)設列車減速時,-18-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點電磁感應,動量定理,牛頓運動定律。能力要求分析解答第(3)問的難點在于找出列車通過相同有界磁場過程動量變化量是相同的。-18

10、-專題知識理脈絡真題詮釋導方向命題考點電磁感應,動-19-突破點一突破點二突破點三突破點四楞次定律與電磁感應定律的應用考查方向常以選擇題形式考查。突破方略1.楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”;(2)阻礙相對運動“來拒去留”;(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴”;(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”;(5)感應電流產(chǎn)生的“結(jié)果”阻礙引起感應電流的“原因”。-19-突破點一突破點二突破點三突破點四楞次定律與電磁感應定-20-突破點一突破點二突破點三突破點四2.求感應電動勢大小的五種類型 3.電磁感應現(xiàn)象中的電源與電路(1)產(chǎn)生感應電動勢的那部

11、分導體相當于電源。(2)在電源內(nèi)部電流由負極流向正極。(3)電源兩端的電壓為路端電壓。-20-突破點一突破點二突破點三突破點四2.求感應電動勢大小-21-突破點一突破點二突破點三突破點四模型構(gòu)建【例1】(多選)(2019湖南常德期末)圖甲為興趣小組制作的無線充電裝置中的受電線圈示意圖,已知線圈匝數(shù)n=100、電阻r=1 、橫截面積S=1.510-3 m2,外接電阻R=7 。線圈處在平行于線圈軸線的勻強磁場中,磁場的磁感應強度隨時間變化如圖乙所示,則()-21-突破點一突破點二突破點三突破點四模型構(gòu)建-22-突破點一突破點二突破點三突破點四A.在t=0.01 s時通過R的電流發(fā)生改變B.在t=0

12、.01 s時線圈中的感應電動勢E=0.6 VC.在00.02 s內(nèi)通過電阻R的電荷量q=1.510-3 CD.在0.020.03 s內(nèi)R產(chǎn)生的焦耳熱為Q=1.810-3 J答案:BC -22-突破點一突破點二突破點三突破點四A.在t=0.01 -23-突破點一突破點二突破點三突破點四解析:根據(jù)楞次定律可知,在00.01 s內(nèi)電流方向和在0.010.02 s內(nèi)電流方向相同,故A錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應定律可知:故B正確;在00.02 s內(nèi),產(chǎn)生的感應電流為電荷量為q=It=0.0750.02 C=1.510-3 C,故C正確;-23-突破點一突破點二突破點三突破點四解析:根據(jù)楞次定律可-24-突

13、破點一突破點二突破點三突破點四在0.020.03 s內(nèi),產(chǎn)生的感應電動勢為 R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=0.15270.01 J=1.57510-3 J,故D錯誤。-24-突破點一突破點二突破點三突破點四在0.020.03-25-突破點一突破點二突破點三突破點四遷移訓練1.(2019天津河西一模)如圖所示,彈簧上端固定,下端懸掛一個磁鐵。如果在磁鐵下端的水平桌面上放一個固定的閉合線圈,并使磁極上下振動。磁鐵在向下運動的過程中,說法正確的是()A.線圈給磁鐵的磁場力始終向上B.線圈給磁鐵的磁場力先向上再向下C.線圈給磁鐵的磁場力始終向下D.線圈給磁鐵的磁場力先向下再向上A 解析:根據(jù)楞次定律的

14、“來拒去留”,則當磁鐵在向下運動的過程中,線圈產(chǎn)生感應電流,形成感應磁場,從而阻礙磁鐵的向下運動,則線圈給它的磁場力始終向上,故A正確,B、C、D錯誤。-25-突破點一突破點二突破點三突破點四遷移訓練A 解析:根-26-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應中的圖像問題突破方略1.磁場變化產(chǎn)生感應電動勢或感應電流時一般由B-t圖像或-t圖像,判斷I-t或E-t關(guān)系。(1)注意正方向的規(guī)定。(2)B-t圖像、-t圖像的斜率不變時,E、I大小方向不變;反之電流、電動勢恒定時,B()隨時間均勻變化。(3)安培力大小與B、I、l有關(guān),當I、l不變,B隨時間均勻變化時安培力隨時間均勻變化。2.導體棒、

15、線框切割磁感線時有效切割長度:導體首尾連線在垂直磁場、垂直切割速度方向上的投影長度。-26-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應中的圖像問題-27-突破點三突破點四突破點一突破點二模型構(gòu)建【例2】(多選)(2019湖北省武漢市調(diào)研)如圖甲所示,在足夠長的光滑的斜面上放置著金屬線框,垂直于斜面方向的勻強磁場的磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定垂直斜面向上為正方向)。t=0時刻將線框由靜止釋放,在線框下滑的過程中,下列說法正確的是()A.線框中產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流B.MN邊受到的安培力先減小后增大C.線框做勻加速直線運動D.線框中產(chǎn)生的熱量等于其機械能的損失BC -27-突

16、破點三突破點四突破點一突破點二模型構(gòu)建BC -28-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:穿過線框的磁通量先向下減小,后向上增加,則根據(jù)楞次定律可知,感應電流方向不變,選項A錯誤;因B的變化率不變,則感應電動勢不變,感應電流不變,而B的大小先減小后增加,根據(jù)F=BIl可知,MN邊受到的安培力先減小后增大,選項B正確;因線框平行的兩邊電流等大反向,則整個線框受的安培力為零,則線框下滑的加速度不變,線框做勻加速直線運動,選項C正確;因安培力對線框做功為零,斜面光滑,則線框的機械能守恒,選項D錯誤。-28-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:穿過線框的磁通-29-突破點三突破點四突破點一突破點二以

17、題說法解決兩類圖像問題的方法(1)圖像選擇問題求解物理圖像的選擇類問題可用“排除法”,即排除與題目要求相違背的圖像,留下正確圖像;也可用“對照法”,即按照題目要求畫出正確的草圖,再與選項對照,選出正確選項。解決此類問題的關(guān)鍵就是把握圖像特點、分析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或關(guān)鍵物理狀態(tài)。-29-突破點三突破點四突破點一突破點二以題說法解決兩類圖像-30-突破點三突破點四突破點一突破點二(2)圖像分析問題在定性分析物理圖像時,要明確圖像中的橫軸與縱軸所代表的物理量,要弄清圖像的物理意義,借助有關(guān)的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷;而對物理圖像定量計算時,要搞清圖像所揭示的

18、物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系,并要注意物理量的單位換算問題,要善于挖掘圖像中的隱含條件,明確有關(guān)圖線與坐標軸所包圍的面積、圖線在某位置的斜率(或其絕對值)、圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義。-30-突破點三突破點四突破點一突破點二(2)圖像分析問題-31-突破點三突破點四突破點一突破點二遷移訓練2.(2019天津期末)如圖甲所示,閉合矩形導線框abcd固定在勻強磁場中,磁場的方向與導線框所在平面垂直,磁感應強度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。規(guī)定垂直紙面向外為磁場的正方向,順時針方向為感應電流的正方向,水平向右為安培力的正方向。關(guān)于線框中的感應電流i和ad邊所受的安培力F隨時間t變化的圖

19、像,下列選項正確的是()B -31-突破點三突破點四突破點一突破點二遷移訓練B -32-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:由圖示B-t圖像可知,01 s時間內(nèi),B增大,增大,由楞次定律可知,感應電流是順時針的,為正值;12 s磁通量不變,無感應電流;23 s,B的方向垂直紙面向外,B減小,減小,由楞次定律可知,感應電流沿逆時針方向,感應電流是負的;34 s內(nèi),B的方向垂直紙面向里,B增大,增大,由楞次定律可知,感應電流沿逆時針方向,感應電流是負的,故A錯誤,B正確。由左手定則可知,在01 s內(nèi),ad受到的安培力方向水平向右,是正的;12 s無感應電流,沒有安培力;24 s時間內(nèi),安培力水平

20、向左,是負的;由法拉第電磁感應定律可知,感應I、L不變,B均勻變化,則安培力F均勻變化,不是定值,故C、D錯誤。-32-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:由圖示B-t圖-33-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應中的動力學與能量綜合問題考查方向常以計算題或選擇題形式考查。突破方略1.電磁感應與動力學綜合題的解題策略(1)做好電路分析,明確電源與外電路,可畫等效電路圖。(2)做好受力分析,把握安培力的特點,安培力大小與導體棒速度有關(guān),一般在牛頓第二定律方程里討論,v的變化影響安培力大小,進而影響加速度大小,加速度的變化又會影響v的變化。(3)做好運動過程分析:注意導體棒進入磁場或離開磁場

21、時的速度是否達到“收尾速度”。-33-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應中的動力學與-34-突破點三突破點四突破點一突破點二2.電磁感應中能量的三種求解方法(1)利用克服安培力做功求解:電磁感應中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。(2)利用能量守恒定律求解:若只有電能和機械能參與轉(zhuǎn)化,則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能。(3)利用電路的相關(guān)公式電功公式或電熱公式求解:若通過電阻的電流是恒定的或電流的有效值已知,則可直接利用電功公式或焦耳定律求解熱量。特別提醒注意區(qū)分回路中某個元件的熱量和回路總熱量,不能混淆。-34-突破點三突破點四突破點一突破點二2.電磁感應中能量的-35-突破點三突破點四

22、突破點一突破點二模型構(gòu)建【例3】(2019河北保定質(zhì)檢)如圖所示,豎直平行光滑金屬導軌間距為l,上端接阻值為R的電阻,下端接電源和開關(guān)S,電源電動勢為E,內(nèi)阻為R,整個裝置處于垂直導軌平面的勻強磁場中。當開關(guān)閉合時,一質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒恰好能靜止在導軌上,金屬棒與導軌一直保持良好接觸,導軌足夠長且不計電阻,重力加速度為g。(1)求勻強磁場的磁感應強度;(2)斷開開關(guān)后,金屬棒開始運動,求金屬棒最終的運動速度。-35-突破點三突破點四突破點一突破點二模型構(gòu)建-36-突破點三突破點四突破點一突破點二分析推理(1)當開關(guān)S閉合時,電路結(jié)構(gòu)是怎樣的?(2)斷開開關(guān)后,金屬棒做什么運動?(1)

23、提示:如圖所示。(2)提示:先是做加速度a越來越小的加速直線運動,最終做勻速直線運動。-36-突破點三突破點四突破點一突破點二分析推理(1)提示:-37-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:(1)設金屬棒中電流為I,勻強磁場的磁感應強度為B由于金屬棒靜止,則mg=BIl對于整個電路,由閉合電路的歐姆定律E=2IR+IR由左手定則可知磁感應強度B的方向垂直于導軌平面向里。 -37-突破點三突破點四突破點一突破點二解析:(1)設金屬棒-38-突破點三突破點四突破點一突破點二(2)金屬棒最終做勻速直線運動,仍然處于平衡狀態(tài),棒中電流仍為I,設感應電動勢為E,再由歐姆定律得:E=2IR設金屬棒最終的

24、速度大小為v,由法拉第電磁感應定律得:E=Blv-38-突破點三突破點四突破點一突破點二(2)金屬棒最終做勻-39-突破點三突破點四突破點一突破點二以題說法解題思路分析 -39-突破點三突破點四突破點一突破點二以題說法解題思路分析-40-突破點三突破點四突破點一突破點二遷移訓練3.(2019湖北四地七校聯(lián)考)如圖所示,相距l(xiāng)=0.5 m的平行導軌MNS、PQT處在磁感應強度B=0.4 T的勻強磁場中,水平導軌處的磁場方向豎直向上,光滑傾斜導軌處的磁場方向垂直于導軌平面斜向下。質(zhì)量均為m=40 g、電阻均為R=0.1 的導體棒ab、cd均垂直放置于導軌上,并與導軌接觸良好,導軌電阻不計。-40-

25、突破點三突破點四突破點一突破點二遷移訓練-41-突破點三突破點四突破點一突破點二質(zhì)量為mC=200 g的物體C,用絕緣細線繞過光滑的定滑輪分別與導體棒ab、cd相連接。細線沿導軌中心線且在導軌平面內(nèi),細線及滑輪質(zhì)量不計。已知傾斜導軌與水平面的夾角=37,水平導軌與ab棒間的動摩擦因數(shù)=0.4。重力加速度g取10 m/s2,水平導軌足夠長,導體棒cd運動中始終不離開傾斜導軌。物體C由靜止釋放,當它達到最大速度時下落高度h=1 m,試求這一運動過程中:(sin 37=0.6,cos 37=0.8)(1)物體C能達到的最大速度vm是多少?(2)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能是多少?(3)連接cd棒的細線對cd棒做的

26、功是多少?-41-突破點三突破點四突破點一突破點二質(zhì)量為mC=200 -42-突破點三突破點四突破點一突破點二答案:(1)2 m/s(2)1.2 J(3)0.84 J解析:(1)C達到最大速度vm時,由法拉第電磁感應定律得,回路的感應電動勢為E=2Blvm導體棒ab、cd受到的安培力為F=BIl對物體C受力分析可知,mCg=T線=mg+2F+mgsin 37聯(lián)立式得vm=2 m/s。(2)設系統(tǒng)在該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為E1,由能量守恒定律得: 聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)解得E1=1.2 J。-42-突破點三突破點四突破點一突破點二答案:(1)2 m/-43-突破點三突破點四突破點一突破點二(3)導體棒c

27、d的受力分析如圖所示,運動過程中系統(tǒng)由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能E2=mgh=0.16 J結(jié)合第(2)問的計算結(jié)果知,這一過程電流產(chǎn)生的內(nèi)能E3=E1-E2=1.04 J又因為ab棒、cd棒的電阻相等,故電流通過cd棒產(chǎn)生的內(nèi)能E4=0.52 J對導體棒cd,設這一過程中細線對其做的功為W,克服安培力做的功大小是WA,則由動能定理得:-43-突破點三突破點四突破點一突破點二(3)導體棒cd的受-44-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應與動量、能量綜合問題考查方向常以計算題或選擇題形式考查。突破方略1.應用動量定理可以由動量變化來求解變力的沖量。如在導體棒做非勻變速運動的問題中,應用動量定理可以解決

28、牛頓運動定律不易解答的問題。2.在相互平行的水平軌道間的雙導體棒做切割磁感線運動時,由于這兩根導體棒所受的安培力等大反向,合外力為零,若不受其他外力,兩導體棒的總動量守恒,解決此類問題往往要應用動量守恒定律。-44-突破點三突破點四突破點一突破點二電磁感應與動量、能量-45-突破點三突破點四突破點一突破點二模型構(gòu)建【例4】如圖所示,兩根質(zhì)量均為m=2 kg的金屬棒垂直放在光滑的水平導軌上,左右兩部分導軌間距之比為12,導軌間有大小相等但左、右兩部分方向相反的勻強磁場,兩棒電阻與棒長成正比,不計導軌電阻?，F(xiàn)用250 N的水平拉力F向右拉CD棒,CD棒運動s=0.5 m時其上產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=3

29、0 J,此時兩棒速率之比為vAvC=12,現(xiàn)立即撤去拉力F,設導軌足夠長且兩棒始終在不同磁場中運動,求:-45-突破點三突破點四突破點一突破點二模型構(gòu)建-46-突破點三突破點四突破點一突破點二(1)在CD棒運動0.5 m的過程中,AB棒上產(chǎn)生的熱量;(2)撤去拉力F瞬間,兩棒的速度大小vA和vC;(3)撤去拉力F后,兩棒最終勻速運動的速度大小vA和vC。分析推理(1)在CD棒運動0.5 m的過程中,兩棒中電流相同嗎?(2)撤去拉力F后,兩棒最終勻速運動的速度大小vA和vC相等嗎?(1)提示:相同。(2)提示:不相等。-46-突破點三突破點四突破點一突破點二(1)在CD棒運動0-47-突破點三突

30、破點四突破點一突破點二答案:(1)15 J(2)4 m/s8 m/s(3)6.4 m/s3.2 m/s解析:(1)設兩棒的長度分別為l和2l,所以電阻分別為R和2R,由于電路中任何時刻電流均相等,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知Q1Q2=12,則AB棒上產(chǎn)生的熱量Q1=15 J。(2)根據(jù)能量守恒定律,又vAvC=12,聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)得vA=4 m/s,vC=8 m/s。-47-突破點三突破點四突破點一突破點二答案:(1)15 J-48-突破點三突破點四突破點一突破點二(3)撤去拉力F后,AB棒繼續(xù)向左做加速運動,而CD棒向右做減速運動,兩棒最終勻速運動時電路中電流為零,即兩棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢大小相等,此時兩棒的速度滿足BLvA=B2LvC即vA=2vC(不對過程進行分析,認為系統(tǒng)動量守恒是常見錯誤