《高考備考指南 物理 》課件-章末學科思維素養(yǎng)

電磁感應第十章

章末學科思維素養(yǎng)(本章末對應系統(tǒng)用書P236)素養(yǎng)導體棒切割磁感線模型歸類模型分類圖例說明考查要點“雙棒+導軌”模型牛頓第二定律、受力分析、法拉第電磁感應定律、安培力、歐姆定律、動量定理等的應用“導體棒平動切割”模型受力分析、平衡條件、公式E=BLv的應用模型分類圖例說明考查要點“單棒+導軌”模型牛頓第二定律、法拉第電磁感應定律、歐姆定律“線框切割”模型法拉第電磁感應定律、右手定則、安培力“導體棒轉動切割”模型法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、電荷量的計算模型分類圖例說明考查要點“單棒+線框”模型I-t圖像、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律模型一

“導體棒轉動切割”模型例1

(多選)如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置.用電阻R=4Ω的導體棒彎成半徑r=0.2m的閉合圓環(huán)，圓心為O，COD是一條直徑，在O、D間接有負載電阻R1=1Ω.整個圓環(huán)中均有B=0.5T的勻強磁場垂直穿過環(huán)面(圖中未畫出).電阻r=1Ω的導體棒OA貼著圓環(huán)做勻速圓周運動，角速度ω=300rad/s.則()A.當OA到達OC處時，圓環(huán)的電功率為1WB.當OA到達OC處時，圓環(huán)的電功率為2WC.全電路最大功率為3WD.全電路最大功率為4.5WAD

AC

模型二

“單棒+導軌”模型例3

(多選)如圖甲所示，左側接有定值電阻R=3Ω的水平平行且足夠長的粗糙導軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中，磁場磁感應強度B=2T，導軌間距L=1m.一質量m=2kg接入電路阻值r=1Ω的金屬棒在拉力F的作用下由靜止開始從CD處沿導軌向右加速運動，金屬棒的v-x圖像如圖乙所示.若金屬棒與導軌垂直且接觸良好，與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，導軌電阻不計，g取10m/s2.則在金屬棒從靜止開始向右運動位移為x1=1m的過程中，下列說法正確的是()A.金屬棒中感應電流的方向為C→DB.拉力F做的功為16JC.通過電阻的電荷量為0.25CD.定值電阻產生的焦耳熱為0.75JAD

例4

(2023年中山模擬)如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為d，導軌平面與水平面的夾角θ=30°，導軌電阻不計，磁感應強度為B的勻強磁場垂直于導軌平面向上.長為d的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m，電阻為r=R.兩金屬導軌的上端連接一個燈泡，燈泡的電阻RL=R.現(xiàn)閉合開關S，給金屬棒施加一個方向垂直于桿且平行于導軌平面向上、大小為F=mg的恒力使金屬棒由靜止開始運動.當金屬棒達到最大速度時，燈泡恰能達到它的額定功率.重力加速度為g.求：(1)金屬棒能達到的最大速度vm；(2)燈泡的額定功率PL；(3)金屬棒達到最大速度的一半時的加速度a；(4)若金屬棒上滑距離為L時速度恰達到最大，求金屬棒由靜止開始上滑4L的過程中，金屬棒上產生的電熱Qr.

模型三

“雙棒+導軌”模型例5

(2023年湖南卷)如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導軌平行放置，導軌間距為L，兩導軌及其所構成的平面均與水平面成θ角，整個裝置處于垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁場磁感應強度大小為B.現(xiàn)將質量均為m的金屬棒a、b垂直導軌放置，每根金屬棒接入導軌之間的電阻均為R.運動過程中金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導軌，導軌電阻忽略不計，重力加速度為g.(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運動時的速度大小v0；(2)在(1)問中，當棒a勻速運動時，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計時，經過時間t0，兩棒恰好達到相同的速度v.求速度v的大小以及時間t0內棒a相對于棒b運動的距離Δx.

(1)先保持棒b靜止，將棒a由靜止釋放，求棒a勻速運動時的速度大小v0；(2)由右手定則可知導體棒b中電流向里，棒b受到沿斜面向下的安培力，此時電路中電流不變，則對棒b用牛頓第二定律可得mgsin

θ+BIL=ma，解得a=2gsin

θ.(2)在(1)問中，當棒a勻速運動時，再將棒b由靜止釋放，求釋放瞬間棒b的加速度大小a0；

(3)在(2)問中，從棒b釋放瞬間開始計時，經過時間t0，兩棒恰好達到相同的速度v.求速度v的大小以及時間t0內棒a相對于棒b運動的距離Δx.模型四

“線框切割”模型例6

(2023年新課標卷)一邊長為L質量為m的正方形金屬細框，每邊電阻為R0，置于光滑的絕緣水平桌面(紙面)上.寬度為2L的區(qū)域內存在方向垂直于紙面的勻強磁場，磁場磁感應強度大小為B，兩虛線為磁場邊界，如圖甲所示.(1)使金屬框以一定初速度向右運動進入磁場.運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行.金屬框完全穿過磁場區(qū)域后，速度大小降為它初速度的一半.求金屬框的初速度大小.

(2)在桌面上固定兩條光滑長直金屬導軌，導軌與磁場邊界垂直，左端連接電阻R