高考物理复习特别策划计算题突破五-电磁感应中的动力学和能量问题市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PP.pptx

第十章电 磁 感 应,高考总复习 一轮复习导学案 物理,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,特别策划计算题突破(五),电磁感应中的动力学和能量问题,0,1/64,2/64,1.处理电磁感应中动力学问题普通思绪,电磁感应中动力学问题,3/64,2.两种状态及处理方法,4/64,5/64,6/64,(1)为使,ab,杆保持静止，求经过,ab,电流大小和方向,(2)当,ab,杆保持静止时，求螺线管内磁场磁感应强度,B,改变率,7/64,8/64,9/64,10/64,AC,11/64,12/6413/64,BCD,14/64,15/64,16/64,3.,(苏州一模),如图甲所表示，两相距,L,0.5 m平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值,R,2 电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面匀强磁场质量,m,0.2 kg金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆电阻可忽略杆在水平向右恒定拉力作用下由静止开始运动，并一直与导轨垂直，其,v,-t,图象如图乙所表示在15 s末时撤去拉力，同时使磁场随时间改变，从而保持回路磁通量不变，杆中电流为零求：,甲,乙,17/64,(1)金属杆所受拉力大小,F,.,【答案】,0.24N,(2)015 s内匀强磁场磁感应强度大小,B,0,答案,】,0.4T,(3),撤去恒定拉力之后，磁感应强度随时间改变规律,18/64,19/64,20/64,1.用能量观点解答电磁感应问题普通步骤,电磁感应中能量问题,21/64,2.能量转化及热量求法,(1)能量转化,(2)求解热量,Q,三种方法,22/64,典题演示2,(扬州一模),如图所表示，有一倾斜光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角,30，导轨间距为,L,0.5 m，在导轨中间矩形区域内存在垂直斜面向上匀强磁场一质量,m,0.05 kg、有效电阻,r,2 导体棒从距磁场上边缘,d,处静止释放，当它进入磁场时刚好匀速运动，整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且一直保持与导轨垂直，已知,d,0.4 m，接在两导轨间电阻,R,6，不计导轨电阻，取,g,10 m/s,2,.求：,23/64,(1)导体棒刚进入磁场时速度,v,.,【答案】,2 m/s,(2)导体棒经过磁场过程中，电阻,R,上产生热量,Q,R,.,【答案】,0.075 J,(3)导体棒经过磁场过程中，经过电阻,R,电荷量,q,.,【答案】,0.05 C,24/64,25/64,26/64,CD,27/64,【解析,】,金属棒,ab,在一水平恒力,F,作用下由静止开始向右运动，伴随,ab,运动速度增大，产生感应电流增大，所受与,F,方向相反安培力增大，其加速度减小，选项A错误；外力,F,对,ab,做功等于电路中产生电能和导体棒增加动能之和，选项B错误；由能量守恒定律可知，当,ab,做匀速运动时，外力,F,做功功率等于电路中电功率，选项C正确；不论,ab,做何种运动，它克服安培力做功一定等于电路中产生电能，选项D正确,28/64,AC,29/64,30/64,BC,31/64,32/64,33/64,4.,(南京三模),如图所表示，一个质量为,m,、电阻不计、足够长光滑U形金属框架,MNPQ,，位于光滑水平桌面上，分界限,OO,分别与平行导轨,MN,和,PQ,垂直，两导轨相距,L,.在,OO,左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下匀强磁场，磁感应强度大小均为,B,.另有质量也为,m,金属棒,CD,，垂直于,MN,放置在,OO,左侧导轨上，并用一根细线系在定点,A,.已知细线能承受最大拉力为,T,0,，,CD,棒接入导轨间有效电阻为,R,；现从,t,0时刻开始对U形框架施加水平向右拉力,F,，使其从静止开始做加速度为,a,匀加速直线运动,34/64,(1)求从框架开始运动到细线断裂所需时间,t,0,.,(2)若细线还未断裂，求在,t,时刻水平拉力,F,大小,(3)若在细线断裂时，马上撤去拉力,F,，求此时框架瞬时速度,v,0,和今后过程中回路产生总热量,Q,.,35/64,36/64,37/64,38/64,39/64,1.模型构建,“杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题“基本道具”，也是高考热点，考查知识点多，题目标综合性强，物理情景改变空间大“杆导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型(重点考查“单杆”型)；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等,电磁感应中“杆导轨”模型,40/64,2.模型分类及特点,(1)单杆水平式,41/64,42/64,(2)单杆倾斜式,43/64,44/64,典题演示3,(无锡一模),如图甲所表示，,MN,、,PQ,两条平行光滑金属轨道与水平面成,30角固定，,N,、,Q,之间接电阻箱,R,，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为,B,0.5T.质量为,m,金属杆,ab,水平放置在轨道上，其接入电路电阻值为,r,.现从静止释放杆,ab,，测得最大速度为,v,m,.改变电阻箱阻值,R,，得到,v,m,与,R,之间关系如图乙所表示已知导轨间距为,L,2 m，重力加速度取,g,10m/s,2,，轨道足够长且电阻不计求：,甲,乙,45/64,(1)当,R,0时，杆,ab,匀速下滑过程中产生感应电动势,E,大小及杆中电流方向,【答案】,3V,b,a,(2)金属杆质量,m,及阻值,r,.,【答案】,0.2kg3,(3)当,R,4时，回路瞬时电功率每增加1W过程中合外力对杆做功,W,.,【答案】,0.7J,46/64,47/64,48/64,49/64,BCD,50/64,51/64,C,52/64,【解析,】,对,cd,杆受力分析，受重力、向右安培力、杆支持力和滑动摩擦力，因为重力和滑动摩擦力大小无法判断，故,cd,杆运动状态无法确定，A、B选项错误；对,ab,杆由动能定理有,W,F,W,安,W,f,0，依据安培力做多少功就有多少能量转化为电路中热量，得出,W,F,W,安,W,f,Q,W,f,，C项正确；,F,功率等于电路中焦耳热功率与摩擦热功率之和，D项错误,53/64,54/64,(1)金属棒最大速度,【答案】,4m/s,(2),金属棒速度为3 m/s时加速度,(3)从开始计时起2 s内电阻,R,上产生热量,【答案】,3.25J,55/64,56/64,57/64,58/64,4.,(镇江一模),如图所表示，两根足够长平行金属导轨间距,l,0.50 m，倾角,53，导轨上端串接电阻,R,0.05.在导轨间长,d,0.56 m区域内，存在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度,B,2.0 T匀强磁场质量,m,4.0 kg金属棒,CD,水平置于导轨上，用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆,GH,(,GH,杆质量不计)相连某同学用,F,80 N恒力竖直向下拉动,GH,杆，使,CD,棒从图中初始位置由静止开始运动，刚进入磁场时速度为,v,2.4 m/s，当,CD,棒抵达磁场上边界时该同学松手取,g,10 m/s,2,，sin 530.8，不计其它电阻和一切摩擦求：,59/64,60/64,(1),CD,棒初始位置与磁场区域下边界距离,s,.,【答案】,0.24 m,(2)该同学松手后，,CD,棒能继续上升最大高度,h,.,【答案】,0.288 m,(3)在拉升,CD,棒过程中，该同学所做功,W,和电阻,R,上产生热量,Q,.,【答案】,26.88 J,61/64,62/64,63/64,64/64,