【导学教程】2017高考总复习·人教版物理(课件+限时检测)第九章-电磁感应 第四节.ppt

规律总结 求解电能应分清两类情况 (1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算。 (2)若电流变化，则：①利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能。 考点三　电磁感应中的单杆模型(物理模型) 单杆模型是电磁感应中常见的物理模型，此类题目所给的物理情景一般是导体棒垂直切割磁感线，在安培力、重力、拉力作用下的变加速直线运动或匀速直线运动，所涉及的知识有牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等。此类题目的分析要抓住三点：①杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度，此时合 力为零)。②整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功。③电磁感应现象遵从能量守恒定律。如图9－4－5甲，导体棒ab从磁场上方h处自由释放，当进入磁场后，其速度随时间的可能变化情况有三种，如图乙，全过程其能量转化情况是重力势能转化为动能和电能，电能再进一步转化为导体棒和电阻R的内能。 图9－4－5 双杆类题目可分为两种情况：一是“假双杆”，甲杆静止不动。乙杆运动，其实质是单杆问题，不过要注意题目包含着一个条件：甲杆静止、受力平衡，另一种情况是两杆都在运动，对于这种情况。要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减。 线框进入磁场和离开磁场的过程和单杆的运动情况相同，在磁场中运动的过程与双杆的运动情况相同。 单杆模型中常见的情况及处理方法 v0≠0 v0＝0 示意图 单杆ab以一定初速度v0在光滑水平轨道上滑动，质量为m，电阻不计，两导轨间距为L 轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L 轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L，拉力F恒定 轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L，拉力F恒定 [例5]　 (15分)如图9－4－6所示，两根质量同为m、电阻同为R、长度同为l的导体棒，用两条等长的、质量和电阻均可忽略的长直导线连接后，放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上，两根导体棒均与桌边缘平行，一根在桌面上．另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上。整个空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B。开始时两棒静止，自由释放后开始运动。已知两条导线除桌边缘拐弯处外其余部位均处于伸直状态，导线与桌子侧棱间无摩擦。求： 图9－4－6 (1)刚释放时，导体棒的加速度大小； (2)导体棒运动稳定时的速度大小； (3)若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q。求该过程中系统产生的焦耳热。 1． (2015·江苏单科)如图9－4－7所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 ［随堂巩固］ 课后训练·能力达标 图9－4－7 解析　天平处于平衡状态，说明线圈受到的重力和安培力的合力等于两侧砝码重力差，根据安培力公式F＝BIL，知选项A中线圈在磁场中有效长度最大，所受安培力最大，磁场发生微小变化，安培力变化最大，天平最容易失去平衡，选项A符合题意。 答案　A 2． (2013·安徽理综)如图9－4－8所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6) 图9－4－8 A．2.5 m/s　1 W　　　 B．5 m/s　1 W C．7.5 m/s　9 W D．15 m/s　9 W 答案　B 3．(多选) (2016·南京模拟)如图9－4－9所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是 图9－4－9 答案　AC 4．如图9－4－10所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，