《 备考指南 物理 》课件_第10章 章末核心素养.pptx

;素养导体棒切割磁感线模型归类

;模型一“导体棒转动切割”模型

例1(多选)如图所示为一圆环发电装置，用电阻R＝4Ω的导体棒弯成半径r＝0.2m的闭合圆环，圆心为O，COD是一条直径，在O、D间接有负载电阻R1＝1Ω.整个圆环中均有B＝0.5T的匀强磁场垂直穿过环面(图中未画出)．电阻r＝1Ω的导体棒OA贴着圆环做匀速圆周运动，角速度ω＝300rad/s.则 ()

A．当OA到达OC处时，圆环的电功率为1W

B．当OA到达OC处时，圆环的电功率为2W

C．全电路最大功率为3W

D．全电路最大功率为4.5W

;【答案】AD

;变式1(多选)(2021年福建三明模拟)如图所示，固定在竖直面上半径为r的金属圆环内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．长为L的金属棒一端与圆环接触良好，另一端固定在导电转轴上，随轴以角速度ω匀速转动．在圆环的A点和圆心O间接有阻值为R的电阻和电容为C的平行板电容器，电容器的极板水平且间距为d，在极板间有一带正电微粒处于静止状态．已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦．下列说法正确的是 ()

;【答案】AC

;模型二“单棒＋导轨”模型

例2(多选)(2022年淄博模拟)如图甲所示，左侧接有定值电阻R＝3Ω的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场磁感应强度B＝2T，导轨间距L＝1m．一质量m＝2kg、接入电路阻值r＝1Ω的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的v－x图像如图乙所示．若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，导轨电阻不计，g取10m/s2.则在金属棒从静止开始向右运动位移为x1＝1m的过程中，下列说法正确的是

()

;

A．金属棒中感应电流的方向为C→D

B．拉力F做的功为16J

C．通过电阻的电荷量为0.25C

D．定值电阻产生的焦耳热为0.75J

【答案】AD;变式2(多选)(2021年深圳模拟)如图，横截面积为0.005m2的10匝线圈，其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B1平行．间距为0.8m的两平行光滑竖直轨道PQ、MN足够长，底部连有一阻值为2Ω的电阻．磁感应强度B2＝0.5T的匀强磁场与轨道平面垂直．S闭

合后，质量为0.01kg、电阻为2Ω的金属棒ab恰能

保持???止，金属棒始终与轨道垂直且接触良好，其

余部分电阻不计，g取10m/s2.则 ()

;

A．B1均匀减小

B．B1的变化率为10T/s

C．断开S之后，金属棒ab下滑的最大速度为2.5m/s

D．断开S之后，金属棒所受安培力的最大功率为0.25W

【答案】BCD

;模型三“双棒＋导轨”模型

例3(2022年马鞍山模拟)两根足够长固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上放置两根导体棒a和b，俯视图如图甲所示．两根导体棒的质量均为m，电阻均为R.回路中其余部分的电阻不计．在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场．导体棒与导轨始终垂直接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，两导体棒均静止，间距为x0.现给导体棒a一水平向右的初速度v0，并开始计时，可得到如图乙所示的Δv－t图像(Δv表示两棒的相对速度，即Δv＝va－vb)．

;(1)试证明：在0～t2时间内，回路产生的焦耳热Q与磁感应强度B无关；

(2)求t1时刻导体棒b的加速度大小；

(3)求t2时刻两导体棒之间的距离．

;变式3(多选)(2021年广东学业水平模拟)如图，将足够长的平行光滑导轨水平放置，空间中存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静止放置两平行光滑导体棒ab、cd(导体棒垂直导轨且与导轨接触良好)．现使cd棒沿导轨以一定的速度向远离ab棒的方向运动．则之后的过程中，两导体棒 ()

A．速度相等时相距最远

B．静止在导轨上时距离最远

C．动量变化量大小一定相等

D．速度变化量大小一定相等

;【答案】AC

【解析】cd在获得初速度后，回路中产生感应电流，cd将受到水平向左的安培力作用而减速，ab将受到水平向右的安培力作用而开始做加速运动．由于cd的速度逐渐减小，所以回路中的感应电流逐渐减小，则ab、cd所受安培力均逐渐减小，所以二者的加速度均逐渐减小．当二者速度大小相等时，回路中不再产生感应电流，二者将以共同速度一直运动下去．

;定性画出ab、cd的v－t图像如图所示．由图可知，当

二者速度相等时，两图线与v轴所围的面积最大，即

此时二者的相对位移最大，相距最远，A正确，B错

误．

由于ab、cd所受安培力始终大小相等、方向相反，所以二者组成的系统在水平方向上动量守恒，即ab动量的减少量一定等于cd动量的增加量，所以二者动量