2019-2020年高中物理 1.4法拉第電磁感應(yīng)定律學(xué)案導(dǎo)學(xué) 粵教版選修3-2【例1】如圖1784所示，MN、PQ為足夠長的水平導(dǎo)電軌道，其電阻可以忽略不計，軌道寬度為L，ab，cd為垂直放置在軌道上的金屬桿，它們的質(zhì)量均為m，電阻均為R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁場的磁感強度為B現(xiàn)用水平力拉cd桿以恒定的速率v向右勻速滑動，設(shè)兩桿與軌道間的動摩擦系數(shù)為，求ab桿可以達(dá)到的最大速度和此時作用在cd桿上水平拉力做功的瞬時功率解析：由楞次定律可知，當(dāng)cd向右勻速運動時，ab也向右運動當(dāng)ab有最大速度vm時，mgBIL此時作用在cd桿上水平拉力F做功的瞬時功率為PFv(F安f)v(BILmg)v點撥：要明確最大速度的條件，分析電路中的電流、安培力和金屬棒的運動之間相互影響、相互制約的關(guān)系【例2】如圖1785所示，兩根很長的光滑平行的金屬導(dǎo)軌，相距L，放在一水平面內(nèi)，其左端接有電容C、電阻為R1、R2的電阻，金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，整個裝置放在磁感強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)用大小為F的水平恒力拉棒ab，使它沿垂直于棒的方向向右運動，若棒與導(dǎo)軌的電阻均不計試求：(1)棒ab的最大速度；(2)若棒達(dá)到最大速度以后突然靜止，則棒在此瞬間受到的安培力的大小和方向解析：(1)當(dāng)ab所受安培力f與外力F相等時，ab速度最大，設(shè)為BImLF(2)棒達(dá)到最大速度時，C兩端電勢差為棒突然靜止時，電容器通過棒ab放電，瞬間的電流為：棒ab所受的安培力為：方向水平向右點撥：該題綜合性強，與力學(xué)知識聯(lián)系緊密，是高考的熱點【例3】如圖1786所示，用粗、細(xì)不同的銅絲制成兩個邊長相同的正方形閉合線圈a和b，讓它們從相同高處同時自由下落，下落中經(jīng)過同一有邊界的水平勻強磁場，設(shè)線框下落過程中始終保持豎直且不計空氣阻力，試分析判斷兩框落地的先后順序點撥：本題是對兩種情況進(jìn)行比較，我們通過對一般情形列式分析，找到本質(zhì)規(guī)律再作判斷這是一種比較可靠的方法參考答案：b先落地?！纠?】如圖1787所示，兩金屬桿ab和cd，長均為L，電阻均為R，質(zhì)量分別為M和m，Mm用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合電路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)，兩金屬桿都處在水平位置，整個裝置處在一與回路平面垂直的磁感強度為B的勻強磁場中，若金屬桿ab正好勻速向下運動，求ab的運動速度點撥：本題可通過用整體法來求解，也可通過對兩棒分別隔離分析用受力平衡的知識求解參考答案：vm(Mm)R/2B2l2【例5】如圖1768所示，在與水平面成角的矩形框架范圍內(nèi)垂直于框架的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，框架ad，bc電阻不計，長均為L的ab、cd電阻均為R，有一質(zhì)量為m，電阻為2R的金屬棒MN，無摩擦地平行于ab沖上框架，上升最大高度為h，在此過程中ab部分的焦耳熱為Q，求運動過程的最大熱功率解析：MN沿斜面向上運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，ab和cd相當(dāng)于外電阻并聯(lián)，ab和cd中電流相同，MN的電流為ab中電流的兩倍當(dāng)ab部分的焦耳熱為Q，cd部分焦耳熱也為Q，MN的電阻為2R，消耗的焦耳熱為8Q設(shè)MN的初速度為v0，根據(jù)能量守恒MN在上滑過程中，產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動勢為EEBLv0點撥：弄清能量轉(zhuǎn)化的途徑，用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求解跟蹤反饋1如圖1788所示，粗細(xì)均勻的電阻為r的金屬圓環(huán)，放在垂直環(huán)面的勻強磁場中，磁感強度為B，圓環(huán)直徑為L長為L，電阻為r/2的金屬棒ab放在圓環(huán)上，始終與圓環(huán)保持良好接觸以速度v向左運動，當(dāng)ab經(jīng)過環(huán)心位置時，ab兩端電勢差大小為_，a、b中電勢較高的是_2如圖1789所示，水平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌上接有電容器C，金屬ab無摩擦地在導(dǎo)軌上以速度v勻速運動，運動一段距離后突然停止，停止后ab不再受任何系統(tǒng)外物體的作用，則停止后ab的運動情況是 A向右作初速為零的勻加速運動B先向右勻速后改作減速運動C在某位置附近來回振動D向右作變加速運動后改作勻速運動3如圖1790所示，ab、cd為水平平行金屬板，兩板左端與光滑、電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌直接相連接，兩板右端接有電阻R，勻強個方向沿軌道滑動時，一質(zhì)量為m，帶電量q的液滴可在兩板間以速率v向右做勻速直線運動？(提示：液滴受重力、電場力、洛侖茲力三個力而平衡)4如圖1771所示，在磁感強度為B的勻強磁場中，有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架，OC為一能繞O在框架上滑動的導(dǎo)體棒，OC之間連一個電阻R，導(dǎo)體框架與導(dǎo)體電阻均不計，若要使OC能以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則外力做功的功率是 AB22r4/RBB22r4/2RCB22r4/4RDB22r4/8R5如圖1772中所示電路，開關(guān)S原來閉合著，若在t1時刻突然斷開開關(guān)S，則于此時刻前后通過電阻R1的電流情況用圖中哪個圖像表示比較合適 6如圖1773所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框中有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進(jìn)入磁場的時刻t0，在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流強度隨時間變化規(guī)律的是 參考答案4C 5C 6C