1. 解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 2. 兩種狀態(tài)及處理方法 (1) 為使ab桿保持靜止，求通過(guò)ab的電流的大小和方向 (2) 當(dāng)ab桿保持靜止時(shí)，求螺線管內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率AC BCD 3. (2016蘇州一模)如圖甲所示，兩相距L0.5 m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值R2 的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量m0.2 kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其v-t圖象如圖乙所示在15 s末時(shí)撤去拉力，同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，從而保持回路磁通量不變，桿中電流為零求：甲甲 乙乙 (1) 金屬桿所受拉力的大小F. 【答案】 0.24N (2) 015 s內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0. 【答案】 0.4T (3) 撤去恒定拉力之后，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律 1. 用能量觀點(diǎn)解答電磁感應(yīng)問(wèn)題的一般步驟電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題 2. 能量轉(zhuǎn)化及熱量的求法 (1) 能量轉(zhuǎn)化 (2) 求解熱量Q的三種方法 典題演示2(2017揚(yáng)州一模)如圖所示，有一傾斜的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角30，導(dǎo)軌間距為 L0.5 m，在導(dǎo)軌的中間矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一質(zhì)量m0.05 kg、有效電阻r2 的導(dǎo)體棒從距磁場(chǎng)上邊緣d處?kù)o止釋放，當(dāng)它進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)剛好勻速運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持與導(dǎo)軌垂直，已知d0.4 m，接在兩導(dǎo)軌間的電阻R6 ，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻， 取g10 m/s2.求： (1) 導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v. 【答案】 2 m/s (2) 導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR. 【答案】 0.075 J (3) 導(dǎo)體棒通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q. 【答案】 0.05 CCD 【解析】 金屬棒ab在一水平恒力F作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，隨著ab運(yùn)動(dòng)速度的增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，所受與F方向相反的安培力增大，其加速度減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；外力F對(duì)ab做的功等于電路中產(chǎn)生的電能和導(dǎo)體棒增加的動(dòng)能之和，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，當(dāng)ab做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，外力F做功的功率等于電路中的電功率，選項(xiàng)C正確；無(wú)論ab做何種運(yùn)動(dòng)，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能，選項(xiàng)D正確AC BC 4. (2016南京三模)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電阻不計(jì)、足夠長(zhǎng)的光滑U形金屬框架MNPQ，位于光滑水平桌面上，分界線OO分別與平行導(dǎo)軌MN和PQ垂直，兩導(dǎo)軌相距L.在OO的左右兩側(cè)存在著區(qū)域很大、方向分別為豎直向上和豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.另有質(zhì)量也為m的金屬棒CD，垂直于MN放置在OO左側(cè)導(dǎo)軌上，并用一根細(xì)線系在定點(diǎn)A.已知細(xì)線能承受的最大拉力為T0，CD棒接入導(dǎo)軌間的有效電阻為R；現(xiàn)從t0時(shí)刻開(kāi)始對(duì)U形框架施加水平向右的拉力F，使其從靜止開(kāi)始做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng) (1) 求從框架開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到細(xì)線斷裂所需的時(shí)間t0. (2) 若細(xì)線尚未斷裂，求在t時(shí)刻水平拉力F的大小 (3) 若在細(xì)線斷裂時(shí)，立即撤去拉力F，求此時(shí)框架的瞬時(shí)速度v0和此后過(guò)程中回路產(chǎn)生的總熱量Q. 1. 模型構(gòu)建 “桿導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問(wèn)題高考命題的“基本道具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識(shí)點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景變化空間大“桿導(dǎo)軌”模型又分為“單桿”型和“雙桿”型(重點(diǎn)考查“單桿”型)；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速、勻變速、非勻變速運(yùn)動(dòng)等電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型 2. 模型分類及特點(diǎn) (1) 單桿水平式 (2) 單桿傾斜式 典題演示3(2016無(wú)錫一模)如圖甲所示，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成30角固定，N、Q之間接電阻箱R，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.5T.質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r.現(xiàn)從靜止釋放桿ab，測(cè)得最大速度為vm.改變電阻箱的阻值R，得到vm與R之間的關(guān)系如圖乙所示已知導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)2 m，重力加速度取g10m/s2，軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)求：甲甲 乙乙 (1) 當(dāng)R0時(shí)，桿ab勻速下滑過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小及桿中的電流方向 【答案】 3Vba (2) 金屬桿的質(zhì)量m及阻值r. 【答案】0.2kg3 (3) 當(dāng)R4時(shí)，回路瞬時(shí)電功率每增加1W的過(guò)程中合外力對(duì)桿做的功W. 【答案】 0.7JBCD C 【解析】 對(duì)cd桿受力分析，受重力、向右的安培力、桿的支持力和滑動(dòng)摩擦力，由于重力和滑動(dòng)摩擦力大小無(wú)法判斷，故cd桿運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)法確定，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)ab桿由動(dòng)能定理有WFW安Wf0，根據(jù)安培力做多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化為電路中的熱量，得出WFW安WfQWf，C項(xiàng)正確；F的功率等于電路中的焦耳熱功率與摩擦熱功率之和，D項(xiàng)錯(cuò)誤 (1) 金屬棒的最大速度 【答案】 4m/s (2) 金屬棒速度為3 m/s時(shí)的加速度 (3) 從開(kāi)始計(jì)時(shí)起2 s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量 【答案】 3.25J 4. (2017鎮(zhèn)江一模)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.50 m，傾角53，導(dǎo)軌上端串接電阻R0.05 .在導(dǎo)軌間長(zhǎng)d0.56 m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量m4.0 kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上，用輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪與拉桿GH(GH桿的質(zhì)量不計(jì))相連某同學(xué)用F80 N的恒力豎直向下拉動(dòng)GH桿，使CD棒從圖中初始位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v2.4 m/s，當(dāng)CD棒到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)該同學(xué)松手取g10 m/s2，sin 530.8，不計(jì)其他電阻和一切摩擦求： (1) CD棒的初始位置與磁場(chǎng)區(qū)域下邊界的距離s. 【答案】 0.24 m (2) 該同學(xué)松手后，CD棒能繼續(xù)上升的最大高度h. 【答案】 0.288 m (3) 在拉升CD棒的過(guò)程中，該同學(xué)所做的功W和電阻R上產(chǎn)生的熱量Q. 【答案】 26.88 J