老高考统考物理二轮复习课件：专题四 第2讲　电磁感应及其应用.ppt

10．(2020·河南许昌4月检测)如图所示，有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道，轨道上端接有电容器和定值电阻，S为单刀双掷开关，空间存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B。将单刀双掷开关接到a点，一根电阻不计、质量为m的导体棒在轨道底端获得初速度v0后沿着轨道向上运动，到达最高点时，单刀双掷开关接b点，经过一段时间导体棒又回到轨道底端。已知定值电阻的阻值为R，电容器的电容为C，重力加速度为g，轨道足够长，轨道电阻不计，求： (1)导体棒上滑过程中加速度的大小； (2)若已知导体棒到达轨道底端的速度为v， 求导体棒下滑过程中定值电阻产生的热量 和导体棒运动的时间。 答案：B 6．(多选)(2019·高考全国卷Ⅱ)如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的 图像可能正确的是(　　) AD 考向三　电磁感应中的动力学和能量问题 1．动力学问题中的“两分析、两状态” (1)受力和运动分析 ①导体切割磁感线运动产生感应电动势，在电路中产生感应电流，导体在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动。 ②安培力一般是变力，导体做切割磁感线运动的加速度发生变化，当加速度为零时，导体达到稳定状态，最后做匀速直线运动。 (2)平衡和非平衡状态处理 ①导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。 处理方法：根据平衡状态时导体所受合力等于零列式分析。 ②导体处于非平衡状态——加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。 2．求焦耳热Q的三种方法 (1)焦耳定律：Q＝I2Rt，适用于电流、电阻不变。 (2)功能关系：Q＝W克服安培力，电流变与不变都适用。 (3)能量转化：Q＝ΔE(其他能的减少量)，电流变与不变都适用。 [典例3]　如图所示，两不计电阻的平行光滑金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d。矩形区域abdc内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离为L。在cd下方有一导体棒MN，导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为H，导体棒的质量为m，电阻为r。给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达ab处的速度为v0，重力加速度大小为g，求： (1)导体棒到达cd处时速度的大小； (2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小； (3)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R的电荷量 和电阻R产生的热量。 规律总结 求解电磁感应中动力学和能量问题的一般步骤 ………………………………………………………………………………… (1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。 (2)分析清楚有哪些力做功及这些力做功的特点，就可以知道合外力及能量相互转化情况。 (3)根据牛顿第二定律、动力学和能量守恒列方程求解。 7．(多选)(2020·高考全国卷Ⅰ)如图，U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直。ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。经过一段时间后(　　) A．金属框的速度大小趋于恒定值 B．金属框的加速度大小趋于恒定值 C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D．导体棒到金属框bc边的距离趋于恒定值 答案：BC 8．(2020·福建三明期末质量检测)如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，导轨平面与水平面夹角θ＝37°，导轨间距L＝0.4 m，其下端连接一个定值电阻R＝4 Ω，其他电阻不计。两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T。一质量为m＝0.04 kg的导体棒ab垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。 (1)求导体棒下滑的最大速度大小； (2)导体棒从静止加速到v＝4 m/s的过程中，通 过R的电荷量q＝0.2 C，求R产生的热量。 考向四　电磁感应中的动量和能量问题 1．分析方法 (1)分析“受力”：分析研究对象的受力情况，特别关注安培力的方向。 (2)分析“能量”：搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了变化，根据能量守恒