高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章第三節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件 人教版

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1、第三節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用第三節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引自學(xué)導(dǎo)引要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析直擊高考直擊高考考點(diǎn)探究考點(diǎn)探究講練互動(dòng)講練互動(dòng)知能演練知能演練輕巧奪冠輕巧奪冠技法提煉技法提煉思維升華思維升華基礎(chǔ)梳理基礎(chǔ)梳理自學(xué)導(dǎo)引自學(xué)導(dǎo)引電源電源內(nèi)阻內(nèi)阻外阻外阻BLv名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為EBLv，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；而后者的其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；

2、而后者的電源電動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的電源電動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的二、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題二、電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題圖象圖象類型類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電和感應(yīng)電流流I隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象，即變化的圖象，即Bt圖象、圖象、t圖象、圖象、Et圖象和圖象和It圖象圖象(2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移隨導(dǎo)體位移s變化的圖象，即變化的圖象，即Es圖象和圖象和Is圖象圖象問(wèn)題問(wèn)題類型類型(1)由給定的電

3、磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量的物理量應(yīng)用應(yīng)用知識(shí)知識(shí)左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法拉左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、相關(guān)第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)等數(shù)學(xué)知識(shí)等名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對(duì)應(yīng)，物理量圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對(duì)應(yīng)，物理量的變化趨勢(shì)，物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判的變化趨勢(shì)，物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖

4、象的關(guān)鍵斷圖象的關(guān)鍵Blv右手定則右手定則左手定則左手定則相反相反四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi)2感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力,外力克服安培力外力克服安培力_，將其他，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi),電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為_(kāi).3電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算,公式為公式為_(kāi).名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒定律，克服安培電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒定律，克服安培力做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能力做

5、功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱.因此同一方程中，克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生的焦因此同一方程中，克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生的焦耳熱不能同時(shí)出現(xiàn)耳熱不能同時(shí)出現(xiàn)電能電能做功做功電能電能內(nèi)能內(nèi)能QI2Rt要點(diǎn)透析要點(diǎn)透析直擊高考直擊高考2常見(jiàn)的一些分析誤區(qū)常見(jiàn)的一些分析誤區(qū)(1)不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)生感不能正確分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向因產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分電路為電源部分，故該部分電路中的電流應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分電路為電源部分，故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流，而外電路中的電流方向仍是從高電勢(shì)到為電源內(nèi)部的電流，而外

6、電路中的電流方向仍是從高電勢(shì)到低電勢(shì)低電勢(shì)(2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒(méi)有注意等效電源的內(nèi)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí)，沒(méi)有注意等效電源的內(nèi)阻對(duì)電路的影響阻對(duì)電路的影響(3)對(duì)連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特別是對(duì)連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是路端電壓，而并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是路端電壓，而不是等效電源的電動(dòng)勢(shì)不是等效電源的電動(dòng)勢(shì)3基本方法基本方法(1)確定等效電源確定等效電源(2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解利用電路規(guī)律求解二、電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題分析二、電磁感應(yīng)圖

7、象問(wèn)題分析1圖象問(wèn)題的特點(diǎn)：圖象問(wèn)題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算象，進(jìn)行綜合計(jì)算2解題關(guān)鍵：解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)應(yīng)弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)應(yīng),變化范圍，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問(wèn)題所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵的關(guān)鍵3解決圖象問(wèn)題的一般步驟解決圖象問(wèn)題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是Bt圖還是圖還是t圖，或者圖，或者Et圖

8、、圖、It圖等圖等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 1(2012高考新課標(biāo)全國(guó)卷高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線如圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，和一矩形導(dǎo)線框固

9、定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行已知在且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行已知在t0到到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)，的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较颍痪€框受到的安培力的合力先水平向左、時(shí)針?lè)较颍痪€框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右設(shè)電流后水平向右設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向正方向與圖中箭頭所示方向相同，則相同，則i隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖線可能是變化的圖線可能是()解析：選解析：選A.線框線框abcd中電流中電流I大小相同，大小相同，IabIcd，而，而ab邊與直邊與直線電流線電流i之

10、間的作用力大于之間的作用力大于cd邊與直線電流邊與直線電流i之間的作用力且之間的作用力且直線電流之間同向相吸異向相斥依據(jù)楞次定律，當(dāng)直導(dǎo)線直線電流之間同向相吸異向相斥依據(jù)楞次定律，當(dāng)直導(dǎo)線中中i向上且均勻減小時(shí)，線框中產(chǎn)生向上且均勻減小時(shí)，線框中產(chǎn)生adcba方向的電流且恒定，方向的電流且恒定，此時(shí)線框受力向左；當(dāng)直導(dǎo)線中電流此時(shí)線框受力向左；當(dāng)直導(dǎo)線中電流i向下且增加時(shí)，線框中向下且增加時(shí)，線框中依然產(chǎn)生依然產(chǎn)生adcba方向的電流且恒定，此時(shí)線框受力向右則可方向的電流且恒定，此時(shí)線框受力向右則可以判斷以判斷A圖正確圖正確三、電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)和能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題分析三、電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)和能量轉(zhuǎn)化問(wèn)

11、題分析1兩種狀態(tài)處理兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行分析或結(jié)合功能關(guān)系分析處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行分析或結(jié)合功能關(guān)系分析.2電磁感應(yīng)問(wèn)題中兩大研究對(duì)象及其相互制約關(guān)系電磁感應(yīng)問(wèn)題中兩大研究對(duì)象及其相互制約關(guān)系3電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)外力克服安培力做功，把機(jī)械能或其他能量轉(zhuǎn)化成電能；感應(yīng)外力克服安培力做功，把機(jī)械能或其他能量轉(zhuǎn)化成電能

12、；感應(yīng)電流通過(guò)電路做功又把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能電流通過(guò)電路做功又把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如內(nèi)能如內(nèi)能).即即即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 2(2012高考山東卷高考山東卷)如圖所示，相距為如圖所示，相距為L(zhǎng)的兩條足的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，上端接有定值，上端接有定值電阻電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于

13、導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為恒為P，導(dǎo)體棒最終以，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌的速度勻速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是下列選項(xiàng)正確的是()考點(diǎn)探究考點(diǎn)探究講練互動(dòng)講練互動(dòng)例例1考點(diǎn)考點(diǎn)1電磁感應(yīng)中的電路和圖象分析電磁感應(yīng)中的電路和圖象分析(1)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)時(shí)，求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，并指，并指出出ab上的電流方向；上的電流方向；(2)當(dāng)金屬條當(dāng)金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)時(shí)，畫出畫出“閃爍閃爍”裝置

14、的電路圖；裝置的電路圖；(3)從金屬條從金屬條ab進(jìn)入進(jìn)入“扇形扇形”磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始,經(jīng)經(jīng)計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中計(jì)算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過(guò)程中,內(nèi)圈與外圈內(nèi)圈與外圈之間電勢(shì)差之間電勢(shì)差Uab隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的變化的Uabt圖象圖象.【思路點(diǎn)撥】【思路點(diǎn)撥】解此題的關(guān)鍵是分清電源部分和電路結(jié)構(gòu)，解此題的關(guān)鍵是分清電源部分和電路結(jié)構(gòu)，并結(jié)合電路的串、并聯(lián)及閉合電路知識(shí)分析求解并結(jié)合電路的串、并聯(lián)及閉合電路知識(shí)分析求解(2)通過(guò)分析，可得電路圖為通過(guò)分析，可得電路圖為【答案】見(jiàn)解析【答案】見(jiàn)解析【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】(1)判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，都是判斷感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，都是

15、利用利用“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的,實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而內(nèi)電實(shí)際問(wèn)題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而內(nèi)電路則相反路則相反(2)在閉合電路中，在閉合電路中，“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的電壓與真實(shí)的導(dǎo)體兩端的電壓與真實(shí)的電源兩端的電壓一樣的電源兩端的電壓一樣,等于路端電壓等于路端電壓,而不等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而不等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練 1例例2考點(diǎn)考點(diǎn)2電磁感應(yīng)中力學(xué)與電磁學(xué)的綜合問(wèn)題電磁感應(yīng)中力學(xué)與電磁學(xué)的綜合問(wèn)題 (2012高考天津卷高考天津卷)如圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌如

16、圖所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值，左端接有阻值R0.3 的電阻一質(zhì)量的電阻一質(zhì)量m0.1 kg，電阻，電阻r0.1 的金屬棒的金屬棒MN放放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)棒在水平向右的外力作用下，由靜止開(kāi)始以始以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移s9 m時(shí)時(shí)撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái)，已知撤去外力前撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距

17、離后停下來(lái)，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1 Q22 1.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求：好接觸求：(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功外力做的功WF.【答案】【答案】(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】電磁感應(yīng)中的力學(xué)綜合問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是力學(xué)、電電磁感應(yīng)中的力學(xué)綜合問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是力學(xué)

18、、電磁學(xué)和能量的綜合，解此類問(wèn)題要注意以下三點(diǎn)磁學(xué)和能量的綜合，解此類問(wèn)題要注意以下三點(diǎn)(1)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如示意圖：運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如示意圖：(2)能量轉(zhuǎn)化分析能量轉(zhuǎn)化分析“外力外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能化為電能安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(3)求解思路求解思路若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或或QI2Rt直接進(jìn)行計(jì)算直接進(jìn)行計(jì)算若電流變化，則：若電流變化，則：a.利用安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)利用安

19、培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；生的電能等于克服安培力所做的功；b利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能能的減少量等于產(chǎn)生的電能跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練 2 (2011高考浙江卷高考浙江卷)如圖甲所示，在水平面上固定如圖甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為有長(zhǎng)為L(zhǎng)2 m、寬為、寬為d1 m的金屬的金屬“U”形導(dǎo)軌，在形導(dǎo)軌，在“U”形導(dǎo)軌形導(dǎo)軌右側(cè)右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示在強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律

20、如圖乙所示在t0時(shí)刻，質(zhì)量為時(shí)刻，質(zhì)量為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開(kāi)始向右運(yùn)的初速度從導(dǎo)軌的左端開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為單位長(zhǎng)度的電阻均為0.1 /m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響(取取g10 m/s2)(1)通過(guò)計(jì)算分析通過(guò)計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算計(jì)算

21、4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱答案：見(jiàn)解析答案：見(jiàn)解析技法提煉技法提煉思維升華思維升華思維建模思維建模電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌桿導(dǎo)軌”模型模型【范例】【范例】(20分分)如圖所示，兩條間距如圖所示，兩條間距L1 m的光滑金屬導(dǎo)軌的光滑金屬導(dǎo)軌制成的斜面和水平面制成的斜面和水平面,斜面的中間用阻值為斜面的中間用阻值為R2 的電阻連接的電阻連接,在水平導(dǎo)軌區(qū)域和斜面導(dǎo)軌及其右側(cè)區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下在水平導(dǎo)軌區(qū)域和斜面導(dǎo)軌及其右側(cè)區(qū)域內(nèi)分別有豎直向下和豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和和B2，且，且B1B20.5 T在斜面的在斜面的頂端頂端e、f兩點(diǎn)分別用等長(zhǎng)輕質(zhì)柔軟細(xì)

22、導(dǎo)線連接兩點(diǎn)分別用等長(zhǎng)輕質(zhì)柔軟細(xì)導(dǎo)線連接ab.ab和和cd是質(zhì)是質(zhì)量均為量均為m0.1 kg、長(zhǎng)度均為、長(zhǎng)度均為1 m的兩根金屬棒，的兩根金屬棒，ab棒電阻為棒電阻為r12 ，cd棒電阻為棒電阻為r24 ，cd棒置于水平導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌棒置于水平導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，金屬棒、導(dǎo)線及導(dǎo)軌接觸良好垂直，金屬棒、導(dǎo)線及導(dǎo)軌接觸良好已知已知t0時(shí)刻起，時(shí)刻起，cd棒在外力作用下開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng)棒在外力作用下開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng)(cd棒棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng))，ab棒受到棒受到F0.750.2t(N)沿水平向沿水平向右的力作用，右的力作用，始終處于靜止?fàn)顟B(tài)且靜止時(shí)細(xì)導(dǎo)線與豎直方向始終處于靜止

23、狀態(tài)且靜止時(shí)細(xì)導(dǎo)線與豎直方向夾角夾角37.導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，圖中的虛線為絕緣材料制成導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架的固定支架(g10 m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)分析并計(jì)算說(shuō)明分析并計(jì)算說(shuō)明cd棒在磁場(chǎng)棒在磁場(chǎng)B1中做何種運(yùn)動(dòng)中做何種運(yùn)動(dòng)；(2)t0時(shí)刻起，求時(shí)刻起，求1 s內(nèi)通過(guò)內(nèi)通過(guò)ab棒的棒的電量電量q；(3)若若t0時(shí)刻起時(shí)刻起,2_s內(nèi)作用在內(nèi)作用在cd棒上外力做功為棒上外力做功為W21.33J,則這段時(shí)間內(nèi)則這段時(shí)間內(nèi)電阻電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？多大？尋規(guī)探法尋規(guī)探法 【答題模板】【答題模板】 (1)ab棒受力平衡，則棒

24、受力平衡，則FF安安mgtan37(2分分) F安安B2IabL(1分分) 0750.2t0.5Iab10.1100.75 得得Iab0.4t(A)(1分分) cd棒上電流棒上電流Icd2Iab0.8t(A)(1分分) 則回路中電源電動(dòng)勢(shì)則回路中電源電動(dòng)勢(shì)EIcdR總總 (1分分) cd棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為EB1Lv(1分分) 聯(lián)立聯(lián)立得，得，cd棒的速度棒的速度v8t(m/s)(1分分) 所以，所以，cd棒做初速度為零，加速度為棒做初速度為零，加速度為a8 m/s2的勻加速直的勻加速直線線 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(1分分)【答案】【答案】(1)做初速度為零，加速度為做初速度為零，加速度為8 m/s2的勻加速直的勻加速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)(2)0.2 C(3)0.853 J【建模感悟】【建模感悟】在電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中有兩類常見(jiàn)的在電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中有兩類常見(jiàn)的模型模型類型類型“電電動(dòng)動(dòng)電電”型型“動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)”型型示意圖示意圖已知已知棒棒ab長(zhǎng)長(zhǎng)L，質(zhì)量，質(zhì)量m，電阻，電阻R；導(dǎo)軌光滑水平，電；導(dǎo)軌光滑水平，電阻不計(jì)阻不計(jì)棒棒ab長(zhǎng)長(zhǎng)L，質(zhì)量，質(zhì)量m，電阻，電阻R；導(dǎo)軌光滑，電阻不；導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì)計(jì)