2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 專題09 電磁感應(yīng)中的滑桿問題易錯(cuò)點(diǎn).doc

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2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 專題09 電磁感應(yīng)中的滑桿問題易錯(cuò)點(diǎn) 主標(biāo)題：電磁感應(yīng)中的滑桿問題易錯(cuò)點(diǎn) 副標(biāo)題：剖析考點(diǎn)規(guī)律，明確高考考查重點(diǎn)，為學(xué)生備考提供簡潔有效的備考策略。 關(guān)鍵詞：電磁感應(yīng) 難度：3 重要程度：5 內(nèi)容：熟記易混易錯(cuò)點(diǎn)。 易錯(cuò)類型：不會(huì)處理“雙滑桿”的運(yùn)動(dòng)問題 “雙滑桿”問題就是兩根滑桿在磁場的運(yùn)動(dòng)問題，它包括以下三種常見的類型：兩滑桿在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)、兩滑桿沿豎直導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)、兩滑桿在斜面導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)。在高考中，這類題一般是以大題的形式出現(xiàn)，涉及的知識(shí)比較廣，一般需要綜合力的平衡、動(dòng)能定理、能量守恒定律以及電磁感應(yīng)等知識(shí)才能正確解答。解題時(shí)，首先要分析兩滑桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、平衡狀態(tài)等力學(xué)問題，然后再分析兩滑桿組成的電路問題，最后再分析兩桿的能量關(guān)系。 37 R a b c d l B1 B2 F 例 如圖所示，兩條間距為l=1 m的光滑金屬導(dǎo)軌制成傾角為37的斜面和水平面，上端用阻值為R=4 Ω的電阻連接。在斜面導(dǎo)軌區(qū)域和水平導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于斜面和水平面的勻強(qiáng)磁場B1 和B2，且B1 =B2=0.5 T。ab和cd是質(zhì)量均為m=0.1 kg，電阻均為r=4 Ω的兩根金屬棒，ab置于斜面導(dǎo)軌上，cd置于水平導(dǎo)軌上，均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知t=0時(shí)刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運(yùn)動(dòng)（cd棒始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)），ab棒受到沿斜面向上的力F＝0.6－0.2t（N）的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。試求： （1）流過ab棒的電流強(qiáng)度Iab隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系； （2）分析并說明cd棒在磁場B2中做何種運(yùn)動(dòng)； （3）t=0時(shí)刻起，1 s內(nèi)通過cd棒的電量q； （4）若t=0時(shí)刻起，1.2 s內(nèi)作用在cd棒上外力做功為W=16 J，則這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？ 【易錯(cuò)】不會(huì)在大量題目已知信息中抓住“ab棒處于靜止?fàn)顟B(tài)”這一條件來求流過ab棒的電流以及cd棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以致得出錯(cuò)誤答案。對(duì)電路分析錯(cuò)誤，而將兩桿的電阻當(dāng)成電源的內(nèi)阻，混淆了電源電動(dòng)勢(shì)與路端電壓，從而解題出錯(cuò)。不會(huì)利用能量守恒定律來求解，將題目復(fù)雜化，增加了出錯(cuò)的幾率。 【解析】（1）根據(jù)題意可知，ab棒靜止在斜面上，根據(jù)力的平衡可知 FA =B Iab l ① F＋FA＝mgsin 37 聯(lián)立①②式并代入數(shù)據(jù)解得 ② Iab＝0.4t（A） ③ （2）因?yàn)榻饘侔鬭b與電阻R并聯(lián)在電路中，所以cd棒上電流為 Icd＝2Iab＝0.8t（A） ④ 回路中電源電動(dòng)勢(shì)為 E＝Icd R總 ⑤ 由于cd棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則 E＝Blv ⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式解得cd棒的速度為 v＝9.6t ⑦ 由⑦式可知，cd棒的速度與時(shí)間成正比，故cd棒做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 （3）由⑦式可知，cd棒的加速度為a＝9.6 m/s2，在1 s內(nèi)的位移為 s＝at2＝9.612 m＝4.8 m ⑧ 在1 s內(nèi)的平均電流為 ⑨ 聯(lián)立⑧⑨解得 q＝t＝＝0.4 C ⑩ （4）由⑦式可知，在t＝1.2 s時(shí)，cd棒的速度為 v＝at＝11.52 m/s 根據(jù)動(dòng)能定理可得 W－W安＝mv2－0 聯(lián)立式可得，在1.2 s內(nèi)克服安培力做功為 W安＝(16－0.111.522)J＝9.36 J 所以回路中產(chǎn)生的焦耳熱為 Q＝W安＝9.36 J 根據(jù)功率的公式可知，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR＝＝2.34 J 【點(diǎn)評(píng)】處理這類題目時(shí)，一般都需要對(duì)桿進(jìn)行受力分析，以此為解題的切入點(diǎn)，并且還需綜合利用功和能的觀點(diǎn)、動(dòng)量的觀點(diǎn)。