2019-2020年高考物理復習 專題09 電磁感應中的滑桿問題易錯點.doc

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2019-2020年高考物理復習 專題09 電磁感應中的滑桿問題易錯點 主標題：電磁感應中的滑桿問題易錯點 副標題：剖析考點規(guī)律，明確高考考查重點，為學生備考提供簡潔有效的備考策略。 關鍵詞：電磁感應 難度：3 重要程度：5 內容：熟記易混易錯點。 易錯類型：不會處理“雙滑桿”的運動問題 “雙滑桿”問題就是兩根滑桿在磁場的運動問題，它包括以下三種常見的類型：兩滑桿在水平導軌上運動、兩滑桿沿豎直導軌運動、兩滑桿在斜面導軌上運動。在高考中，這類題一般是以大題的形式出現，涉及的知識比較廣，一般需要綜合力的平衡、動能定理、能量守恒定律以及電磁感應等知識才能正確解答。解題時，首先要分析兩滑桿的運動狀態(tài)、平衡狀態(tài)等力學問題，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。在斜面導軌區(qū)域和水平導軌區(qū)域內分別有垂直于斜面和水平面的勻強磁場B1 和B2，且B1 =B2=0.5 T。ab和cd是質量均為m=0.1 kg，電阻均為r=4 Ω的兩根金屬棒，ab置于斜面導軌上，cd置于水平導軌上，均與導軌垂直且接觸良好。已知t=0時刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運動（cd棒始終在水平導軌上運動），ab棒受到沿斜面向上的力F＝0.6－0.2t（N）的作用，處于靜止狀態(tài)。不計導軌的電阻。試求： （1）流過ab棒的電流強度Iab隨時間t變化的函數關系； （2）分析并說明cd棒在磁場B2中做何種運動； （3）t=0時刻起，1 s內通過cd棒的電量q； （4）若t=0時刻起，1.2 s內作用在cd棒上外力做功為W=16 J，則這段時間內電阻R上產生的焦耳熱QR多大？ 【易錯】不會在大量題目已知信息中抓住“ab棒處于靜止狀態(tài)”這一條件來求流過ab棒的電流以及cd棒的運動狀態(tài)，以致得出錯誤答案。對電路分析錯誤，而將兩桿的電阻當成電源的內阻，混淆了電源電動勢與路端電壓，從而解題出錯。不會利用能量守恒定律來求解，將題目復雜化，增加了出錯的幾率。 【解析】（1）根據題意可知，ab棒靜止在斜面上，根據力的平衡可知 FA =B Iab l ① F＋FA＝mgsin 37 聯立①②式并代入數據解得 ② Iab＝0.4t（A） ③ （2）因為金屬棒ab與電阻R并聯在電路中，所以cd棒上電流為 Icd＝2Iab＝0.8t（A） ④ 回路中電源電動勢為 E＝Icd R總 ⑤ 由于cd棒切割磁感線，產生感應電動勢，則 E＝Blv ⑥ 聯立④⑤⑥式解得cd棒的速度為 v＝9.6t ⑦ 由⑦式可知，cd棒的速度與時間成正比，故cd棒做初速為零的勻加速直線運動。 （3）由⑦式可知，cd棒的加速度為a＝9.6 m/s2，在1 s內的位移為 s＝at2＝9.612 m＝4.8 m ⑧ 在1 s內的平均電流為 ⑨ 聯立⑧⑨解得 q＝t＝＝0.4 C ⑩ （4）由⑦式可知，在t＝1.2 s時，cd棒的速度為 v＝at＝11.52 m/s 根據動能定理可得 W－W安＝mv2－0 聯立式可得，在1.2 s內克服安培力做功為 W安＝(16－0.111.522)J＝9.36 J 所以回路中產生的焦耳熱為 Q＝W安＝9.36 J 根據功率的公式可知，電阻R上產生的焦耳熱為 QR＝＝2.34 J 【點評】處理這類題目時，一般都需要對桿進行受力分析，以此為解題的切入點，并且還需綜合利用功和能的觀點、動量的觀點。