2022年高中物理第章电磁感应章末总结学案新人教版选修.docx

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1、精品_精品资料_章末总结要点一 楞次定律的懂得和应用1. 楞次定律解决的问题是感应电流的方向问题,它涉及到两个磁场, 感应电流的磁场 新产生的磁场 和引起感应电流的磁场原先就有的磁场,前者和后者的关系不是“同向”和 “反向”的简洁关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系2. 对“阻碍意义的懂得”(1) 阻碍原磁场的变化“阻碍”不是阻挡,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻挡原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会转变, 不会发生逆转(2) 阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,假如原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流(3) 阻碍不是相反,当原磁通量减小

2、时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小. 当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动(4) 由于“阻碍”,为了维护原磁场的变化,必需有外力克服这一“阻碍”而做功,从 而导致其他形式的能量转化为电能,因而楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的表达3. 运用楞次定律处理问题的思路1判定感应电流方向问题的思路运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可以总结为“一原、二感、三电流”明确原磁场：弄清原磁场的方向以及磁通量的变化情形确定感应磁场： 即依据楞次定律中的“阻碍”原就,结合原磁场磁通量变化情形,确定出感应电流产生的感应磁场的方向判定电流方向：即依据感应磁场的方向,运

3、用安培定就判定出感应电流方向2判定闭合电路 或电路中可动部分导体相对运动类问题的分析策略在电磁感应问题中, 有一类综合性较强的分析判定类问题,主要是磁场中的闭合电路在肯定条件下产生了感应电流,而此电流又处于磁场中, 受到安培力作用, 从而使闭合电路或电路中可动部分的导体发生了运动要点二 电磁感应中的力学问题通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,从而引起导体速度、加速度的变化1基本方法用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电流的方向和感应电动势的大小求出回路中电流的大小分析讨论导体受力情形包括安培力,用左手定就确定其方向列出动力学方程或者平稳方程求解感应电流感应电流通电导体受到安培力合外力

4、变化加速度变化速度变化,周而复始的循环,循环终止时,加速度为零,导体达稳固状态,速度达到最值要点三 电磁感应中的电路问题在电磁感应中, 切割磁感线的导体或磁通量变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源解决电路问题的基本方法：用法拉第电磁感应定律或楞次定律确定感应电动势的大小和方向画出等效电路图运用闭合电路欧姆定律、串并联电路性质,电功率等公式进行求解 要点四 电磁感应中的图象问题电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流、安培力或外力随时间变化的图象这些图象问题大体上可以分为两类：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象由

5、给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量不管是何种类型, 电磁感应中的图象问题往往需要综合右手定就、左手定就、 楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决要点五 电磁感应中的能量问题电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用,要维护感应电流的存在,必需有“外力”克服安培力做功,此过程中,其它形式的能量转化为电能,“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其它形式的能转化为电能当感应电流通过用电器时,电能又转化为其它形式的能量,安培力做功的过程,是电能转化为其它形式的能的过程,安培力做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能量.一、楞次定律的应用【例 1】 在光滑水平面上固定一个

6、通电线圈,图 4 1如图 4 1 所示,一铝块正由左向右滑动穿过线圈,那么下面正确的判定是 A 接近线圈时做加速运动,离开时做减速运动B. 接近和离开线圈时都做减速运动C. 始终在做匀速运动D. 在线圈中运动时是匀速的解析把铝块看成由很多多片横向的铝片叠成,每一铝片又由可看成如干闭合铝片框组成.如右图所示当它接近或离开通电线圈时,由于穿过每个铝片框的磁通量发生变化,所以在每个闭合 的铝片框内都要产生感应电流产生感应电流的缘由是它接近或离开通电线圈,产生感应电 流的成效是要阻碍它接近或离开通电线圈,所以在它接近或离开时都要做减速运动,所以 A 、C 错,B 正确 由于通电线圈内是匀强磁场,所以铝

7、块在通电线圈内运动时无感应电流产生,故做匀速运动, D 正确 答案BD二、两类感应现象 感生和动生【例 2】 如图 4 2 所示,图 4 2固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab 搁在框架上,可无摩擦滑动此时adeb 构成一个边长为 l 的正方形,棒的电阻为r ,其余部分电阻不计开头时磁感应强度为B0.(1) 如从 t0 时刻起,磁感应强度匀称增加,每秒增量为k,同时保持棒静止求棒中的感应电流(2) 如从 t 0 时刻起,磁感应强度逐步减小,当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时,可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_使棒中不产生感应电流,就磁感应强度

8、应怎样随时间变化写出 B 与 t 的关系式 .t解析1据题意： Bk在磁场匀称变化时,回路上产生的电动势为 B2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_E t t S klEkl2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由闭合电路欧姆定律,感应电流为I r r22由于不产生感应电流,所以磁通量不变,即B0l Bll vt B0l解得： Bl vt2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案1kl r(2) B B0 ll vt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三、电磁感应中的电路问题【例 3】 如图 4 3 所示,图 4 3长为 L、电阻 r0.3 ,质

9、量 m 0.1 kg 的金属棒 CD 垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是 L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有 R 0.5 的电阻,量程为 0 3.0 A 的电流表串接在一条导轨上,量程为 0 1.0 V 的电压表接在电阻 R 的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面现以向右恒定外力 F 使金属棒右移当金属棒以 v2 m/s 的速度在导轨平面上匀速滑动时,观看到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏,问： 1此满偏的电表是什么表？说明理由 2拉动金属棒的外力F 多大？解析1电压表满偏,如电流表满偏,就I 3 A, U IR 1.5 V ,大于电

10、压表量程 2由功能关系 F v I2R r而 I U/ RU2R r 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所以 F2Rv12 0.5 0.3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_代入数据得 F0.52 2N 1.6 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案1电压表满偏理由见解析21.6 N四、电磁感应问题的实际应用 自感现象【例 4】 如图 4 4 所示, a、b 灯分别标有 “36 V,40 W”和 “36 V,25 W”,闭合电键, 调剂 R,使 a、b 都正常发光这时断开电键后重做试验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后哪只灯较亮？再断开电键,又将看到

11、什么现象？图 4 4答案重新闭合瞬时,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a 将渐渐亮起来,而b 立刻变亮这时 L 的作用相当于一个大电阻.稳固后两灯都正常发光,a 的额定功率大,所以较亮这时 L 的作用相当于一只一般的电阻就是该线圈的内阻 .断开瞬时,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐步减小, a 渐渐变暗到熄灭,而abRL 组成同一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_个闭合回路,所以 b 灯也将逐步变暗到熄灭,而且开头仍会闪亮一下 由于原先有 IaIb,并且通过 b 的电流方向与原先的电流方向相反这时 L 的作用相当于一个电源 如 a 灯的额定功率小于 b 灯,

12、就断开电键后 b 灯不会显现“闪亮”现象 五、电磁感应的综合问题【例 5】 如图 4 5 所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为 L,导轨平面与水平面夹角 30,导轨电阻不计磁感应强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面斜向上, 长为 L 的金属棒 ab 垂直于 MN 、PQ 放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为 m、电阻为 R.两金属导轨的上端连接右端电路,电路中R2 为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL 4R,定值电阻 R1 2R,调剂电阻箱使R2 12R,重力加速度为g,现将金属棒由静止释放,求：图 4 5(1) 金属棒下滑的最大速度vm.(2) 当金属棒下滑距离为s0 时

13、速度恰达到最大,求金属棒由静止开头下滑2s0 的过程中, 整个电路产生的电热(3) 转变电阻箱 R2 的值,当 R2 为何值时,金属棒匀速下滑时R2 消耗的功率最大.消耗的最大功率为多少？解析1当金属棒匀速下滑时速度最大,达到最大时有mgsin F 安其中 F 安BIL I BLvmR总其中 R 总6RB L2 2vm所以 mgsin R总2 2解得最大速度 vm 3mgRB L(2) 由动能定理 WG Q 12 得mvm212放出的电热 Q 2mgs0sin 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2mvm代入上面的 vm 值,可得 Q mgs029m3g2R22B4L4可编辑资料

14、- - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) R2 上消耗的功率 P2 UR2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其中 U IR 并4RR2R 并4R R2BLvR并3R R并可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又 mgsin B2 L2 v3R R并可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m2g2sin216R2R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 P2B2L2 4R R 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_m2g2sin2B2L 2 16R216R2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R2 8R R2可编辑资料

15、- - - 欢迎下载精品_精品资料_当 R2RL 4R 时, R2 消耗的功率最大,最大功率m2 g2R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P2m2 24B L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案13mgRB2L22 mgs09m3g2R22B4L 434Rm2g2R 4B2L 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 如图 4 6 所示,图 4 6一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场, 线圈平面和磁场保持垂直, 设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A 过程.线圈全部进入磁场内运动为B 过程. 线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C 过程,

16、就 A 只在 A 过程中,线圈的机械能不变B只在 B 过程中,线圈的机械能不变C只在 C 过程中,线圈的机械能不变D在 A、B、C 过程中,线圈机械能都不变答案 B2. 如图 4 7 所示,图 4 7光滑的水平桌面上放着两个完全相同的金属环a 和 b,当一条形磁铁的 S 极竖直向下快速靠近两环中间时,就A a、b 均静止不动Ba、b 相互靠近Ca、b 相互远离D a、b 均向上跳起答案C3.图 4 8两块水平放置的金属板间的距离为d,用导线与一个 n 匝线圈相连,线圈电阻为r,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图48 所示,两板间有一个质量为m、电荷量 q 的油滴恰好处于静止 就

17、线圈中的磁感应强度B 的变化情形和磁通量的变化率分别是 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A 磁感应强度 B 竖直向上且正增强,t dmg nq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B. 磁感应强度 B 竖直向下且正增强,C. 磁感应强度 B 竖直向上且正减弱,D. 磁感应强度 B 竖直向下且正减弱, 答案Ct t t dmg nqdmgR rnRq dmgr R r nRq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析油滴静止说明电容器下极板带正电,线圈中电流自上而下电源内部 ,由楞次定律可以判定,线圈中的磁感应强度B 为向上的减弱或向下的增强 又 E n t

18、R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_URR rE可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_qUR mg d由 式可解得：t mgdR r nRq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 一位同学依据如图4 9 所示连接电路, 演示如下操作, 并观看电流表指针的位置变化情形,依据所学学问,你来分析一下电流表指针的变化情形以及发生这种情形的缘由图 4 9(1) 让插有软铁芯的螺线管A 的轴线与线圈C 的平面共面,闭合电键(2) 让螺线管 A 的轴线和线圈 C 的平面垂直,闭合电键答案1中螺线管 A 中的磁场发生了变化但是电流表的指针不变化2 中螺线管中的磁场发生了变

19、化而电流表的指针也发生了偏转对于 1中的闭合线圈,虽然磁场发生了变化,但是磁通量在电键闭合前后没有发生变化,大小都是零,所以没有感应电流产生5. 如图 4 10 甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l0.20 m,电阻 R 1.0 .有一导体杆静止的放在轨道上,与两轨道垂直, 杆及轨道的电阻皆可忽视不计, 整个装置处于磁感应强度B 0.50 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面对下现用一外力F 沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F 与时间 t 的关系如图乙所示求出杆的质量 m 和加速度 a.图 4 10答案0.2 kg10 m/s2解析对杆应用牛顿定律,得可编辑资料 - -

20、 - 欢迎下载精品_精品资料_FF 安ma F 安 BIl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、挑选题章末检测可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I R Rv atEBlv由以上各式得FB2l2at Rma分别把 t 1 0、F 1 2 N 及 t2 10 s、F2 3 N 代入上式解得m 0.2 kga 10 m/s .21. 以下科学家中,对电磁学的建立和进展起着关键性作用的是A 法拉第B 麦克斯韦C牛顿D开尔文答案AB2. 恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做以下哪种运动时,线圈中能产生感应电流A 线圈沿自身所在的平

21、面做匀速运动B线圈沿自身所在的平面做加速运动C线圈绕任意一条直径做匀速转动D线圈绕任意一条直径做变速转动 答案CD3. 超导讨论是当今高科技的热点之一,对超导材料的研制与开发是一项重大的科研课题当一块磁体靠近超导体时,超导体中将产生强大的电流,其主要缘由是A 超导体的电阻为零 B超导体的电阻很大 C穿过超导体的磁通量很大D穿过超导体的磁通量很小答案A解析当磁体靠近超导体时, 超导体内产生感应电动势、感应电流, 由于超导体的电阻为零,所以即使很小的感应电动势也可以产生强大的电流4. 一艘复古的帆船在赤道水域从西向东航行,船上的金属桅杆上、下端的电势比较A 上端高B下端高C上、下一样高D无法判定答

22、案A解析金属桅杆由西向东切割的磁场磁感线,在赤道水域, 的磁场方向由南向北, 依据右手定就简洁判定金属桅杆内的上端相当于电源的正极,电势高5. 现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈 B、电流计及开关如图1 连接,在开关闭合、线圈A 放在线圈 B 中的情形下,某同学发觉当他将滑动变阻器的滑动端P 向左加速滑动时,电流计指针向右偏转由此可以判定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 1A 线圈 A 向上移动或滑动变阻器滑动端P 向右加速滑动, 都能引起电流计指针向左偏转B线圈 A 中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C滑动变阻器的滑动端P 匀速向左或匀速向右滑动

23、,都能使电流计指针静止在中心D由于线圈 A、线圈 B 的绕线方向未知,故无法判定电流计指针偏转的方向答案B解析当 P 向左滑动时,电阻变大,通过A 线圈的电流变小,就通过线圈B 中的原磁场减弱,磁通量削减,线圈 B 中有使电流计指针向右偏转的感应电流通过.当线圈 A 向上运动或断开开关,就通过线圈 B 中的原磁场也减弱,磁通量也削减,所以线圈 B 中也有使电流计指针向右偏转的感应电流通过.而滑动变阻器的滑动端 P 向右移动,就通过线圈 B 中的原磁场增加,磁通量也增加,所以线圈 B 中有使电流计指针向左偏转的感应电流通过,所以 B 选项正确6.图 2绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一

24、个铝环,线圈与电源、开关相连,如图 2 所示闭合开关的瞬时,铝环跳起肯定高度保持开关闭合,以下现象正确选项 A 铝环停留在这一高度,直到开关断开铝环回落B铝环不断上升,直到断开开关铝环回落C铝环回落,断开开关时铝环又跳起D铝环回落,断开开关时铝环不再跳起答案D解析在闭合开关的瞬时,铝环的磁通量增加,产生感生电流, 由楞次定律知道,铝环受到向上的安培力跳起肯定高度,当保持开关闭合时, 回路中电流不再增加, 铝环中不再有感应电流,不再受安培力,将在重力作用下回落,所以A 、B 均错误.铝环回落后,断开开关时,铝环中因磁通量变化产生感应电流,使铝环受到向下的安培力,不会再跳起,所以C 错误, D 正

25、确7如图 3 所示, A 是长直密绕通电螺线管小线圈B 与电流表连接,并沿A 的轴线Ox 从 O 点自左向右匀速穿过螺线管A.下图中能正确反映通过电流表中电流I 随 x 变化规律的是 图 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案C解析通电螺线管产生稳固的磁场,磁场特点为： 两极邻近最强且不匀称,管内场强近似匀强当小线圈穿越两极时,因磁场不匀称,故穿过小线圈的磁通量发生变化,产生感应电流, 且因磁场的变化不同, 故在小线圈中感应出方向相反的电流,小线圈在螺线管内部运动时,因穿越区域的磁场强度不变,小线圈中没有感应电流产生8.图 4某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后,自己制作了一个

26、手动手电筒,如图 4 是手电筒的简洁结构示意图, 左右两端是两块完全相同的条形磁铁,中间是一根绝缘直杆, 由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动,线圈两端接一灯泡, 摇动手电筒时线圈也来回滑动,灯泡就会发光,其中O 点是两磁极连线的中点,a、b 两点关于 O 点对称,就以下说法中正确选项 A 线圈经过 O 点时穿过的磁通量最小B. 线圈经过 O 点时受到的磁场力最大C. 线圈沿不同方向经过b 点时所受的磁场力方向相反D. 线圈沿同一方向经过a、b 两点时其中的电流方向相同答案AC9. 如图 5 所示,图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面对里, abc

27、d 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l .t=0 时刻, bc 边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于度磁场区域边界的方向穿过磁场区域 .取沿 a b c d a 的感应电流为正,就在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流 I 随时间 t 变化的图线可能是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_答案B解析 梯形线圈以恒定的速度v 穿过磁场的过程中, 先是 bc 边切割磁感线, 由右手定就可判定,电流方向为a d cb a.并且在线圈运动过程中,其切割磁感线的有效长度越来越长,所以感应电动势也越来越大当ad 边进入磁场时,由右手定就可判定电流方向

28、为ab c da,线圈切割磁感线的有效长度仍旧是越来越长,所以正确答案为B.10. 如图 6 甲所示, 光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线,可以自由移动的矩形导线框 abcd 靠近长直导线静放在桌面上当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时甲图中电流所示的方向为正方向,就图 6A 0 t1 时间内,线框内电流方向为adcba,线框向右运动Bt 1 时刻,线框内没有电流,线框静止Ct 1 t2 时间内,线框内电流的方向为abcda,线框向左运动D在 t2 时刻,线框内没有电流,线框不受力答案AC二、运算论述题11. 有一个铜盘,图 7轻轻拨动它, 能长时间的绕轴自由转动假如在转动时把蹄形磁

29、铁的两极放在铜盘边缘, 但并不与铜盘接触 图 7,铜盘就能在较短的时间内停止分析这个现象产生的缘由答案铜盘转动时假如加上磁场,就在铜盘中产生涡流,磁场对这个涡流的作用力阻碍它的转动,故在较短的时间内铜盘停止转动12.图 8动圈式扬声器的结构如图 8 所示线圈圆筒安放在永磁体磁极间的间隙中,能够自由运动 随声音变化的电流通进线圈, 安培力使线圈运动 纸盆与线圈连接, 随着线圈振动而发声 这样的扬声器能不能当作话筒使用？也就是说, 假如我们对着纸盆说话, 扬声器能不能把声音变成相应的电流？为什么？答案 可以当作话筒使用 扬声器能把声音变成相应的电流 声音使纸盒振动, 线圈随着纸盒振动,线圈切割磁感

30、线,产生感应电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_13. 如图 9 所示,两根不计电阻的金属导线 MN 与 PQ 放在水平面内, MN 是直导线, PQ 的 PQ1 段是直导线, Q1Q2 段是弧形导线, Q2Q3 段是直导线, MN 、PQ1、Q2Q3 相互平行, M 、P 间接入一个阻值 R 0.25 的电阻一根质量为 1.0 kg 不计电阻的金属棒 AB 能在 MN 、PQ 上无摩擦的滑动,金属棒始终垂直于 MN,整个装置处于磁感应强度 B 0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向竖直向下金属棒处于位置 时,给金属棒一个向右的速度 v1 4 m/s,同时方向水平向右的外力F 1

31、3 N 作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动.当金属棒运动到位置 时,外力方向不变,大小变为F2,金属棒向右做匀速直线运动,经过时间t 2 s 到达位置 金属棒在位置 时,与 MN 、Q1Q2 相接触于 a、b 两点, a、b 的间距L11 m,金属棒在位置 时,棒与 MN 、Q1Q2 相接触于 c、d 两点已知 x1 7.5 m求：图 91金属棒向右运动时的加速度大小 2c、 d 两点间的距离 L2 .(3) 外力 F2 的大小(4) 金属棒从位置 运动到位置 的过程中,电阻 R 上放出的热量Q.答案11 m/s222 m34 N438 J解析1金属棒从位置 到位置 的过程中,加速度不

32、变,方向向左,设大小为a,在位置 时, a、b 间的感应电动势为E1,感应电流为 I 1,受到的安培力为F 安 1,就可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_E1E1 BL1v1 ,I 1 R , F 安 1 BI 1L1F 安 1 4 N2 2B L1v 1R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据牛顿其次定律得F 安 1 F1 ma a 1 m/s2211(2) 设金属棒在位置 时速度为 v2,由运动学公式得v2 v2 2axv2 1 m/s由于在 和 之间做匀减速直线运动,即加速度大小保持不变,外力F1 恒定,所以AB 棒受到的安培力不变,即F 安 1 F 安 2可编

33、辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B L2 21v1RL22 2B L2 v 2Rv 1L 1 2 m v 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3) 金属棒从位置 到位置 的过程中, 做匀速直线运动, 感应电动势大小与位置 时的感应电动势大小相等,安培力与位置 时的安培力大小相等,所以F2 F 安 2 4 N(4) 设位置 和 之间的距离为x2,就 x2 v 2t2 m设从位置 到位置 的过程中,外力做功为W1,从位置 到位置 的过程中, 外力做功为 W2 ,就W1 F 1x1 22.5 JW2 F 2x2 8 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据能

34、量守恒得 W W 12 1mv2 Q12mv 1222解得 Q 38 J14. 如图 10 所示,图 10一矩形金属框架与水平面成 37角,宽 L 0.4 m ,上、下两端各有一个电阻R02 ,框架其他部分的电阻不计,框架足够长, 垂直于金属框平面的方向有一向上的匀强磁场,磁感应强度 B 1.0 T ab 为金属杆,与框架良好接触,其质量m 0.1 kg、电阻 r 1.0 ,杆与框架的动摩擦因数 0.5.杆 ab 由静止开头下滑,在速度达到最大的过程中,框架上端电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_阻 R0 中产生的热量Q0 0.5 J sin 37 1流过 R0 的最大电流0.6

35、, cos 37 0.8,取 g 10 m/s2.求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(2) 从开头到速度达到最大的过程中,ab 杆沿斜面下滑的距离(3) 在 1 s 时间内通过杆 ab 横截面的最大电荷量 答案10.25 A211.56 m30.5 C解析1当满意 BIL mgcos mgsin 时有最大电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Imsin cos mgBL0.6 0.50.81.0 0.4A 0.5 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流过 R0 的最大电流为 I0 0.25 A 2由 QI 2Rt, Q0 0.5 J得 Q 总4Q0 2 JE IR 总 0.5 2 V 1.0 VE1.0此时杆的速度为 vm BL 1.0 0.4 m/s 2.5 m/s2由功能关系得mgssin mgcsos Q 总 1 02mvm求得杆下滑的路程mmv2 2Q总s2mgsin cos 0.1 2.52 2 2m2 0.1 100.6 0.5 0.8 11.56 m3通过 ab 杆的最大电荷量qm Imt 0.5 1 C 0.5 C可编辑资料 - - - 欢迎下载