2019届一轮复习人教版第十章电磁感应本章学科素养提升学案

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1、自主阅娱素材Fftj本章学科素养提升❶电磁感应中的“单杆”模型【基本模型】如图1,两光滑金属导轨在水平面内，导轨间距为L,导体棒的质量为m,回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动，某时刻速度为vo,导体棒在磁场中的运动情况分析如下：图1运动条件运动情况分析F为恒力BL?voF=R合力为零，做匀速运动22.BLvoF>Rvf?BLvf?If?BILf?aj?a=0,匀速运动22_BLvoF

2、+at)R［】例1如图2所示，在倾角为0=37。的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中，导轨M、P端间接入阻值Ri=30Q的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2=6Q的电阻•质量为m=0.6kg、长为L=1.5m的金属棒放在导轨上以vo=5m/s的初速度从ab处向右上方滑到氏b，处的吋间为t=0.5s,滑过的距离l=0・5m.ab处导轨间距Lab=0.8m,氏b，处导轨间距Lab=1m•若金属棒滑动吋电.sin37=^0.6,cos37°书.8,g取10m/s,流表的读

3、数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻2求：(1)此过程中电阻Ri上产生的热量；(2)此过程中电流表上的读数；(3)匀强磁场的磁感应强度的大小•解析(1)因电流表的读数始终保持不变，即感应电动势不变,故BLabVO=BLa*bVazb?代入数据可得VaP=4m/S,_122根据能量守恒定律，得Q总=2^(vo—vab，)—mglsin0=Qri+Qr22山cL丿曰°R1R2由“厂’得矗=乔0.1A.代入数据解得Qri=0.15J.2(2)由焦耳定律Qri=11Rit可知，电流表读数(3)不计金属棒和导轨的电阻，则R两端的电

4、压始终等于金属棒与两轨接触间的电动势,=IlRl,E=BLabVatr可得B=丄印=0.75T.LabxVaP答案(1)0.15J(2)0.1A(3)0.75T❷电磁感应中的“双杆”模型【基本模型】长度Li=L2杆MN、PQ间距足够长长度Li=2L2杆MN、PQ间距足够长且只在各自的轨道上运动规律0791Ior

5、分析杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，以相等的速度匀速运动杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，两杆的速度之比为1:22•初速度为零，一杆受到恒定水平

6、外力的作用光滑的平行导轨不光滑平行导轨示意图质量011=1712(?摩擦力Ffi=Ff2电阻ri=r2长度Li=L2质量rm=m2电阻r1=「2长度Li=L2规律分析开始时，两杆做变加速运动;稳定时，两杆以相同的加速度做匀加速运动开始吋，若F<2Ff,则PQ杆先变加速后匀速运动；MN杆静止•若F>2Ft,PQ杆先变加速后匀加速运动，MN杆先静止后变加速最后和PQ杆同时做匀加速运动，且加速度相同【例21间距为L=2m的足够长的金属直角导轨如图3所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面•质量均为m=0.1kg的

7、金属细杆ab、cd与导轨垂直放置形成闭合回路•细杆与导轨之间的动摩擦因数均为卩=0.5,导轨的电阻不计，细杆ab、cd接入电路的电阻分别为Ri=0.6Q,R2=0.4Q整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)•当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动，且t=0时，F=1.5N.g=10.fl图3⑴求ab杆的加速度a的大小；(2)求当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小；(3)若从开始到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做

8、的功为5.2J,求该过程中ab杆所产生的隹耳执八、、""^1八、、■解析(1)由题可知，在t=0时，F=1.5N对ab杆进行受力分析，由牛顿第二定律得F-

9、img=ma代入数据解得a=10m/s.(2)从d向c看，对cd杆进行受力分析，如图所示，当cd杆速度最大时，ab杆的速度大小为#・BLvv,有Ft=mg=LiFN,Fn=F安，尸安=BIL,I=Ri+R2综合以上各式，解得v=2m/s22v2(3)整个过程中，ab杆发生的位移x=2a=2x10m=0,2m对ab杆应用动能定理，有WF-pmgx-⑷安二寺nv2代入数据解

10、得S/安二4.9J根据功能关系得Q总=W安所以ab杆上产生的热量Qab凡Q总=J.=Ri+R22.94答案(1)10m/s2(2)2m/s(3)2.94J