2021高考物理一轮复习第十章电磁感应本章学科素养提升学案作业新人教版.docx

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1、第十章电磁感应本章学科素养提升如图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v0，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F＝合力为零，做匀速运动F>v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a＝0，匀速运动F

2、足够长、间距为L的平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一阻值为R的电阻，与导轨垂直的虚线ef右边区域存在方向竖直向下的匀强磁场，质量为m的金属杆PQ静止在导轨上．现对杆施加一水平向右的恒定拉力，经过时间t，杆进入磁场并开始做匀速直线运动，杆始终与导轨垂直并接触良好，导轨和杆的电阻均不计．图2(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；(2)若杆进入磁场后的某时刻撤去拉力，杆运动的速度与此后的位移关系图象如图乙所示，求0～x0与x0～3x0两个过程中电阻R产生的热量之比．5解析　(1)设拉力大小为F，

3、杆的加速度为a，进入磁场时的速度为v0，则F＝ma杆做匀加速直线运动，则v0＝at杆在磁场中做匀速直线运动，则F＝F安＝BILI＝E＝BLv0联立解得：B＝(2)撤去拉力后，由题图乙可知，杆在x＝x0处的速度大小为v＝由能量关系，在0～x0过程中，电阻R产生的热量Q1＝mv02－mv2在x0～3x0过程中，电阻R产生的热量Q2＝mv2解得＝.答案　(1)　(2)1．初速度不为零，不受其他水平外力的作用光滑的平行导轨光滑不等距导轨示意图质量m1＝m2电阻r1＝r2长度L1＝L2杆MN、PQ间距足够长

4、质量m1＝m2电阻r1＝r2长度L1＝2L2杆MN、PQ间距足够长且只在各自的轨道上运动规律杆MN做变减速运动，杆PQ杆MN做变减速运动，杆PQ5分析做变加速运动，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外力的作用光滑的平行导轨不光滑平行导轨示意图质量m1＝m2电阻r1＝r2长度L1＝L2摩擦力Ff1＝Ff2质量m1＝m2电阻r1＝r2长度L1＝L2规律分析开始时，两杆做变加速运动；稳定时，两杆

5、以相同的加速度做匀加速运动开始时，若F≤2Ff，则PQ杆先变加速后匀速运动；MN杆静止．若F>2Ff，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2　如图3所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计．质量分别为m和m的金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直．图中de虚线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场．质量为m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h.已知绝缘棒a滑到水平导

6、轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞．重力加速度为g.求：图3(1)绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时两棒的速度大小；(2)金属棒b进入磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小；5(3)两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热．解析　(1)设a棒滑到水平导轨时速度为v0，下滑过程中a棒机械能守恒，则有：mv02＝mgha棒与b棒发生弹性正碰由动量守恒定律：mv0＝mv1＋mv2由机械能守恒定律：mv02＝mv12＋mv22联立解得v1＝0，v2＝v0＝(2)

7、b棒刚进磁场时的加速度最大．b、c两棒组成的系统合外力为零，系统动量守恒．由动量守恒定律：mv2＝mv2′＋v3′设b棒进入磁场后某时刻，b棒的速度为vb，c棒的速度为vc，则b、c组成的回路中的感应电动势E＝BL(vb－vc)由闭合电路欧姆定律得I＝，由安培力公式得F＝BIL＝ma，联立得a＝.故当b棒加速度为最大值的一半时有v2＝2(v2′－v3′)联立得v2′＝v2＝(3)最终b、c以相同的速度匀速运动．由动量守恒定律：mv2＝(m＋)v由能量守恒定律：mv22＝(m＋)v2＋Q解得Q＝mg

8、h.答案　(1)0　　(2)　(3)mgh55