2013届高三物理第二轮专题复习学案：专题十《电磁感应与力学综合》

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1、专题十电磁感应与力学综合【专家概述】本专题的重点和难点内容1、能量守恒定律、动量守恒定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、牛顿运动定律、万有引力定律、胡克定律2、动量定理、动能定理、运动公式、滑动摩擦力公式、其它物理量的定义及公式（如电场力、安培力、洛仑兹力等）本专题的解题思路与方法1、处理单体运动问题时，确定研究对象（如质点、杆等），受力分析（通电导线涉及法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、安培力公式；带电粒子在电场、磁场中运动涉及电场力公式、洛仑兹力公式），建立直角坐标系，根据能量守恒定律、

2、动量定理、动能定理、牛顿第二定律分别在x轴方向、y轴方向建立方程2、处理双体运动问题时（如碰撞、爆炸等），确定研究系统（如两质点、两杆等），受力分析，建立直角坐标系，根据动量守恒定律沿运动方向建立方程3、根据已知条件或几何关系建立方程，联立以上方程组解出结果，判断结果的合理性。【经典例说】例1（湛江调研）如图所示，在磁感应强度B=1.2T的匀强磁场中，让导体PQ在U型导轨上以速度=10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L=0.5m，则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别为（）A．0.6V，由P

3、向QB．0.6V，由Q向PC．6V，由P向QD．6V，由Q向P答案：D分析：PQ在外力作用下匀速向右运动，切割磁感线，产生感应电动势、感应电流。解：=6V，根据楞次定律判断出感应电流方向为QPaRd，选项D正确。小结：求感应电动势用法拉第电磁感应定律，求感应电流方向用楞次定律，本题用“增反减同”要快一些。变式训练．（茂名一模）如图所示，光滑的“U”形金属框架静止在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中.现使ab棒突然获得一初速度V向右运动，下列说法正确的是（）A．ab做匀减速运动B．回路中电流均匀减小C

4、．a点电势比b点电势低D．U形框向右运动．（江苏高考）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.T=0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是（）例2（东莞上末）如图所示，质量为M的金属棒P在离地h高处从静止开始沿弧形金属平行导轨MN、M′N′下滑.水平轨道所在的空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B、水平导轨上原来放有质量为m的金属杆Q.

5、已知两金属棒的电阻均为r.导轨宽度为L，且足够长，不计导轨的摩擦及电阻.求：(1)两金属棒的最大速度分别为多少？(2)P棒两端的最大感应电动势及所受最大安培力分别是多少？(3)在两棒运动过程中释放出的热量是多少？hPQBM/N/MN分析：P棒下落，不切割磁感线，没有电动势产生，重力势能转化为动能。P棒水平进入磁场时，切割磁感线，有电动势产生，有感应电流，P、Q分别受安培力，将P、Q做为一个系统，它们的动量守恒，它们动能的损失转化为电路的电能，最终变为热能。解：(1)P杆刚滑到水平面时，有最大的速度：

6、解得进入磁场后P杆减速，Q杆加速，水平方向动量守恒，当它们速度相等时，Q杆具有最大的速度解得：(2)P杆滑到最低点时，速度最大，其两端的感应电动势取到最大此时P杆受到的最大安培力P杆、Q杆与导轨所构成的回路，最大电流为解得(3)当P、Q速度相等时，回路释放出的热量为：即小结：处理多物体、多过程的问题时，要逐段分清过程，在单物体运动过程中，注意受力情况和能量转化情况。在双物体相互作用的过程中，注意动量守恒。变式训练．（珠海二模）如图，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨，C1D1

7、和E1F1为两段四分之一圆弧，半径分别为r1=8r和r2=r.在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B、导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中位置，现将P从轨道最高点无初速释放，则(1)求导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向(顺时针或逆时针)；(2)若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度；(3)若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达E1E2瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路

8、中产生热量的范围.．两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上，它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，垂直于导轨水平放置在导轨上，如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为R而且保持不变，重力加速度为g.(1)给ab杆一个方向沿斜面向上的初速度，同时对ab杆施加一平行于导轨方向的恒定拉力，结果cd杆恰好保持静止而ab杆则保持匀速运动.求拉力做功的功率.(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)