资源描述：
《全程复习（广西专用）（广西专用）2014年高考物理一轮复习_小专题复习课（六）课件 新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、（六）导体棒模型的问题分析纵观近几年的高考试题，电磁学的导体棒问题出现频率很高，且多为分值较大的计算题，其主要原因如下：1.导体棒问题是高中物理电磁学中常用的最典型的模型，常综合多个物理高考知识点．所以这类题目是高考的热点.2.导体棒问题综合性强、类型繁多、物理过程复杂，有利于综合考查学生运用所学的知识从多层面、多角度、全方位分析问题和解决问题的能力.导体棒问题在磁场中大致可分为两类：一类是通电导体棒，使之平衡或运动；另一类是导体棒运动切割磁感线生电．一、通电导体棒模型通电导体棒模型，一般为平衡和运动两类，对于通电导体棒的平衡问
2、题，可利用物体的平衡条件来解答，而对于通电导体棒的运动问题，则要结合牛顿运动定律、能量观点进行综合分析，从而作出准确的解答.【典例1】水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨放置一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图所示，问：（1）求当ab棒静止时受到的支持力和摩擦力大小.（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？【
3、深度剖析】（1）以棒ab为研究对象，从b向a看侧视图受力如图所示.根据平衡条件得:水平方向:Ff=F安sinθ①竖直方向:FN+F安cosθ=mg②又F安=BIL=③联立①②③得:（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上,则有F′安=mg又F′安=联立解得:根据左手定则判定磁场方向水平向右.答案：（1）（2）水平向右二、棒生电模型棒生电模型是电磁感应中的最典型的一类模型，生电方式分为平动切割和转动切割．解决此类问题要从静态到动态、动态到终态加以分析讨论，其中分析动态是关键．对于动态分析，可从以下过程考虑：闭合
4、电路中的磁通量发生变化→导体产生感应电流→导体受安培力和其他力作用→导体加速度变化→速度变化→感应电流变化→周而复始地循环最后加速度减小至零→速度达到最大→导体做匀速直线运动.电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程，因此，由功能观点切入，分清楚电磁感应过程中能量转化关系，往往是解决电磁感应问题的关键，也是处理这类题型的有效途径.【典例2】（2012·温州模拟）如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上.如图
5、所示,将甲、乙两阻值相同,质量均为m的相同金属杆放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲、乙相距l.从静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力,使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动,且加速度大小为a=gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动.（1）求每根金属杆的电阻R为多少?（2）从刚释放金属杆时开始计时,写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F随时间t的变化关系式,并说明F的方向.（3）若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.【深度剖析
6、】（1）因为甲、乙加速度相同,所以,当乙进入磁场时,甲刚出磁场,乙进入磁场时的速度根据平衡条件有解得:（2）甲在磁场中运动时,外力F始终等于安培力F=v=gsinθ·t解得:方向沿导轨向下（3）乙进入磁场前,甲、乙发出相同热量,设为Q1,则有F安l=2Q1又F=F安故外力F对甲做的功WF=Fl=2Q1甲出磁场以后,外力F为零乙在磁场中,甲、乙发出相同热量,设为Q2,则有F′安l=2Q2又F′安=mgsinθQ=Q1+Q2解得:WF=2Q-mglsinθ答案：（1）均为（2）方向沿导轨向下（3）2Q-mglsinθ1.（通电导体棒
7、模型）如图所示，导轨竖直放置，电源电动势E=2V，内阻r=0.5Ω，竖直导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨间的摩擦因数μ=0.5，有效长度为L=0.2m，靠在导轨外面.为使金属棒静止，现施加一与竖直轨道夹角为θ=37°的斜向里的磁场，保证静止.求:（1）磁场是斜向上还是斜向下？（2）求磁感应强度的范围是多少？（可认为其所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2）【解析】本题的受力分析采用侧视图，可以选择左侧视图分析受力.假设磁场的方向斜向上，受力分析如图所示:电流在斜向上的磁场中受到的安
8、培力与重力的合力必然会使金属棒产生加速度，而无法处于静止状态,所以磁场斜向下.若mg＞BILsin37°，静摩擦力Ff沿导轨向上，受力分析如图所示:则有如下平衡方程:mg-BILsin37°-Ff=0FN-BILcos37°=0当Ff==μFN时（FN为金属棒所
