高三物理一轮复习 电磁感应中的动力学问题导学案

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1、2012届高三物理一轮复习导学案十、电磁感应（4）电磁感应中的动力学问题【目标】1、掌握电磁感应中的动力学问题的分析方法；2、学会运用力学规律解决电磁感应中的动力学问题。【导入】电磁感应中通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，这类问题覆盖面广，题型也多种多样，但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本方法是：确定电源（E，r）→感应电流→运动导体所受的安培力→合外力→a的变化情况→运动状态的分析→临界状态（a=0时，v→max等）对于含有电容器的电路：C、U→Q→It→Ft→m△v

2、【导研】[例1]如图，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒ab可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻R，导轨电阻不计，现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力恒定，当速度为v时，加速度为a1，最终以速度2v做匀速运动；若保持拉力的功率恒定，则当速度为v时，加速度为a2，最终也以速度2v做匀速运动，则（）A．a2＝a1B．a2＝2a1C．a2＝3a1D．a2＝4a1[例2](拼茶中学08届高三物理五月份模拟试卷)如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有一电阻R，匀强磁场与导轨平面垂直并分布在两导轨之间，磁感应强度为B，质量为m的金属棒垂直于导轨放置，现使金属棒以

3、某一初速度v从a位置向右运动，则金属棒运动到b 位置刚好静止，若金属棒以2v初速度仍从a位置向右运动，则金属棒运动到c位置刚好静止，第二次运动与第一次运动相比以下说法正确的是()A．通过电阻的电量之比4：1B．电阻产生的热量之比4：1C．棒运动的距离之比2：1D．到达图中的d位置时的加速度相等[例3]（1）(安徽皖南八校09届高三第一次联考)如图所示，两平行导轨M、N水平固定在一个磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中；两根相同的导体棒Ⅰ、Ⅱ垂直于导轨放置，它们的质量都为m，电阻都为R，导体棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的动库擦因数均为μ.开始时两导体棒处于静止状态．现对Ⅰ棒

4、施加一平行于导轨的恒力F（方向如图所示），使I棒运动起来．关于两棒的最终的运动状态，下列说法可能正确的是()A．Ⅰ棒最终做匀速运动而Ⅱ棒静止B．Ⅰ、Ⅱ两棒最终都以相同的速度做匀速运动C．两棒最终都匀速(不为零）运动，但Ⅰ棒的速度较大D．两棒最终都以相同的加速度（不为零）运动（2）(如东县2007～2008学年第一学期期末考试试卷)如图所示，相互平行的光滑金属导轨（电阻忽略不计）在同一水平面内，处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，导轨左端的间距，右端间距，两段导轨均足够长且用导线连接．今在导轨上放置AC、DE两根导体棒，质量分别为，；接入电路的电阻分别为，．现使AC棒以初速度v0向右运

5、动，则：（1）若DE棒固定，在AC棒运动过程中，回路感应电流的方向如何？整个电路产生的电热为多少？（2）若DE棒可自由运动，求两棒在达到稳定状态前，加速度大小之比和在达到稳定状态时速度之比．[例4]一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为By=B0(1+ky)（此处k为比例常数，且k＞0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度。求：（1）圆环中的感应电流方向；（2）圆环的

6、收尾速度的大小。[例5]（江苏省高淳高级中学09届第六次月考）15.如图所示，质量为m的导体棒曲垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端，导轨宽度和棒长相等且接触良好，导轨平面与水平面成角，整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中．现给导体棒沿导轨向上的初速度v0，经时间t0导体棒到达最高点，然后开始返回，到达底端前已经做匀速运动，速度大小为v0/4．已知导体棒的电阻为R，其余电阻不计，重力加速度为g，忽略电路中感应电流之间的相互作用．求：（1）导体棒在底端开始运动时的加速度大小；（2）导体棒上升的最大高度．【导练】1、如图所示,有一磁场,方向垂直于xoy平面向里,磁感应强度B沿y轴方向不变化,而沿x

7、轴方向变化,且磁场中的矩形线圈面积为100cm2、电阻为0.1Ω,ab边平行于x轴,为使线圈沿+x轴匀速运动,需要加一恒力F,恒力的功率为0.025W,求线圈匀速运动的速度为多大?2、（08年高考各天津卷理综）磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具．它的驱动系统简化为如下模型．固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于xOy平面内，长边MN为l平行于y轴，宽为d的NP