高考专题43 电磁感应中的双杆问题-高考物理一轮复习专题详解 Word版含解析

《高考专题43 电磁感应中的双杆问题-高考物理一轮复习专题详解 Word版含解析》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、高考重点难点热点快速突破知识回顾1．电磁感应问题往往与力学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向．(2)用闭合电路欧姆定律求回路中感应电流的大小和方向．(3)分析研究导体受力情况(包括安培力)．(4)列动力学方程或平衡方程求解．2．两种状态处理(1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件——合力等于零列式分析．(2)导体处于非平衡状态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．3电磁感应中动力学问题的解

2、题技巧（1）．受力分析时，要把立体图转换为平面图，同时标明电流方向及磁场B的方向，以便准确地画出安培力的方向．（2）．要特别注意安培力的大小和方向都有可能变化．（3）．根据牛顿第二定律分析a的变化情况，以求出稳定状态的速度．（4）．列出稳定状态下的受力平衡方程往往是解题的突破口．4、电磁感应中的能量问题（1）．电磁感应中能量的转化电磁感应过程的实质是不同形式的能量相互转化的过程，其能量转化方式为：（2）．求解电磁感应现象中能量问题的一般思路(1)确定回路，分清电源和外电路．(2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生

3、了转化．如：①有滑动摩擦力做功，必有内能产生；②有重力做功，重力势能必然发生变化；③克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；如果安培力做正功，就是电能转化为其他形式的能．(3)列有关能量的关系式．5.电磁感应中焦耳热的计算技巧1．电流恒定时，根据焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.2．感应电流变化，可用以下方法分析：(1)利用动能定理，求出克服安培力做的功W安，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即Q＝W安．(2)利用能量守恒，即感应电流产生的焦耳热等于其他形式能量的减少量无论是使闭合回

4、路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量，转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，而且保持守恒，使我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性。分析问题时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能，做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。例题分析【例1】.如图所示，两根间距为l的光滑金属

5、导轨（不计电阻），由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场，其磁感应强度为B，导轨水平段上静止放置一金属棒cd，质量为2m，电阻为2r。另一质量为m，电阻为r的金属棒ab，从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段，圆弧段MN半径为R，所对圆心角为60°，求：（1）ab棒在N处进入磁场区速度多大？此时棒中电流是多少？（2）ab棒能达到的最大速度是多大？（3）ab棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？解析：（1）ab棒由静止从M滑下到N的过程中，只有重力做功，机械能守恒，所

6、以到N处速度可求，进而可求ab棒切割磁感线时产生的感应电动势和回路中的感应电流。ab棒由M下滑到N过程中，机械能守恒，故有：解得进入磁场区瞬间，回路中电流强度为。（3）系统释放热量应等于系统机械能减少量，故有解得。【例2】.(多选)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为L.导轨上面横放着两根导体棒ab、cd，与导轨一起构成闭合回路．两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，其余部分的电阻不计．在整个导轨所在的平面内都有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．开始时，两导体棒均在导轨上静止不动

7、，某时刻给导体棒ab以水平向右的初速度v0，则(　　)A．导体棒ab刚获得速度v0时受到的安培力大小为B．两导体棒最终将以的速度沿导轨向右匀速运动C．两导体棒运动的整个过程中产生的热量为mvD．当导体棒ab的速度变为v0时，导体棒cd的加速度大小为【答案】：BC【解析】：当导体棒ab刚获得速度v0时，导体棒cd还没开始运动，此时导体棒ab产生的感应电动势为E＝BLv0，回路中的感应电流为I＝，故此时导体棒ab受到的安培力大小为F＝BIL，以上各式联立可解得F＝，选项A错误；从开始到两导体棒达到共同速度的过程中，两棒的总动量守

8、恒，则可得mv0＝2mv，解得其共同速度为v＝，选项B正确；由能量守恒定律得，整个运动过程中产生的总热量为Q＝mv－·2mv2，整理可得Q＝mv，选项C正确；设导体棒ab的速度变为初速度的时，导体棒cd的速度大小为v1，则由动量守恒定律可得mv0＝m·v0＋mv1，此时回路中的感应电动势为