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《物理北京高考电磁感应(电磁感应中的力学问题C专题3星)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、精锐教育学科教师辅导教案学员编号：学员姓名：年级：辅导科目：物理课时数：1学科教师：授课内容电磁感应中的力学问题星级★★★授课日期及时段教学内容电磁感应综合了电、磁及运动，在江苏高考计算题中，几乎一定会讨论感应电流受到的作用力及其引起的平衡或运动问题，是必考的知识点，非常重要。电磁感应中的力学问题分析步骤1、对电学对象的分析(1)明确冋路(2)明确电源及其电动势的计算方法(3)明确外电路及其连接方式(4)计算和判断力学研究对彖上的电流大小和方向2、对力学对彖的分析（1）明确研究对象（2）用左手定则确定安培力的方向（建议直接用
2、楞次定律的推论）（3）计算安培力的大小（4）分析合外力及加速度，分析运动过程（5）在变速运动中，速度的变化会引起动生电动势的变化，注意这种互为因果的关系,II•典例精讲:电磁感应与力平衡，电磁感应与变速运动。电磁感应与力平衡【例1】（★★★）如图所示，竖直放置的〃形导轨宽为厶上端串有电阻斤（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为〃的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒日方的质量为刃，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后臼方保持水平而下滑。试求臼〃下滑的最人速度％【答案】％mgRB2l?R【解析】禅放瞬间”只受重力，开始
3、向下加速运动。随着速度的增大，感应电动势从感应电流人安培力尸都随之增大，加速度随之减小。当F增大到F二驱时，加速度变为零，这时"达到最大速度。可得%mgR【例2】（★★★）如图所示，〃形导线框固定在水平面上，右端放有质量为加的金属棒臼b,必与导轨间的动摩擦因数为八它们围成的矩形边长分别为厶、厶回路的总电阻为乩从Q0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场宙kt,（A>0）那么在广为多人时，金属棒开始移动？【答案】umgR/k2L）2L：【解析】由疋二竺二“厶可知，回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定的，但由
4、于安培力F=BTL^^kt^t,随时间的增大，安培力将随之增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时，日力将开始向左移动。这时有:A小试牛刀：如图所示，AB、m是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为Z,导轨平而与水平而的夹角为〃，在整个导轨平面内都冇垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为〃，在导轨的/IC端连接一个阻值为斤的电阻，一根质最为刃、垂直于导轨放置的金属棒从静止开始沿导轨下滑，求此过程屮“棒的最大速度。己知必与导轨间的动摩擦因数为〃，导轨和金属棒的电阻都不计。【答案】%mg(sin&-〃cos0)RB
5、2!}【解析】“沿导轨下滑过程中受四个力作用，即重力/矽，支持力人、摩擦力/；和安培力厂安，如图所示，耳力由静止开始下滑后，将是MteTt/TtF安TtqI（T为增大符号），所以这是个变加速过程，当加速度减到沪o时，其速度即增到最大尸％,此时必将处于平衡状态，以后将以弘匀速下滑劝下滑时因切割磁感线，要产生感应电动势，根据电磁感应定律：E=BLv①闭合电路ACba中将产生感应电流，根据闭合电路欧姆定律：T=E/R②据右手定则可判定感应电流方向为aACba,再据左手定则判断它受的安培力心方向如图示，其大小为：g二BIL③取平行和
6、垂直导轨的两个方向对必所受的力进行正交分解，应有：A=麼os0/?=ijmgcos0r2t2由①②③可得F安以"为研究对象，根据牛顿第二定律应有:R"做加速度减小的变加速运动，当沪0时速度达最人因此，日力达到兀时应有：zz^sin0-〃zn^cos由④式可解得％mg(sin0-flcos0}Rb2i?电磁感应与变速运动【例3】（★★★）在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A、B、C,从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直•三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中A不闭合，有个小缺口；B、C都是闭
7、合的，但B导线的横截血积比C的大，如图所示.下列关于它们的落地吋间的判断正确的是（）囚回&A、A、B、C同时落地B、A最迟落地C、B在C之后落地D、B和C在A之后落地【答案】D【解析】人中无感应电流，在进入和穿出磁场的过程屮只受重力作用；B.C在进入和穿出磁场的过程屮都冇感应电流产生，都受向上的安培力作用，下落的加速度小于重力加速度，所以比A要晚落地；设线圈的边长为1,导线的横截面积为S,材料的密度为&,电阻率为P,进入或穿出时的速度为V,磁感应强度为B,则线圈中产生的感应电动势为E=BLv,感应电流为1=-,电阻为R=P—
8、,安培力为I-B11,由牛顿第二定律加速度为沪吨_尸,线圈的质量RSmB2v为m=46Sl.将上述方程整理后得：a=g-—加速度与导线的粗细无关，故B、C同时落地.16^9【例4】(★★★)如图所示，空间有一个方向水平的有界磁场区域，一个矩形线框，自磁场上方某一高度下落，然后进入磁场，述入
