2019年高考物理备考策略 专题：电磁感应中的滑杆问题知识点.doc

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1、三、电磁感应中的滑杆问题应用电磁感应中的滑杆问题主要考查的内容主标题：滑杆问题副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略.关键词：滑杆难度：3重要程度：5内容：考点剖析：导体棒在导轨上滑动切割磁感线，产生感应电流，导体受到安培力的作用.因此，这类问题实质上是电磁感应规律与力学、电学知识的综合应用.这种类型的题目可涉及力的平衡、动能定理、动量定理、动量守恒定律、能量守恒定律等力学重要规律，考查的知识容量大，是高考的热点和难点.常见的题型为选择题和计算题.导体切割磁感线产生感应电动势的计算

2、，常结合力学、电学知识.法拉第电磁感应定律的应用是高考热点，常以综合性的大题出现，并结合电路、力学、能量转化与守恒等知识.1.滑杆问题中的力学问题分析.这类问题覆盖面广，题型也多种多样，应注意抓住安培力特点（如导体棒做切割运动时）.在匀强磁场中匀速运动的导体受到的安培力恒定，变速运动的导体受到的安培力随速度（电流）的变化而变化.对于匀速运动可由平衡条件求解，变速运动的瞬时速度可用牛顿第二定律和运动学公式求解，并通过运动状态的分析准确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.2.滑杆问题中的电路分

3、析.在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，则该导体或回路就相当于电源.将它们接上电容器可以使电容器充电；将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电，在回路中形成电流.3.滑杆问题中的能量分析.电磁感应现象中，其他形式的能向电能转化是通过安培力的功来量度的，感应电流在磁场中受到的安培力做了多少功就有多少电能产生，而这些电能又通过电流做功转变成其他形式的能，如电阻上产生的内能、电动机产生的机械能等.从能量的角度看，楞次定律就是能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体表现.电磁感应过程往往涉

4、及多种能量形势的转化，因此从功和能的观点入手，分析清楚能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径.在运用功能关系解决问题时，应注意能量转化的来龙去脉，顺着受力分析、做功分析、能量分析的思路严格进行，并注意功和能的对应关系.4.滑杆问题中的图像分析.当电流或磁场以图像形式给出时，正确地认识图像的物理意义及其所描述物理量的变化规律是解决此类问题的关键.另外，某些物理量正方向的规定，是容易被忽略和容易出错的地方，应予以特别的注意.典型例题例1．（2014·四川卷）如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖

5、直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小.质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向.框、挡板和杆不计形变，则(　　)A．t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB．t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC．t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N[来源:学科网]D．t＝3s时，金属杆对挡

6、板H的压力大小为0.2N【解析】AC.由于B＝(0.4－0.2t)T，在t＝1s时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从C到D，A正确.在t＝3s时穿过平面的磁通量向上并增加，则根据楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向仍然是从C到D，B错误.由法拉第电磁感应定律得E＝＝Ssin30°＝0.1V，由闭合电路的欧姆定律得电路电流I＝＝1A，在t＝1s时，B＝0.2T，方向斜向下，电流方向从C到D，金属杆对挡板P的压力水平向右，大小为FP＝BILsin30°＝0.1N，C正确.同理，

7、在t＝3s时，金属杆对挡板H的压力水平向左，大小为FH＝BILsin30°＝0.1N，D错误.例2．（2013·北京卷）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2.则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为(　　)A．c→a，2∶1　　　　　　　B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2D．c→a，1∶2【解析】C．由右手定则可知，导体棒MN中产生的电流的

8、方向为N→M，所以流过R的电流的方向为a→c，选项A、D错误.由E＝BLv可知，两次产生的电动势之比为1∶2，选项B错误，选项C正确.例3．（2013·新课标全国卷Ⅰ）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面.在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可