電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題正式版課件

專題十七電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題12/19/2022專題十七電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題12/18/20221本專題部分內(nèi)容是歷年高考考查的重點，年年都有考題，且多為計算題，分值高，難度大，對考生具有較高的區(qū)分度．其涉及的力學(xué)知識主要有牛頓運(yùn)動定律、功、動能定理、能量守恒定律等，是力、電、磁綜合問題的重要體現(xiàn)，是高中物理主干知識的有機(jī)結(jié)合，既能考查基礎(chǔ)知識，又能考查綜合能力，是高考的熱點內(nèi)容之一．本專題復(fù)習(xí)一方面要熟練掌握電學(xué)知識，另一方面要能運(yùn)用牛頓第二定律、功能關(guān)系等物理規(guī)律及基本方法分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中物體的運(yùn)動情況及能量轉(zhuǎn)化12/19/2022本專題部分內(nèi)容是歷年高考考查的重點，年年都有考題2問題．這些規(guī)律及方法又都是中學(xué)物理學(xué)中的重點知識，因此要加強(qiáng)相關(guān)的訓(xùn)練，有助于學(xué)生對這些知識的回顧和應(yīng)用，建立各部分知識的聯(lián)系．12/19/2022問題．這些規(guī)律及方法又都是中學(xué)物理學(xué)中的重點知識，因此要加強(qiáng)3類型一、安培力與運(yùn)動關(guān)系例1：如圖9-1-1所示，N、Q間接一電阻R′=10，M、P端與電池組和開關(guān)組成回路，電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1.0，光滑導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將一條質(zhì)量m=10g，電阻R=10的金屬導(dǎo)線ab置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平．已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動．(g取10m/s2)圖9-1-112/19/2022類型一、安培力與運(yùn)動關(guān)系例1：如圖9-1-1所示，N、Q間接4(1)試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．(2)若某時刻將開關(guān)S斷開，求導(dǎo)線ab能達(dá)到的最大速度．(設(shè)導(dǎo)軌足夠長)分析：解決本題的關(guān)鍵是，將電磁感應(yīng)問題與電路的分析與計算問題結(jié)合起來，先弄清電路結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)線ab平衡，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B，再對電鍵斷開后ab導(dǎo)線做動態(tài)分析，由平衡條件求出最終的速度．12/19/2022(1)試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．分析：解決本題的關(guān)鍵是，將電512/19/202212/18/2022612/19/202212/18/20227

【點評】本題是一道電磁感應(yīng)綜合題，涉及直流電路的分析與計算，安培力、平衡條件、牛頓運(yùn)動定律等較多知識點，全面考查考生的分析綜合能力．試題情景復(fù)雜，能力要求較高．此類試題，在近年來高考中出現(xiàn)的頻率較高，且多以壓軸題的形式出現(xiàn)．12/19/2022【點評】本題是一道電磁感應(yīng)綜合題，涉及直流電路的分析8

變試題1(2010·江蘇)如圖9-1-2所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.圖9-1-212/19/2022變試題1(2010·江蘇)如圖9-1-2所示，兩足夠長的912/19/202212/18/20221012/19/202212/18/202211變試題2(2009·青島市期中考試)光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=2.0m，兩導(dǎo)軌間距離d=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.5的電阻，其余電阻不計，軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，如圖9-1-3所示．有一不計電阻、質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端且與導(dǎo)軌垂直．當(dāng)金屬棒ab由靜止開始自由下滑到底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=1J，g=10m/s2，則：圖9-1-312/19/2022變試題2(2009·青島市期中考試)光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=12(1)指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向．(2)棒在下滑的過程中達(dá)到的最大速度是多少？(3)當(dāng)棒的速度為v=2m/s時，它的加速度是多大？解析：(1)由右手定則，棒中感應(yīng)電流方向由b指向a.12/19/2022(1)指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向．解析：(1)由右手定則1312/19/202212/18/202214例2：如圖9-2-1甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L=0.2m，R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒．從零時刻開始，通過一小型電動機(jī)對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．圖9-2-1乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，小型電動機(jī)在12s末達(dá)到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變．除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2.類型2：安培力與運(yùn)動的圖象問題12/19/2022例2：如圖9-2-1甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向15(1)求導(dǎo)體棒ab在0～12s內(nèi)的加速度大??；(2)求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值；(3)若t=17s時，導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度，從0～17s內(nèi)共發(fā)生位移100m，試求12～17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量是多少．12/19/202212/18/202216分析：解決本題的關(guān)鍵是，抓住12s和17s兩個時刻導(dǎo)體棒的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)特征，即12s時導(dǎo)體棒速度已知(可以從圖象上讀出)，加速度已知(可由斜率求出)，而且此時電動機(jī)已達(dá)額定功率；17s時導(dǎo)體棒勻速，加速度為零．把握住這兩個狀態(tài)，由相關(guān)規(guī)律列出方程，題目即可順利求解．12/19/2022分析：解決本題的關(guān)鍵是，抓住12s和17s兩個時刻導(dǎo)體棒的運(yùn)1712/19/202212/18/20221812/19/202212/18/202219評析：本題以電動機(jī)牽引金屬桿做切割磁感線運(yùn)動為背景，考查電磁感應(yīng)綜合問題，涉及豐富的力電綜合知識．同時，本題還是一道考查考生理解、還原物理圖象能力的試題．本題要求考生有較強(qiáng)的分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力12/19/2022評析：本題以電動機(jī)牽引金屬桿做切割磁感線運(yùn)動為背景，考查電磁20變試題1

(2009·郴州市調(diào)研)如圖9-2-2所示，一個閉合矩形金屬線圈從一定高度釋放，且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上．在它進(jìn)入一個有直線邊界的足夠大的勻強(qiáng)磁場的過程中，取線圈dc邊剛進(jìn)磁場時t=0，則描述其運(yùn)動情況的圖線可能是圖中的()如圖9-2-212/19/2022變試題1(2009·郴州市調(diào)研)如圖9-2-2所示，一個閉21解析：金屬線圈剛進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場中，若恰好做勻速直線運(yùn)動，則mg=F安=，v0=下面分三種情況(1)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實=v0，先做勻速直線運(yùn)動，全部進(jìn)入后做勻加速直線運(yùn)動，故A正確；(2)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實>v0，mg<F安=，則先做變減速直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(如圖B選項)；也可能沒有勻速，直接做勻加速直線運(yùn)動．(3)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實<v0，mg>F安=，則先做變加速12/19/2022解析：金屬線圈剛進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場中，若恰好做勻速直線運(yùn)動22直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(如圖C選項)；可能沒有勻速，直接做勻加速直線運(yùn)動．綜合上述，選ABC.12/19/2022直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(23變式題2(2009·金華二中月考)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖9-2-3(甲)所示．磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的圖象如圖9-2-3(乙)所示．t=0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在0～4s時間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象(規(guī)定以向左為安培力正方向)可能是下面選項中的()圖9-2-312/19/2022變式題2(2009·金華二中月考)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻2412/19/202212/18/202225解析：由圖可知0～2s和2～4s時間內(nèi)，不變，E=S不變，回路中電流I不變，ad邊所受安培力F=BIL，而B是變化的，所以A、B項錯；根據(jù)楞次定律可判定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向、根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向、根據(jù)左手定則判定安培力的方向知C錯，D項正確．12/19/2022解析：由圖可知0～2s和2～4s時間內(nèi)，不變，E=S不26變式題3在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時間t的變化關(guān)系如圖9-2-4(甲)所示.0～1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下．圓形金屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，其余各處電阻不計，導(dǎo)軌處于另一勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖9-2-4(乙)所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的(設(shè)向右為靜摩擦力的正方向)()12/19/2022變式題3在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場27圖9-2-412/19/2022圖9-2-412/18/202228解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，感應(yīng)電流大小恒定，導(dǎo)體棒受力大小恒定，故AD均錯誤；再由楞次定律、左手定則及平衡條件可知B正確．12/19/2022解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，感應(yīng)電流大小恒定，導(dǎo)體棒受29類型三、電磁感應(yīng)的能量問題有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環(huán)上的n根(n較大)間距相等的平行金屬條組成，呈“鼠籠”狀，如圖9-3-1所示．每根金屬條的長度為l、電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D，電阻不計．圖中的虛線所示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當(dāng)金屬籠以角速度ω繞通過兩圓環(huán)的圓心的軸OO′旋轉(zhuǎn)時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線．“鼠籠”的轉(zhuǎn)動由一臺電動機(jī)帶動，這套設(shè)備的效率為η，求：電動機(jī)輸出的機(jī)械功率．12/19/2022類型三、電磁感應(yīng)的能量問題有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊30圖9-3-1分析：求解本題的關(guān)鍵是能找到等效電源與負(fù)載，其中垂直切割磁感線的這條金屬條相當(dāng)于“電源”，其他n-1的并聯(lián)為負(fù)載，利用閉合電路歐姆定律、能量守恒定律求解．12/19/2022圖9-3-1分析：求解本題的關(guān)鍵是能找到等效電源與負(fù)載，其中3112/19/202212/18/202232評析：能量轉(zhuǎn)化守恒定律貫穿在整個物理學(xué)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也不例外，因此，用能量觀點來考慮問題，有時可使求解過程很簡潔．本題涉及法拉第電磁感應(yīng)定律、電路知識(歐姆定律、焦耳定律、電阻定律等)．題目情景較復(fù)雜，考點多，注重考查考生理解、應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決學(xué)科內(nèi)綜合題的能力．此類試題在近年高考中出現(xiàn)得較多，復(fù)習(xí)中要加以重視．12/19/2022評析：能量轉(zhuǎn)化守恒定律貫穿在整個物理學(xué)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也不例33變式題1(2010·煙臺市適應(yīng)性練習(xí)二)如圖9-3-2所示，金屬桿ab可在平行金屬光滑導(dǎo)軌上滑動，金屬桿電阻R0=0.5w，長L=0.3m，導(dǎo)軌一端串接一電阻R=1w，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，當(dāng)ab以v=5m/s向右勻速運(yùn)動過程中，求：(1)ab間感應(yīng)電動勢E和ab間的電壓U；(2)所加沿導(dǎo)軌平面的水平外力F的大小；(3)在2s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.圖9-3-212/19/2022變式題1(2010·煙臺市適應(yīng)性練習(xí)二)如圖9-3-2所示3412/19/202212/18/202235變式題2：在如圖9-3-3所示的傾角為的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動，從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中圖9-3-312/19/2022變式題2：在如圖9-3-3所圖9-3-31236間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有()A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1B．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機(jī)械能守恒C．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程，有(W1-△

Ek)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek=W1-W212/19/2022間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek，重力對線框做功大小37

解析：當(dāng)線框的ab邊進(jìn)入GH后勻速運(yùn)動到進(jìn)入JP為止，ab進(jìn)入JP后回路感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流增大，因此所受安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此ab進(jìn)入JP后開始做減速運(yùn)動，使感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均減小，安培力又減小，當(dāng)安培力減小到與重力沿斜面向下的分力mgsin相等時，以速度v2做勻速運(yùn)動，因此v2<v1，A錯；由于有安培力做功，機(jī)械能不守恒，B錯；線框克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由動能定理得W1-W2=△

Ek，W2=W1-△Ek，故CD正確．12/19/2022解析：當(dāng)線框的ab邊進(jìn)入GH后勻速運(yùn)動到進(jìn)入JP為止38

類型4：電磁感應(yīng)中的生產(chǎn)、科技問題

例4：磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用，圖9-4-1(a)是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成，如圖9-4-1(b)所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加上勻強(qiáng)電場，使兩極板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道，已知海水的電阻率r=0.20·m.(1)船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；12/19/2022類型4：電磁感應(yīng)中的生產(chǎn)、科技問題12/1839(2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水的速率增加到vd=8.0m/s，求此時金屬板間的感應(yīng)電動勢U感；(3)船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)換為船的動力，當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率．圖9-4-112/19/2022(2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．以40分析：本題以高新科技——磁流體推進(jìn)器為背景命題，涉及安培力、左手定則、歐姆定律、電阻定律、功率計算等知識點．關(guān)鍵是要能夠分析出電源在哪里，電路如何，受什么樣的安培力，對應(yīng)的物理量如何等問題，注重知識的靈活應(yīng)用．12/19/2022分析：本題以高新科技——磁流體推進(jìn)器為背景命4112/19/202212/18/202242

評析：電磁感應(yīng)及其規(guī)律在生產(chǎn)、生活和科技實際應(yīng)用廣泛，如磁懸浮列車、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計、磁帶錄音機(jī)，分析這類問題的關(guān)鍵是建立模型，把握好四個等效：“等效電源”、“等效導(dǎo)體”、“等效電路”、“等效電阻”，然后選擇合理的物理規(guī)律求解．12/19/2022評析：電磁感應(yīng)及其規(guī)律在生產(chǎn)、生活和科技實際43

變式題1：近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜，航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)．飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理“太空垃圾”等．從1967年至1999年17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功．該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋．如圖9-4-2為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P、Q的質(zhì)量分別為mP、mQ，柔性金屬纜索長為l，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道做圓周運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心，P的速度為vP.已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g.12/19/2022變式題1：近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種44(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外．設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高？此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP，求P、Q兩端的電勢差；(2)設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；12/19/2022(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度4512/19/202212/18/202246

變式題2：(2009·北京)單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)．有一種利用電磁原理測量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置，稱為電磁流量計．它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成．傳感器的結(jié)構(gòu)如圖9-4-3所示，圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對電極a和c，a、c間的距離等于測量管內(nèi)徑D，測量管的軸線與a、c的連接方向以及通電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直．當(dāng)導(dǎo)電液體流過測量管時，在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q.設(shè)磁場均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.12/19/2022變式題2：(2009·北京)單位時間內(nèi)流過管47(1)已知D=0.40m，B=2.5×10-3T，Q=0.12m3/s，設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小(取3.0)；12/19/2022(1)已知D=0.40m，B=2.5×10-3T，Q=0.148

(2)一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供水時流量本應(yīng)顯示為正值．但實際顯示卻為負(fù)值．經(jīng)檢查，原因是誤將測量管接反了，即液體由測量管出水口流入，從入水口流出．因水已加壓充滿管道．不便再將測量管拆下重裝，請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎档暮啽惴椒ǎ?3)顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為R.a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數(shù)．試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響．12/19/2022(2)一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供4912/19/202212/18/202250輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U一一對應(yīng)，E與液體電阻率無關(guān)，而r隨電阻率的變化而變化，由③式可看出，r變化相應(yīng)的U也隨之變化．在實際流量不變的情況下，儀表顯示的流量示數(shù)會隨a、c間的電壓U的變化而變化，增大R，使R?r，則U≈E，這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響．12/19/2022輸入顯示儀表是a、c間的電壓U，流量示數(shù)和U51詩歌是一種憂郁的媒體，而詩人的使命是孤獨的。垂下的頭顱只是為了讓思想揚(yáng)起，你若有一個不屈的靈魂，腳下就會有一片堅實的土地。只要春天還在我就不會悲哀縱使黑夜吞噬了一切太陽還可以重新回來只要生命還在我就不會悲哀縱使陷身茫茫沙漠還有希望的綠洲存在只要明天還在我就不會悲哀冬雪終會悄悄融化春雷定將滾滾而來我和這個世界不熟。這并非是我安靜的原因。我依舊有很多問題，問南方，問故里，問希望，問距離。我和這個世界不熟。這并非是我絕望的原因。我依舊有很多熱情，給分開，給死亡，給昨天，給安寂。我和這個世界不熟。這并非是我虛假的原因。我依舊有很多真誠，離不開，放不下，活下去，愛得起。我和這個世界不熟。這并非是我孤寂的原因。我依舊有很多訴求，需慰藉，待分享，惹心煩，告訴你。我和這個世界不熟。這并非是我冷漠的原因。我依舊有很多動情，為時間，為白為天黑，畏天命。那時我們有夢，一切都是命運(yùn)，一切都是煙云一切都是沒有結(jié)局的開始，一切都是稍縱即逝的追尋，一切歡樂都沒有微笑，一切苦難都沒有淚痕，一切語言都是重復(fù)，一切交往都是初逢，一切愛情都在心里，一切往事都在夢中，一切希望都帶著注釋，一切信仰都帶著呻吟，一切爆發(fā)都有片刻的寧靜，一切死亡都有冗長的回聲。走吧，落葉吹進(jìn)深谷，歌聲卻沒有歸宿。走吧，冰上的月光，已從河面上溢出。走吧，眼睛望著同一片天空，心敲擊著暮色的鼓。走吧，我們沒有失去記憶，我們?nèi)ふ疑暮?。走吧，路呵路，飄滿了紅罌粟。我不相信，生活是沼澤，我不相信，生命旅途不能一路高歌；我不相信，成長是懦弱，我不相信，雙手握不住執(zhí)著的繩索。人生一世，草木一秋，我們就跟大樹上的葉子一樣，早晚會枯黃隕落。樹葉雖小但見證了春秋，既目睹了繁花似錦，也目睹了大樹凋零。我們都是很相似的樹葉，因為人生就是這樣，生老病死是誰都要經(jīng)過的。如果你是條船，漂泊就是你的命運(yùn)，可別靠岸。誰校對時間誰就會突然老去雖生猶死的寂寞讓生命都凋零了人總要慢慢成熟，將這個浮華的世界看得更清楚，看穿偽裝的真實，看清隱匿的虛假，很多原本相信的事便不再相信。但是，要相信，這個世界里美好總要多過陰暗，歡樂總要多過苦難，還有很多事，值得你一如既往的相信。人生不能像做菜，把所有的料都準(zhǔn)備好了才下鍋卑鄙是卑鄙者的通行證高尚是高尚者的墓志銘早上，燦亮的陽光撲進(jìn)來，他還睡著。我打開窗簾，看窗外那一片平凡而現(xiàn)實的風(fēng)景。心想，在平凡和現(xiàn)實里，也必有巨大的美的可能吧。那時我們還年輕。穿過殘垣斷壁蒼松古柏，我們來到山崖上。沐浴著夕陽，心靜如水，我們向云霧飄蕩的遠(yuǎn)方眺望。其實啥也看不到，生活的悲歡離合遠(yuǎn)在地平線以外，而眺望是一種青春的姿態(tài)。才子當(dāng)然心里冰雪般的透徹：有些事，只能一個人做。有些關(guān)，只能一個人過。有些路啊，只能一個人走。不必向我訴說春天我的心里并沒有秋寒不必向我解釋色彩我的眼里自有一片湛我嘆世事多變幻世事望我卻依然我和這個世界不熟。這并非是我逃避的原因。我依舊有很多憧憬，對夢想，對記憶，對失敗，對希冀。我和這個世界不熟。這并非是我卑微的原因。我依舊有很多勇敢，不信輸，不信神，不信天，不信地。我和這個世界不熟。這并非是我失落的原因。我依舊有很多高昂，有存在，有價值，有獨特，有意義。說實話離開故鄉(xiāng)久了，家的概念變得混亂。有時我在他鄉(xiāng)的天空下開車，會突然感到納悶：我在哪兒？這就是我家嗎？我家，在不同的路標(biāo)之間。這世界上唯一扛的住歲月摧殘的就是才華。1、垂下的頭顱只是為了讓思想揚(yáng)起，你若有一個不屈的靈魂，腳下就會有一片堅實的土地。曾幾何時，我們做了世上那最柔情的人，為一朵花低眉，為一朵云駐足，為一滴雨感動長的是磨難，短的是人生生命之所以有意義是因為它會停止。生命可以隨心所欲，但不能隨波逐流。如果出現(xiàn)了絕壁，那么就越過它，就能把絕壁變成橋了一曲終了，繁花散盡，伊人已逝，只余一聲空嘆。欲戴王冠，必承其重。有時候，同樣的一件事情，我們可以去安慰別人，卻說服不了自己。行到水窮處，坐看云起時。所謂的王，乃最貪婪，最豪爽，最易怒之人。且清且濁，追求極致人生。為臣者，因之而仰慕，追隨其左右。因此，臣民才會有稱王之志，追尋自己的理想。這個世界其實從不曾有一個人能取代另一個人的位置，所謂的取代，只是以前的那個人被遺忘面對大河我無限慚愧我年華虛度空有一身疲倦和所有以夢為馬的詩人一樣歲月易逝一滴不剩你窮，是因為你沒有野心見了他，她變得很低很低，低到塵埃里。但她心里是歡喜的，從塵埃里開出花來。如果你是魚不要迷戀天空如果你是鳥不要癡情海洋世界上的事情，最忌諱的就是個十全十美，你看那天上的月亮，詩歌是一種憂郁的媒體，而詩人的使命是孤獨的。垂下的頭顱只是為52專題十七電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題12/19/2022專題十七電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題12/18/202253本專題部分內(nèi)容是歷年高考考查的重點，年年都有考題，且多為計算題，分值高，難度大，對考生具有較高的區(qū)分度．其涉及的力學(xué)知識主要有牛頓運(yùn)動定律、功、動能定理、能量守恒定律等，是力、電、磁綜合問題的重要體現(xiàn)，是高中物理主干知識的有機(jī)結(jié)合，既能考查基礎(chǔ)知識，又能考查綜合能力，是高考的熱點內(nèi)容之一．本專題復(fù)習(xí)一方面要熟練掌握電學(xué)知識，另一方面要能運(yùn)用牛頓第二定律、功能關(guān)系等物理規(guī)律及基本方法分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中物體的運(yùn)動情況及能量轉(zhuǎn)化12/19/2022本專題部分內(nèi)容是歷年高考考查的重點，年年都有考題54問題．這些規(guī)律及方法又都是中學(xué)物理學(xué)中的重點知識，因此要加強(qiáng)相關(guān)的訓(xùn)練，有助于學(xué)生對這些知識的回顧和應(yīng)用，建立各部分知識的聯(lián)系．12/19/2022問題．這些規(guī)律及方法又都是中學(xué)物理學(xué)中的重點知識，因此要加強(qiáng)55類型一、安培力與運(yùn)動關(guān)系例1：如圖9-1-1所示，N、Q間接一電阻R′=10，M、P端與電池組和開關(guān)組成回路，電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1.0，光滑導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將一條質(zhì)量m=10g，電阻R=10的金屬導(dǎo)線ab置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平．已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動．(g取10m/s2)圖9-1-112/19/2022類型一、安培力與運(yùn)動關(guān)系例1：如圖9-1-1所示，N、Q間接56(1)試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?2)若某時刻將開關(guān)S斷開，求導(dǎo)線ab能達(dá)到的最大速度．(設(shè)導(dǎo)軌足夠長)分析：解決本題的關(guān)鍵是，將電磁感應(yīng)問題與電路的分析與計算問題結(jié)合起來，先弄清電路結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)線ab平衡，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B，再對電鍵斷開后ab導(dǎo)線做動態(tài)分析，由平衡條件求出最終的速度．12/19/2022(1)試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。治觯航鉀Q本題的關(guān)鍵是，將電5712/19/202212/18/20225812/19/202212/18/202259

【點評】本題是一道電磁感應(yīng)綜合題，涉及直流電路的分析與計算，安培力、平衡條件、牛頓運(yùn)動定律等較多知識點，全面考查考生的分析綜合能力．試題情景復(fù)雜，能力要求較高．此類試題，在近年來高考中出現(xiàn)的頻率較高，且多以壓軸題的形式出現(xiàn)．12/19/2022【點評】本題是一道電磁感應(yīng)綜合題，涉及直流電路的分析60

變試題1(2010·江蘇)如圖9-1-2所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計導(dǎo)軌的電阻．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.圖9-1-212/19/2022變試題1(2010·江蘇)如圖9-1-2所示，兩足夠長的6112/19/202212/18/20226212/19/202212/18/202263變試題2(2009·青島市期中考試)光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=2.0m，兩導(dǎo)軌間距離d=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.5的電阻，其余電阻不計，軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，如圖9-1-3所示．有一不計電阻、質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端且與導(dǎo)軌垂直．當(dāng)金屬棒ab由靜止開始自由下滑到底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=1J，g=10m/s2，則：圖9-1-312/19/2022變試題2(2009·青島市期中考試)光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=64(1)指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向．(2)棒在下滑的過程中達(dá)到的最大速度是多少？(3)當(dāng)棒的速度為v=2m/s時，它的加速度是多大？解析：(1)由右手定則，棒中感應(yīng)電流方向由b指向a.12/19/2022(1)指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向．解析：(1)由右手定則6512/19/202212/18/202266例2：如圖9-2-1甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是處于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L=0.2m，R是連接在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒．從零時刻開始，通過一小型電動機(jī)對ab棒施加一個牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動，此過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．圖9-2-1乙是棒的v-t圖象，其中OA段是直線，AC是曲線，小型電動機(jī)在12s末達(dá)到額定功率P=4.5W，此后保持功率不變．除R外，其余部分電阻均不計，g=10m/s2.類型2：安培力與運(yùn)動的圖象問題12/19/2022例2：如圖9-2-1甲所示，空間存在B=0.5T，方向豎直向67(1)求導(dǎo)體棒ab在0～12s內(nèi)的加速度大小；(2)求導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)及電阻R的值；(3)若t=17s時，導(dǎo)體棒ab達(dá)最大速度，從0～17s內(nèi)共發(fā)生位移100m，試求12～17s內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量是多少．12/19/202212/18/202268分析：解決本題的關(guān)鍵是，抓住12s和17s兩個時刻導(dǎo)體棒的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)特征，即12s時導(dǎo)體棒速度已知(可以從圖象上讀出)，加速度已知(可由斜率求出)，而且此時電動機(jī)已達(dá)額定功率；17s時導(dǎo)體棒勻速，加速度為零．把握住這兩個狀態(tài)，由相關(guān)規(guī)律列出方程，題目即可順利求解．12/19/2022分析：解決本題的關(guān)鍵是，抓住12s和17s兩個時刻導(dǎo)體棒的運(yùn)6912/19/202212/18/20227012/19/202212/18/202271評析：本題以電動機(jī)牽引金屬桿做切割磁感線運(yùn)動為背景，考查電磁感應(yīng)綜合問題，涉及豐富的力電綜合知識．同時，本題還是一道考查考生理解、還原物理圖象能力的試題．本題要求考生有較強(qiáng)的分析綜合能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力12/19/2022評析：本題以電動機(jī)牽引金屬桿做切割磁感線運(yùn)動為背景，考查電磁72變試題1

(2009·郴州市調(diào)研)如圖9-2-2所示，一個閉合矩形金屬線圈從一定高度釋放，且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上．在它進(jìn)入一個有直線邊界的足夠大的勻強(qiáng)磁場的過程中，取線圈dc邊剛進(jìn)磁場時t=0，則描述其運(yùn)動情況的圖線可能是圖中的()如圖9-2-212/19/2022變試題1(2009·郴州市調(diào)研)如圖9-2-2所示，一個閉73解析：金屬線圈剛進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場中，若恰好做勻速直線運(yùn)動，則mg=F安=，v0=下面分三種情況(1)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實=v0，先做勻速直線運(yùn)動，全部進(jìn)入后做勻加速直線運(yùn)動，故A正確；(2)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實>v0，mg<F安=，則先做變減速直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(如圖B選項)；也可能沒有勻速，直接做勻加速直線運(yùn)動．(3)當(dāng)金屬線圈剛進(jìn)入磁場的速度v實<v0，mg>F安=，則先做變加速12/19/2022解析：金屬線圈剛進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場中，若恰好做勻速直線運(yùn)動74直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(如圖C選項)；可能沒有勻速，直接做勻加速直線運(yùn)動．綜合上述，選ABC.12/19/2022直線運(yùn)動，有可能做勻速運(yùn)動直到完全進(jìn)入，再做勻加速直線運(yùn)動(75變式題2(2009·金華二中月考)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中，在外力控制下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖9-2-3(甲)所示．磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的圖象如圖9-2-3(乙)所示．t=0時刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里，在0～4s時間內(nèi)，導(dǎo)線框ad邊所受安培力隨時間變化的圖象(規(guī)定以向左為安培力正方向)可能是下面選項中的()圖9-2-312/19/2022變式題2(2009·金華二中月考)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻7612/19/202212/18/202277解析：由圖可知0～2s和2～4s時間內(nèi)，不變，E=S不變，回路中電流I不變，ad邊所受安培力F=BIL，而B是變化的，所以A、B項錯；根據(jù)楞次定律可判定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向、根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向、根據(jù)左手定則判定安培力的方向知C錯，D項正確．12/19/2022解析：由圖可知0～2s和2～4s時間內(nèi)，不變，E=S不78變式題3在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時間t的變化關(guān)系如圖9-2-4(甲)所示.0～1s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下．圓形金屬框與一個水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，其余各處電阻不計，導(dǎo)軌處于另一勻強(qiáng)磁場中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2，方向垂直導(dǎo)軌平面向下，如圖9-2-4(乙)所示．若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是下圖中的(設(shè)向右為靜摩擦力的正方向)()12/19/2022變式題3在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場79圖9-2-412/19/2022圖9-2-412/18/202280解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，感應(yīng)電流大小恒定，導(dǎo)體棒受力大小恒定，故AD均錯誤；再由楞次定律、左手定則及平衡條件可知B正確．12/19/2022解析：磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻變化時，感應(yīng)電流大小恒定，導(dǎo)體棒受81類型三、電磁感應(yīng)的能量問題有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環(huán)上的n根(n較大)間距相等的平行金屬條組成，呈“鼠籠”狀，如圖9-3-1所示．每根金屬條的長度為l、電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D，電阻不計．圖中的虛線所示的空間范圍內(nèi)存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當(dāng)金屬籠以角速度ω繞通過兩圓環(huán)的圓心的軸OO′旋轉(zhuǎn)時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線．“鼠籠”的轉(zhuǎn)動由一臺電動機(jī)帶動，這套設(shè)備的效率為η，求：電動機(jī)輸出的機(jī)械功率．12/19/2022類型三、電磁感應(yīng)的能量問題有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊82圖9-3-1分析：求解本題的關(guān)鍵是能找到等效電源與負(fù)載，其中垂直切割磁感線的這條金屬條相當(dāng)于“電源”，其他n-1的并聯(lián)為負(fù)載，利用閉合電路歐姆定律、能量守恒定律求解．12/19/2022圖9-3-1分析：求解本題的關(guān)鍵是能找到等效電源與負(fù)載，其中8312/19/202212/18/202284評析：能量轉(zhuǎn)化守恒定律貫穿在整個物理學(xué)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也不例外，因此，用能量觀點來考慮問題，有時可使求解過程很簡潔．本題涉及法拉第電磁感應(yīng)定律、電路知識(歐姆定律、焦耳定律、電阻定律等)．題目情景較復(fù)雜，考點多，注重考查考生理解、應(yīng)用基礎(chǔ)知識解決學(xué)科內(nèi)綜合題的能力．此類試題在近年高考中出現(xiàn)得較多，復(fù)習(xí)中要加以重視．12/19/2022評析：能量轉(zhuǎn)化守恒定律貫穿在整個物理學(xué)中，電磁感應(yīng)現(xiàn)象也不例85變式題1(2010·煙臺市適應(yīng)性練習(xí)二)如圖9-3-2所示，金屬桿ab可在平行金屬光滑導(dǎo)軌上滑動，金屬桿電阻R0=0.5w，長L=0.3m，導(dǎo)軌一端串接一電阻R=1w，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，當(dāng)ab以v=5m/s向右勻速運(yùn)動過程中，求：(1)ab間感應(yīng)電動勢E和ab間的電壓U；(2)所加沿導(dǎo)軌平面的水平外力F的大??；(3)在2s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.圖9-3-212/19/2022變式題1(2010·煙臺市適應(yīng)性練習(xí)二)如圖9-3-2所示8612/19/202212/18/202287變式題2：在如圖9-3-3所示的傾角為的光滑斜面上,存在著兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進(jìn)入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2做勻速直線運(yùn)動，從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中圖9-3-312/19/2022變式題2：在如圖9-3-3所圖9-3-31288間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有()A．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1B．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機(jī)械能守恒C．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程，有(W1-△

Ek)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能D．從ab進(jìn)入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為△Ek=W1-W212/19/2022間位置的過程中，線框的動能變化量為△Ek，重力對線框做功大小89

解析：當(dāng)線框的ab邊進(jìn)入GH后勻速運(yùn)動到進(jìn)入JP為止，ab進(jìn)入JP后回路感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流增大，因此所受安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此ab進(jìn)入JP后開始做減速運(yùn)動，使感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均減小，安培力又減小，當(dāng)安培力減小到與重力沿斜面向下的分力mgsin相等時，以速度v2做勻速運(yùn)動，因此v2<v1，A錯；由于有安培力做功，機(jī)械能不守恒，B錯；線框克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由動能定理得W1-W2=△

Ek，W2=W1-△Ek，故CD正確．12/19/2022解析：當(dāng)線框的ab邊進(jìn)入GH后勻速運(yùn)動到進(jìn)入JP為止90

類型4：電磁感應(yīng)中的生產(chǎn)、科技問題

例4：磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用，圖9-4-1(a)是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道(簡稱通道)組成，如圖9-4-1(b)所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=8.0T的勻強(qiáng)磁場；沿x軸負(fù)方向加上勻強(qiáng)電場，使兩極板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道，已知海水的電阻率r=0.20·m.(1)船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；12/19/2022類型4：電磁感應(yīng)中的生產(chǎn)、科技問題12/1891(2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水的速率增加到vd=8.0m/s，求此時金屬板間的感應(yīng)電動勢U感；(3)船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U′=U-U感計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)換為船的動力，當(dāng)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率．圖9-4-112/19/2022(2)船以vs=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)．以92分析：本題以高新科技——磁流體推進(jìn)器為背景命題，涉及安培力、左手定則、歐姆定律、電阻定律、功率計算等知識點．關(guān)鍵是要能夠分析出電源在哪里，電路如何，受什么樣的安培力，對應(yīng)的物理量如何等問題，注重知識的靈活應(yīng)用．12/19/2022分析：本題以高新科技——磁流體推進(jìn)器為背景命9312/19/202212/18/202294

評析：電磁感應(yīng)及其規(guī)律在生產(chǎn)、生活和科技實際應(yīng)用廣泛，如磁懸浮列車、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計、磁帶錄音機(jī)，分析這類問題的關(guān)鍵是建立模型，把握好四個等效：“等效電源”、“等效導(dǎo)體”、“等效電路”、“等效電阻”，然后選擇合理的物理規(guī)律求解．12/19/2022評析：電磁感應(yīng)及其規(guī)律在生產(chǎn)、生活和科技實際95

變式題1：近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜，航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)．飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理“太空垃圾”等．從1967年至1999年17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功．該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋．如圖9-4-2為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P、Q的質(zhì)量分別為mP、mQ，柔性金屬纜索長為l，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道做圓周運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q距地面高為h.設(shè)纜索總保持指向地心，P的速度為vP.已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g.12/19/2022變式題1：近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種96(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外．設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高？此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于vP，求P、Q兩端的電勢差；(2)設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；12/19/2022(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運(yùn)動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度9712/19/202212/18/202298

變式題2：(2009·北京)單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)．有一種利用電磁原理測量非磁性導(dǎo)電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置，稱為電磁流量計．它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成．傳感器的結(jié)構(gòu)如圖9-4-3所示，圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣，其上裝有一對電極a和c，a、c間的距離等于測量管內(nèi)徑D，測量管的軸線與a、c的連接方向以及通電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直．當(dāng)導(dǎo)電液體流過測量管時，在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動勢E，并通過與電極連接的儀表顯示出液體流量Q.設(shè)磁場均勻恒定，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.12/19/2022變式題2：(2009·北京)單位時間內(nèi)流過管99(1)已知D=0.40m，B=2.5×10-3T，Q=0.12m3/s，設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同，試求E的大小(取3.0)；12/19/2022(1)已知D=0.40m，B=2.5×10-3T，Q=0.1100

(2)一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供水時流量本應(yīng)顯示為正值．但實際顯示卻為負(fù)值．經(jīng)檢查，原因是誤將測量管接反了，即液體由測量管出水口流入，從入水口流出．因水已加壓充滿管道．不便再將測量管拆下重裝，請你提出使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎档暮啽惴椒ǎ?3)顯示儀表相當(dāng)于傳感器的負(fù)載電阻，其阻值記為R.a、c間導(dǎo)電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化，從而會影響顯示儀表的示數(shù)．試以E、R、r為參量，給出電極a、c間輸出電壓U的表達(dá)式，并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響．12/19/2022(2)一新建供水站安裝了電磁流量計，在向外供10112/19/202212/18/2022