高考物理一輪復(fù)習(xí)課件電磁感應(yīng)功能及動量

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（7/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)（7/9）1楞次定律2電磁感應(yīng)定律3電路分析4線框模型5單桿模型6雙桿模型7功能及動量8圖像問題9電磁感應(yīng)應(yīng)用相關(guān)知識：1.安培力做功（不計(jì)摩擦）：電磁感應(yīng)

—功能及動量BLεv0=0功能關(guān)系：安培力對導(dǎo)棒做正功：BLRv0功能關(guān)系：安培力對導(dǎo)棒做負(fù)功：BLv012功能關(guān)系：系統(tǒng)內(nèi)安培力所做總功：相關(guān)知識：2.動量守恒（不計(jì)摩擦）：電磁感應(yīng)

—功能及動量BLv012條件：不計(jì)摩擦；最終狀態(tài)：B112v0L1L2B2條件：不計(jì)摩擦且B1L1=B2L2；最終狀態(tài)：BθF12v0條件：不計(jì)摩擦且F=G總sinθ；最終狀態(tài)：相關(guān)知識：3.動量不守恒（不計(jì)摩擦）：電磁感應(yīng)

—功能及動量最終狀態(tài)：Bv0vtL1L2最終狀態(tài)：BLU0R+-v0=0最終狀態(tài)：B12FL1L2v0=0v0=0【例題1】兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置且與水平方向的夾角為θ，兩導(dǎo)軌間距為L。一根質(zhì)量為m1的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上?，F(xiàn)金屬棒ab在沿斜面向上的恒力F作用，沿導(dǎo)軌運(yùn)動，t=0時刻，ab金屬棒的初速度為v0。與其同時，另一根質(zhì)量為m2的金屬棒cd在ab棒的下方，從導(dǎo)軌上由靜止開始下滑。其中兩導(dǎo)體棒電阻分別為R1、R2，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。假定導(dǎo)軌足夠長，且最終兩棒以各自速度沿導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動。求：①所施加的外力F的大?。虎趦筛饘侔糇罱K速度；③分析運(yùn)動性質(zhì)?？偨Y(jié)：1.動量守恒在雙桿模型中的運(yùn)用；2.最終狀態(tài)從受力分析確定；3.運(yùn)動性質(zhì)的分析需要分類討論。電磁感應(yīng)

—功能及動量①BθFdbv0MNPQac②③【例題2】如圖所示，水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán)，長均為r，電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上，并隨軸以角速度ω=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距L1的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C=0.09F的電容器，通過單刀雙擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為L1、長度為L2、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab，磁場區(qū)域外有間距也為L1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置“［”形金屬框fcde。棒ab長度和“［”形框的寬度也均為L1、質(zhì)量均為m=0.01kg，de與cf長度均為L3=0.08m，已知L1=0.25m，L2=0.068m，B1=B2=1T、方向均為豎直向上；棒ab和“［”形框的cd邊的電阻均為R=0.1Ω，除已給電阻外其他電阻不計(jì)，軌道均光滑，棒ab與軌道接觸良好且運(yùn)動過程中始終與軌道垂直。開始時開關(guān)S和接線柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到2，電容器放電，棒ab被彈出磁場后與“［”形框粘在一起形成閉合框abcd，此時將S與2斷開，已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場。①求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個極板（M或N）帶正電？②求電容器釋放的電荷量⊿Q

；③求框abcd進(jìn)入磁場后，ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x。電磁感應(yīng)

—功能及動量【例題2】①求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個極板（M或N）帶正電？②求電容器釋放的電荷量⊿Q

；③求框abcd進(jìn)入磁場后，ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x。電磁感應(yīng)

—功能及動量r=0.2mω=600rad/sC=0.09FL3=0.08mL1=0.25mL2=0.068mB1=B2=1TR=0.1Ωm=0.01kg0.2m③②總結(jié)：1.旋轉(zhuǎn)切割磁感線動生電動勢求解；2.動量定理及能量守恒運(yùn)用；3.對動量定理沖量不同寫法的理解。①極板M帶正電【例題3】如圖甲所示，在xOy水平面內(nèi)，固定放置著間距為L的兩平行金屬直導(dǎo)軌，其間連接有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內(nèi)阻可視為無窮大），可動態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導(dǎo)軌間存在大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場。t=0時一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒在外力F作用下從x=x0位置開始做簡諧運(yùn)動，觀察到示波器顯示的電壓隨時間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取x0=UmT/2πBL，則簡諧運(yùn)動的平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)摩擦阻力和其它電阻，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌運(yùn)動。（提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功）①求導(dǎo)體棒所受到的安培力FA隨時間t的變化規(guī)律；②求在0至0.25T時間內(nèi)外力F的沖量；③若t=0時外力F0=1N，L=1m，T=2πs，m=1kg，R=1Ω，Um=0.5V，B=0.5T，求外力與安培力大小相等時棒的位置坐標(biāo)和速度。總結(jié)：1.除安培力還有外力F對導(dǎo)體棒產(chǎn)生沖量；2.本題難點(diǎn)是機(jī)械振動的引入，注意合力F合=-kx，理解合力做功表達(dá)式；電磁感應(yīng)

—功能及動量②①③F合x例題1例題2例題3電磁感應(yīng)

—功能及動量【例題1】兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置且與水平方向的夾角為θ，兩導(dǎo)軌間距為L。一根質(zhì)量為m1的金屬棒ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向上?，F(xiàn)金屬棒ab在沿斜面向上的恒力F作用，沿導(dǎo)軌運(yùn)動，t=0時刻，ab金屬棒的初速度為v0。與其同時，另一根質(zhì)量為m2的金屬棒cd在ab棒的下方，從導(dǎo)軌上由靜止開始下滑。其中兩導(dǎo)體棒電阻分別為R1、R2，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。假定導(dǎo)軌足夠長，且最終兩棒以各自速度沿導(dǎo)軌做勻速直線運(yùn)動。求：①所施加的外力F的大??；②兩根金屬棒最終速度；③分析運(yùn)動性質(zhì)。①②③BθFdbv0MNPQac例題1例題2例題3電磁感應(yīng)

—功能及動量【例題2】如圖所示，水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán)，長均為r，電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置，其中一端與圓環(huán)接觸良好，另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上，并隨軸以角速度ω=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動，圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距L1的水平放置的平行金屬軌道相連，軌道間接有電容C=0.09F的電容器，通過單刀雙擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為L1、長度為L2、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。在磁場區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab，磁場區(qū)域外有間距也為L1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接，在絕緣軌道的水平段上放置“［”形金屬框fcde。棒ab長度和“［”形框的寬度也均為L1、質(zhì)量均為m=0.01kg，de與cf長度均為L3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均為豎直向上；棒ab和“［”形框的cd邊的電阻均為R=0.1Ω，除已給電阻外其他電阻不計(jì)，軌道均光滑，棒ab與軌道接觸良好且運(yùn)動過程中始終與軌道垂直。開始時開關(guān)S和接線柱1接通，待電容器充電完畢后，將S從1撥到2，電容器放電，棒ab被彈出磁場后與“［”形框粘在一起形成閉合框abcd，此時將S與2斷開，已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場。①求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q，哪個極板（M或N）帶正電？②求電容器釋放的電荷量⊿Q

；③求框abcd進(jìn)入磁場后，ab邊與磁場區(qū)域左邊界的最大距離x。例題1例題2例題3電磁感應(yīng)

—功能及動量【例題3】如圖甲所示，在xOy水平面內(nèi)，固定放置著間距為L的兩平行金屬直導(dǎo)軌，其間連接有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內(nèi)阻可視為無窮大），可動態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導(dǎo)軌間存在大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場。t=0時一質(zhì)量為m、長為L的導(dǎo)體棒在外力F作用下從x=x0位置開始做簡諧運(yùn)動，觀察到示波器顯示的電壓隨時間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取x0=UmT/2πBL，則簡諧運(yùn)動的平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)摩擦阻力和其它電阻，導(dǎo)體棒始終垂直導(dǎo)軌運(yùn)動。（提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功）①求導(dǎo)體棒所受到的安培力FA隨時間t的變化規(guī)律；②求在0至0.25T時間內(nèi)外力F的沖量；③若t=0時外力F0=1N，L=1m，T=2πs，m=1kg，R=1Ω，Um=0.5V，B=0.5T，求外力與安培力大小相等時棒的位置坐標(biāo)和速度。②①③F合x本節(jié)重點(diǎn)：電磁感應(yīng)

—功能及動量1.安培力做功：特點(diǎn)：①安培力對導(dǎo)棒（線框）做正功，消耗電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；②導(dǎo)棒（線框）克服安培力做功，消耗機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；③系統(tǒng)內(nèi)（雙導(dǎo)棒）的安培力做功，轉(zhuǎn)化為電能增加量；2.安培力沖量（動量守恒）：特點(diǎn)：①系統(tǒng)（雙導(dǎo)棒）在