高三物理 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題復(fù)習(xí)學(xué)案_第1頁(yè)
高三物理 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題復(fù)習(xí)學(xué)案_第2頁(yè)
高三物理 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題復(fù)習(xí)學(xué)案_第3頁(yè)
高三物理 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題復(fù)習(xí)學(xué)案_第4頁(yè)
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1、江蘇昆山振川高中三年級(jí)物理復(fù)習(xí):電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題指導(dǎo)目標(biāo)1。分析計(jì)算電磁感應(yīng)安培力中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和平衡。典型案例分析實(shí)施例1如圖5a所示,兩個(gè)足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌MN和PQ以?xún)A斜角平行放置在絕緣斜面上,并且兩個(gè)導(dǎo)軌之間的距離為L(zhǎng).M和p。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的均勻磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于向下的斜面。導(dǎo)軌和金屬桿的阻力可以忽略不計(jì)。(1)從b到a看到的裝置如圖b所示,請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫(huà)出ab桿滑動(dòng)過(guò)程中某一時(shí)刻的受力示意圖。(2)當(dāng)ab桿速度為V時(shí),計(jì)算ab桿中的電流及其加速度。(3)找出連桿在滑動(dòng)過(guò)程中能達(dá)到的最大速度。跟蹤訓(xùn)練1是磁懸浮列車(chē)的運(yùn)行原理模型,如圖所示。兩條平行直線(xiàn)軌道之間的距離為

2、L,磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=B2,方向相反,它們同時(shí)以恒定速度V沿直線(xiàn)軌道向右移動(dòng)。軌道上金屬框架的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),阻力為R,移動(dòng)時(shí)的阻力為Ff,因此金屬框架移動(dòng)的最大速度表達(dá)式為()A.vm=B.vm=C.vm=D.vm=例2如圖所示,空間中存在垂直均勻磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度b=1t,ab和cd為平行距離l=1m的長(zhǎng)直導(dǎo)軌,在同一水平面上,左側(cè)由金屬棒ac連接。質(zhì)量為m=1kg的導(dǎo)體棒MN水平放置在導(dǎo)軌上,MN和ac之間的總電阻r已知為0.2。不考慮其他阻力。導(dǎo)體棒MN通過(guò)不可延伸的細(xì)線(xiàn)和光滑的天車(chē)與質(zhì)量為m的重物連接?,F(xiàn)在,在重量從靜止?fàn)顟B(tài)釋放后,它與導(dǎo)體棒一起移動(dòng),并且總是保持導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌之間的良好接觸

3、。眾所周知,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦系數(shù)=0.5,不考慮其他摩擦。導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),重量離地面足夠高。重力加速度G取為10 m/s2。(1)請(qǐng)定性描述:在導(dǎo)體棒MN以均勻速度移動(dòng)之前,速度和加速度是如何變化的?當(dāng)MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),哪個(gè)力為零?并定性地畫(huà)出桿從靜止到勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)間變化的安培力圖像(不說(shuō)明原因,不計(jì)算達(dá)到勻速的時(shí)間);(2)如果已知重物的下落高度h=2 m,則導(dǎo)體棒剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng),在此過(guò)程中交流側(cè)產(chǎn)生的焦耳熱Q為Q=3 J,計(jì)算出導(dǎo)體棒MN的電阻值r。如圖跟蹤訓(xùn)練2所示,電阻為R,其他電阻可忽略不計(jì)。ef是一個(gè)水平放置的導(dǎo)體棒,電阻可以忽略不計(jì),質(zhì)量為m。棒的兩端分別與ab和cd保持

4、良好的接觸,并且可以沿框架向下滑動(dòng),沒(méi)有摩擦。整個(gè)裝置放置在垂直于框架的均勻磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止?fàn)顟B(tài)滑下一段時(shí)間時(shí),開(kāi)關(guān)S閉合,然后S閉合()A.導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于g B。導(dǎo)體棒ef的加速度必須小于g。C.導(dǎo)體棒ef的最終速度隨s. D .的閉合時(shí)間而變化。導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能和回路中產(chǎn)生的電能之和必須守恒例3。如圖1所示,距離l=0.3m的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)垂直面上。在傾斜角=37的水平面a1b1b2a2區(qū)域和斜面c1b1b2c2區(qū)域中,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.4t、垂直方向B2=1t和垂直于斜面的均勻磁場(chǎng)。電阻r=0.3,質(zhì)量m1=0.1kg,

5、相同長(zhǎng)度l的導(dǎo)體棒k、s、q分別放置在導(dǎo)軌上,s棒的兩端固定在b1、b2點(diǎn),k、q棒可以沿導(dǎo)軌滑動(dòng),無(wú)摩擦,始終接觸良好。輕鉆(2)拉桿的瞬時(shí)功率。跟蹤訓(xùn)練3如圖6所示,兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行固定在傾角=37的絕緣斜面上,兩根導(dǎo)軌之間的距離為l=1 m,導(dǎo)軌的阻力可以忽略不計(jì)。m點(diǎn)和p點(diǎn)之間的電阻為r。質(zhì)量m=1 kg且電阻r=0.2 的均勻直金屬桿ab放置在兩個(gè)導(dǎo)軌上。垂直于導(dǎo)軌,接觸良好。整個(gè)裝置處于均勻磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,磁場(chǎng)方向垂直于向下的斜面。從圖中所示的位置,桿ab受到f=0.5 V 2的拉力(其中V是桿ab的移動(dòng)速度,力的單位是N),該拉力平行于導(dǎo)

6、軌并沿著斜面向下。通過(guò)電阻R的測(cè)量電流隨時(shí)間均勻增加。g為10 m/s2(1)試著判斷金屬桿ab在均勻磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng),并寫(xiě)出推理過(guò)程;(2)求出電阻R的阻值;(3)計(jì)算金屬桿ab從靜止位置滑下位移x=1 m所需的時(shí)間t。課時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化培訓(xùn)1.如圖1所示,在均勻磁場(chǎng)中有一個(gè)u形引線(xiàn)框abcd,引線(xiàn)框在水平面上,磁場(chǎng)垂直于引線(xiàn)框的平面,r是電阻,ef是垂直于ab的導(dǎo)體棒,它可以在ab和cd上無(wú)摩擦地滑動(dòng)??梢院雎詫?dǎo)線(xiàn)架中的桿ef和導(dǎo)線(xiàn)的電阻。首先,給ef一個(gè)向右的初始速度,然后()A.英孚將減速并向右移動(dòng),但不會(huì)均勻移動(dòng)。英孚將減速并向右移動(dòng),最后停止C.英孚將以恒定的速度向右移動(dòng)。英孚將來(lái)回移動(dòng)2

7、.如圖2所示,均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,方向?yàn)榇怪毕蛳?。磁?chǎng)中有一個(gè)邊長(zhǎng)為l的方形剛性金屬框架。ab邊的質(zhì)量為m,電阻為r,其他三邊的質(zhì)量和電阻不計(jì)算在內(nèi)。CD側(cè)配有固定的水平軸,可將金屬框架從水平位置釋放到靜止位置。當(dāng)它第一次轉(zhuǎn)向垂直位置時(shí),不管有沒(méi)有摩擦力,ab側(cè)的速度是v,重力加速度是g。A.電流通過(guò)ab側(cè)的方向是a B。速度v=側(cè)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度C.a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的電壓逐漸增加。金屬框架中產(chǎn)生的焦耳熱為mg1-mv23.如圖3所示,兩個(gè)水平放置的平行金屬導(dǎo)軌ab和cd具有光滑的表面,并處于垂直均勻磁場(chǎng)中。金屬桿PQ垂直于導(dǎo)軌放置在它們上面,并以恒定速度v向右移動(dòng)。為了停止金屬桿PQ,

8、以下措施是可行的(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),并且金屬桿PQ具有阻力) ()A.在垂直于導(dǎo)軌的PQ右側(cè)放置另一根相同的金屬桿b .在PQ的右側(cè)垂直于導(dǎo)軌放置一根金屬棒,其質(zhì)量和阻力大于PQ棒的質(zhì)量和阻力C.用導(dǎo)線(xiàn)連接導(dǎo)軌的a端和c端d .在導(dǎo)軌的兩端用導(dǎo)線(xiàn)連接一個(gè)電容器4.如圖4所示,足夠長(zhǎng)的u形光滑金屬導(dǎo)軌的平面與水平面形成角度(090),其中MN平行于PQ,距離為l,導(dǎo)軌平面垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的均勻磁場(chǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬桿ab從靜止?fàn)顟B(tài)沿著導(dǎo)軌向下滑動(dòng),并且始終與兩個(gè)導(dǎo)軌保持垂直且良好的接觸。連接到電路中的ab棒的電阻為r,當(dāng)流經(jīng)ab棒某一橫截面的電荷為q時(shí),該棒的速度為。A.運(yùn)動(dòng)的平均速度是伏特?;?/p>

9、動(dòng)的位移是C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv D,最大持續(xù)力為sin 5.剛性矩形銅線(xiàn)圈從高處自由下落,進(jìn)入水平均勻磁場(chǎng)區(qū)域,然后離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域并繼續(xù)下落,如圖5所示,然后()A.如果線(xiàn)圈在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)以均勻的速度運(yùn)動(dòng),則線(xiàn)圈在離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)以均勻的速度運(yùn)動(dòng)。如果進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程是加速運(yùn)動(dòng),那么離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程也是加速運(yùn)動(dòng)C.如果線(xiàn)圈進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程6.如圖所示,兩個(gè)足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,均勻磁場(chǎng)的方向垂直于導(dǎo)軌平面。金屬桿ab和cd與導(dǎo)軌形成一個(gè)閉環(huán),并且可以無(wú)摩擦地沿著導(dǎo)軌滑動(dòng)。兩個(gè)金屬棒ab和cd的質(zhì)量比為21。用恒定的力F沿導(dǎo)軌方向水平向右拉動(dòng)金屬桿cd。過(guò)了很久()A.金屬棒ab和cd以恒定的速度運(yùn)動(dòng)。金屬棒ab上的電流方向是從b到a。C.金屬棒cd上的安培力等于2f/3d。兩根金屬棒之間的距離保持不變7.光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,間距L=1.0 m,與水平面夾角=30,均勻磁場(chǎng)磁

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