河北安平中学高三物理复习讲义：十五 考能探究

十五 考能探究 考查角度1 电磁感应中的“杆+导轨”模型 “杆+导轨”模型是电磁感应问题中高考命题的“基本道具”,也是高考的热点,考查的知识点多,题目的综合性强,物理情景变化空间大,是我们复习中的难点。“杆+导轨”模型又分为“单杆”模型和“双杆”模型(“单杆”型为重点);导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜;杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等。 1.水平面上的单杆轨道模型 物理 模型 匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度大小为B,导轨间距为L,导体棒质量为m,初速度为零,拉力恒为F,水平导轨光滑,除电阻R外,其他电阻不计 动态 分析 设运动过程中某时刻导体棒ab的速度为v,由牛顿第二定律可知导体棒的加速度a=-,a、v同向,随速度的增加,导体棒的加速度a减小,当a=0时,v最大,I=恒定 收尾[来源:Zxxk.Com] 状态 运动形式[来源:学§科§网][来源:学科网][来源:Z.xx.k.Com] 匀速直线运动 力学特征 a=0,v恒定不变 电学特征 I恒定 2.倾斜面上的单杆轨道模型 物理 模型 导轨平面与水平面夹角为α,匀强磁场与导轨平面垂直,磁感应强度大小为B,导轨间距为L,导体棒ab的质量为m,电阻为R,导轨光滑,电阻不计 动态 分析 导体棒ab释放后下滑,此时a=gsin α,导体棒ab速度v↑⇒感应电动势E=BLv↑⇒电流I=↑⇒安培力F=BIL↑⇒加速度a↓,当安培力F=mgsin α时,a=0,v最大 收尾 状态 运动形式 匀速直线运动 力学特征 a=0,v最大,vm= 电学特征 I恒定 3.双杆模型 物理 模型 “双杆”模型分为两类。一类是“一动一静”,甲杆静止不动,乙杆运动,其实质是单杆问题,不过要注意问题包含着一个条件——甲杆静止,受力平衡。另一种情况是两杆都在运动,对于这种情况,要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减 分析 方法 通过受力分析,确定运动状态,一般会有收尾状态。对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等,再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量守恒的观点分析求解 例1.如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨的间距为L,电阻可忽略不计。在M和Q之间接有一阻值为R的电阻,导体杆ab的质量为m、电阻为r,并与导