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第10讲 应用“三大观点”解决电磁感应综合问题
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考点一 电磁感应中的“动力学”观点
考点二 电磁感应中的“能量”观点
考点三 电磁感应中的“动量”观点
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2
考点一 电磁感应中的“动力学”观点
1.(2016课标Ⅱ,24,12分)如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一
电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时,金属杆在水平向右、
大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。t0时刻,金属杆进入磁感应强度
大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀
速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之
间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求
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(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
(2)电阻的阻值。
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答案 (1)Blt0 (2)
解析 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得
ma=F-μmg ①
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有
v=at0 ②
当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为
E=Blv ③
联立①②③式可得
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E=Blt0 ④
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I,根据欧姆定律
I= ⑤
式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为
f=BlI ⑥
因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得
F-μmg-f=0 ⑦
联立④⑤⑥⑦式得
R= ⑧
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2.(2016课标Ⅰ,24,14分)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细
金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根
不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿
的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强
磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁
场中,回路