内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
[典例] 在一根软铁棒上绕有一组线圈,a、c是线圈的两端,
b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上,导
轨间有匀强磁场,方向垂直于导轨所在平面并指向纸内,如图所
示。金属棒PQ在外力作用下左右运动,运动过程中保持与导轨
垂直,且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是 ( )
A.PQ向左边减速运动的过程中,a、c的电势都比b点的电势高
B.PQ向右边减速运动的过程中,a、c的电势都比b点的电势高
C.PQ向左边匀速运动的过程中,a、c的电势都比b点的电势低
D.PQ向右边匀速运动的过程中,a、c的电势都比b点的电势低
“三定则、一定律”的综合应用
[解析] PQ向左边减速运动的过程中,根据右手定则可知电流方向为PQba,b点的电势比a点的电势高,A错误;PQ向右边减速运动的过程中,根据右手定则可知电流方向为QPab,a点的电势比b点的电势高;PQ向右边减速运动,ab段线圈产生的向下的磁场减弱,根据楞次定律可知,bc段线圈产生的磁场方向向下,bc段相当于电源,电流从c点流出,c点的电势比b点的电势高,B正确;PQ做匀速直线运动,产生恒定的电流,bc段线圈不会产生感应电流,b、c等电势,C、D错误。
[答案] B
[融会贯通]
1.“三定则、一定律”的应用对比
名称 基本现象 因果关系 应用的定则或定律
电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则
洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有作用力 因电受力 左手定则
电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则
闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律
2.“三定则、一定律”的应用方法
(1)弄清“因果关系”是正确应用定则、定律的关键。
(2)判断感应电流受到的安培力。
①先用右手定则判定感应电流的方向,再用左手定则确定安培力的方向。
②根据楞次定律的推论可知安培力阻碍相对运动。
[对点训练]
1.如图所示,水平地面上固定有两根平行的直导线,两导线正中间固
定一金属圆环,导线和圆环均与地面绝缘,左边导线中通有图示方
向的恒定电流,右边导线通有从零开始均匀增大、方向与左边导线
中电流方向相反的电流。金属圆环中产生感应电流,两边直导线中的电流都对金属圆环有安培力作用,则 ( )
A.两安培力的合力一定向左
B.两安培力的合力一定向右
C.两安培力的合力先向左后向右
D.两安培力的合力先向右后向左
解析:由安培定则可判断左边导线在金属圆环处产生的磁场向外,右边导线在金属圆环处产生的磁场是向外的增强,则金属圆环内的磁通量向外且逐渐增大,由楞次定律可知感应电流为顺时针方向;据“同向电流相吸、反向电流相斥”知,两边的直导线对金属圆环的安培力均为排斥作用,开始时右侧导线中的电流小于左侧的,所以金属圆环受到的安培力的合力向右,当右侧导线中的电流大于左侧电流时,金属圆环受到的安培力的合力向左,D正确,A、B、C错误。
答案:D
答案:C
[典例] (2021·辽宁高考改编)如图(a)所示,两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定,顶端接有阻值为R的电阻,垂直导轨平面存在变化规律如图(b)所示的匀强磁场,t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t0的时间内,金属棒水平固定在距导轨顶端L处;t=2t0时,释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻不计,则 ( )
法拉第电磁感应定律的应用
[答案] C
[融会贯通]
感应电动势的三个表达式对比
意义 一般求平均感应电动势,当Δt→0时求的是瞬时感应电动势 一般求瞬时感应电动势,当v为平均速度时求的是平均感应电动势 用平均值法求瞬时感应电动势
适用条件 所有磁场 匀强磁场 匀强磁场
续表
[对点训练]
1.如图所示,用两根长度、材料、粗细都相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B,两线圈平面与匀强磁场垂直。当磁感应强度随时间均匀变化时,两线圈中的感应电流之比IA∶IB为 ( )
A.n1∶n2 B.n2∶n1
C.n12∶n22 D.n22∶n12
答案:B
答案:D
电磁感应中的动量问题
①这段时间内电阻R上产生的焦耳热;
②这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。
[融会贯通]
1.动量定理的应用
应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量。如在导体棒做非匀变速运动的问题中,应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易解答的问题。
2.动量守恒定律的应用
在相互平行的水平轨道间的双导体棒做切割磁感线运动时,由于这两根导体棒所受的安培力等大反向,合外力为零,若不受