第11章 电磁感应 章末提升创新应用(10)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（粤教版 新教材 新高考）

章末提升创新应用(十) 1 一轮· 物理 电磁感应中含容电路问题模型  (一)无外力充电式单导体棒模型 基本模型 (电阻阻值为R，电容器电容为C) 电路特点 导体棒相当于电源，电容器被充电 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 典例1　(多选)如图甲所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab质量为m、电阻为r，并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现给杆ab一个初速度v0，使杆向右运动，则(　　) 1 一轮· 物理 [答案]　ACD 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 (二)无外力放电式单导体棒模型 基本模型 (电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C) 电路特点 电容器放电，相当于电源；导体棒受安培力而运动 1 一轮· 物理 电流的特点 电容器放电时，导体棒在安培力作用下开始运动，同时阻碍放电，导致电流减小，直至电流为零，此时UC＝BLv 运动特点及最终特征 a减小的加速运动，最终匀速运动，I＝0 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 v－t图像 1 一轮· 物理 典例2　电磁轨道炮利用电 流和磁场的作用使炮弹获得 超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距离为l，电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出)，MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求： 1 一轮· 物理 (1)磁场的方向； [答案]　(1)垂直于导轨平面向下　 [解析]　(1)将S接1时，电容器充电，上极板带正电，下极板带负电，当将S接2时，电容器放电，流经MN的电流由M到N，又知MN向右运动，由左手定则可知磁场方向垂直于导轨平面向下。 1 一轮· 物理 (2)MN刚开始运动时加速度a的大小； 1 一轮· 物理 (3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 (三)有外力充电式单导体棒模型 如图所示，轨道水平光滑，单杆ab质量为m，电阻不计，两导轨间距为L，拉力F恒定。 设金属棒运动的速度大小为v， 则感应电动势为E＝BLv(1) 经过Δt时间金属棒速度为v＋Δv，此时感应电动势E′＝BL(v＋Δv)(2) Δt时间内流入电容器的电荷量 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 典例3　(多选)(2023·广东佛山模拟)如图所示，间距为L的两根平行光滑导轨竖直放置，导轨间接有电容器C，装置处于垂直轨道平面的匀强磁场B中，质量为m、电阻不计的金属杆ab接在两导轨之间并由静止释放，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计，下列说法正确的是(　　) 1 一轮· 物理 [答案]　BC 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 典例4　如图所示，足够长的两平行光滑水平直导轨的间距为L，导轨电阻不计，垂直于导轨平面有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场；导轨左端接有电容为C的电容器、开关S和定值电阻R；质量为m的金属棒垂直于导轨静止放置，两导轨间金属棒的电阻为r。初始时开关S断开，电容器两极板间的电压为U。闭合开关S，金属棒运动，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是(　　) 1 一轮· 物理 [答案]　D 1 一轮· 物理 1 一轮· 物理 $$