模块五 小专题培优 能量转化分析3——金属棒（框）在磁场中的运动分析-【众相原创·赋能中考】2024年中考物理分层进阶练习册PPT课件（贵州专用）

物 理 精 练 册 1 模块五 电、磁学 小专题培优 能量转化分析3——金属棒（框）在磁场中的运动分析 2 类型1 金属棒在磁场中的运动分析 1.如图所示， 和 是两根固定且平行的光滑 金属轨道，符号“×”代表垂直金属导轨向下的磁 场，现将铜棒 和 垂直静止放在导轨上，当 拉动铜棒 向左运动时，铜棒 会跟着向左运 向左 电流方向和磁场方向都发生了变化，导体 受力的方向不变 动。若将磁场方向改为与原来相反，仍然向左拉动铜棒 ，则 的运动方向______（选填“向左”或“向右”），理由是______________ __________________________________________。 1 2 3 4 5 3 【解析】将铜棒 和 垂直静止放在导轨上，当拉动铜棒 向左 运动时，铜棒 切割磁感线， 中会产生感应电流，通电的铜棒 在磁场中受到力的作用，铜棒 会跟着向左运动；若将磁场方 向改为与原来相反，仍然向左拉动铜棒 ，则 中的感应电流的 方向与原来相反； 中的电流方向也与原来相反，磁场的方向也发 生了改变，则 受力的方向不变，所以 仍然会向左运动。 1 2 3 4 5 4 甲 2.在光滑的水平金属导轨上静止放置两根铜质金属棒 、 （金属棒与轨道接触良好），当条形磁铁快速 向下运动时，金属棒 、 运动方向如图甲所示。 （1）请说明金属棒 、 从静止到运动过程中的能量转化情况。 答：条形磁铁向下运动时，产生电磁感应现象，条形磁铁的机械能转化为电能，电能又转化为金属棒的机械能； 1 2 3 4 5 5 乙 （2）现将条形磁铁两极对调仍快速向下运动（如图 乙所示），发现金属棒 、 仍从静止开始运动， 请判断金属棒 、 运动方向并说明理由。 答：条形磁铁向下运动时，闭合电路中的金属棒切割磁场运动的方向不变，仅对调条形磁铁两极，改变磁场方向，所以金属棒内电流方向发生改变；因条形磁铁磁场方向和电流方向均发生改变，所以金属棒 、 受力方向不变，金属棒 、 的运动方向不变（或金属棒 向右，金属棒 向左或者二者向中间靠拢）。 1 2 3 4 5 6 类型2 金属框（圈）在磁场中的运动分析 3.（2020安顺）铜质金属框在光滑水平面上 以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的 均匀磁场区域（磁感线方向垂直于纸面）， 如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不 计空气阻力，下列说法正确的是( ) 1 2 3 4 5 7 A. 由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态 B. 金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力 C. 金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流 D. 金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因 √ 1 2 3 4 5 8 第3题解图 【解析】如解图甲，磁感线垂直纸面向 外，当金属框刚进入磁场时，符合闭合 电路一部分导体在磁场中做切割磁感线 运动，所以导体中产生感应电流，根据 右手定则可以判断感应电流方向为 ，此时金属框有电流，根据 左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运 动；当金属框全部进入磁场中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运 动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于 1 2 3 4 5 9 惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左 的磁力，金属框向右进行减速运动。如解图乙，磁感线垂直纸面向里， 当金属框进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感 线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流 方向为 ，此时金属框有电流，根据左手定则，金属框受到向左 的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场 中，整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流， 由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续向右做匀速直线运动； 1 2 3 4 5 当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运 动。由于水平面光滑，金属框向右运动时，先做减速直线运动进入磁 场，完全进入磁场后做匀速直线运动，最后做减速直线运动离开磁 场， 错误；铜不是磁性材料，不能被磁化。金属框由于在进入和 离开磁场时受到磁场对它水平向左的力，金属框在完全进入磁场时不 受磁力作用，B错误；金属框在进入和离开磁场时产生感应电流，在 完全进入磁场时没有感应电流，C错误；金属框受到磁力作用时改变 运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，D正确。故选D。 1 2 3 4 5 4.如图，阴影区域有垂直于纸