层级Ⅲ 运用“一课一题”·掌握解題流程·计算大题“整化零(讲义)-【新高考方案】2024高考物理浙江第二次选考专题增分方略

新高考方案选考专题增分方略物理 层级Ⅲ 运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零” 微专题Ⅲ“电路与电磁感应”计算大题解题研究 一课一题 精研一题·胜做百题 [典例]如图，一倾角为α的光滑固定斜面 续表 的顶端放有质量M=0.06kg的U型导体框，导 题干信息 模型建立 体框的电阻忽略不计：一 金属棒在磁场中做匀速金属棒处于平衡状态， 电阻R=3Ω的金属棒 运动 所受合外力为零 CD的两端置于导体框 当金属棒离开磁扬的瞬 “板块”模型：分别隔离 间，导体框的EF边正好 进行受力分析、运动分 上，与导体框构成矩形回路CDEF:EF与斜面底 进入磁场，并在匀速运动 析，建立两者速度或位 边平行，长度L=0.6m。初始时CD与EF相距 一段距离后开始加速 移间的关系式 o=0.4m,金属棒与导休框同时由静止开始下 [科学思维] 滑，金属棒下滑距离=后m后进人一方向垂直 3 第(1)间：金属棒在磁场外做匀加速运动，进入 于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与 磁场后做切割磁感线运动。 斜面底边平行：金属棒在磁场中做匀速运动，直至 金属棒与导体框同时由静止 动能 金属棒切割 开始下滑，金属棒下滑距离1 定理 磁感线速度。 离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体 框的EF边正好进入磁场，并在匀速运动一段距 安培力 安培力 感应 闭合电路 感应电 法拉第电猫 大小F 公式 电流I 欧姆定律 动势E 感应定律 离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接 第(2)间：金属棒在磁场中做匀速运动期间，导 触良好，磁场的磁感应强度大小B=1T,重力加 体框在磁场外做匀变速运动，进入磁场后做匀速 速度大小取g=10m/s2,sina=0.6。求： 运动。 (1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小： 金展棒与导休 导体框 (2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动 框一起运动的 进磁场 摩擦因数： 末速度 时速度 金属棒在藏场 与U0 (3)导体框匀速运动的距离。 导体根 中运动期问导 s。何的 的加速 [思维建模] 初始时 体框位移为5 关系式 度a,进 CD与EI 磁场时 题干信息 模型魏立 相距s。 卓体框在 金 0.4m: 磁场外做 所受滑 光滑固定斜面：金属棒与 “板块”一起从静止开始 当金属 变速运动 异体框 受沿斜 牛频第 动摩赛 导体框同时由静止开始 沿斜面向下做匀加速直 棒离开 面向上 定体 力F 金属棒在 质量 下滑 线运动 磁场的 的F 方程 磁场中做 m 跌间， 匀速运动 导体相 动 金属棒CD的两端置于导 单棒切割磁感线的“发 导体框 在磁场 擦 体框上，与导体框构成矩 电机”模型：金属棒CD 的EF边 导体框在 导体柜 中受力 正好进 匀速运动 形回路CDEF:金属棒下切制磁感线相当于电 平衡方 数 入磁场 ·段距离 盛线 在生电 程 金属 滑距离后进入一方向源，由干与导体框构成矩 后开始加 动势 受 垂直于斜面的匀强磁场 形回路，所以金属棒CD 遗 令浴轩 金属棒在 力平 而向上 磁场中做 衡方 区域 因有电流而受到安培力 的安培 匀速运动 程 1061 第四板块电路与电磁感应 第(3)问：金属棒离开磁场后做匀变速运动，导 此时导体框向下做匀加速运动，根据牛顿第二 体框在磁场中先匀速运动一段距离后再加速运动。 定律可得Mgsin a一umgcos a=Ma 设磁场区城的宽度为x,则金属棒在磁场中运动 金属 受力分析 牛领 金属 金属棒 棒离全属棒所 第二 棒的 加速到 的时间为1=C 开磁受岸樱力 定律 加速 与导体 场 语斜面向下 方程 度a 度 框速度 导体 则金属棒离开磁场时导体框的速度为 公 相等的 导体框在 金篇棒加速到 框匀 体 时问 h=%十at 速运 推 匀速运动 与导体根速度 匀 导体框的位移 一段距离 ,相等，然后两 导体框 动的 后开始加 者一起做匀加 匀速运 距离验 运 -wl+ju 速 速直线运动 动的速 度 的 因此导体框和金属棒的相对位移为 导体框在磁场 导体框 金属棒匀速 离 外匀变速运动 速度 △x=1x=70m2 公式 加速时 运动距离，即 知，速度由变为知 间： 磁场宽度x 由题意当金属棒离开磁场时导体框的上端EF 刚好进入线框， [解题观摩] 则有位移关系0一△x=x (1)设金属棒的质量为m,根据题意可得金属棒和 导体框进入磁场时做匀速运动，此时的电动势为 导体框在没有进入磁场时一起做匀加速直线运 E=BLU山，=BL 动，由动能定理可得 R 导体框受到向上的安培力和滑动摩擦力，因此 (M++m)gs]sin a= 1 M+m)2 2 可得Mgsin a=mgcos a十BI1L 代入数据解得而=多 联立以上各式可得x=0.3m, m/s a=5m/s2, 金