2024届高考物理一轮复习学案：动生问题综合分析

动生问题综合分析 1、问题产生：磁感应强度B不变，线框的一部分切割磁感线导致线圈面积S变化从而导致磁通量Φ变化 2、解题策略: 3、问题类型: 题型一、电路分析 1、分析步骤 (1)选择研究对象和物理过程，即研究哪段导体在哪一过程切割磁感线。 (2)根据导体运动状态，应用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向。 (3)画出等效电路图，应用闭合电路有关规律求电路中的感应电流、电压、电功率、电量 2、常见问题 如图所示，在一磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距L的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R的电阻．导轨上垂直放置着金属棒ab，其接入电路的电阻r.当金属棒在水平拉力作用下以速度v向左做匀速运动时 （1）感应电动势E=BLVE R （2）感应电流I=r （3）电压UR=IR Ur=Ir （4）电功率P总=I2(R+r） PR=I2R Pr=I2r （5）电量q= = q=== = 习题精炼 1(多选)如图所示，CAD是固定在水平面上的用一硬导线折成的V形框架，∠A＝θ。在该空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。框架上的EF是用同样的硬导线制成的导体棒，它在水平外力作用下从A点开始沿垂直EF方向以速度v匀速水平向右平移。已知导体棒和框架始终接触良好且构成等腰三角形回路，导线单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长。则下列描述回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t变化的图象中正确的是(　　) 2、如图10所示，虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等，方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场宽度均为L.一等腰直角三角形导线框abc，ab边与bc边长度均为L，bc边与虚线边界垂直．现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线P开始计时，以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向，则下列四个图象中能正确表示i­t图象的是(　　) 图10 3、(多选)如图所示,、为同一水平面内的两条平行长直导轨,左端串接电阻,金属杆垂直导轨放置,杆和导轨的电阻不计且杆与导轨间无摩擦,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中. 现对金属杆施加一个与杆垂直的水平方向的恒力，使杆从静止开始运动. 在运动过程中,杆的速度大小为,上消耗的总能量为,则下列关于、随时间变化的图象可能正确的是（ ） 4、铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置，能产生匀强磁场的磁体被安装在火车首节车厢下面，如图所示(俯视图)．当磁体经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置．现一列火车以加速度a驶来，则电压信号关于时间的图像为(　　) 5、如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L＝0.2m，一端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计.整个装置处于竖直向上的大小为B＝0.5T的匀强磁场中.现用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v-t图象如图乙所示.（取重力加速度g=10m/s2）求： （1）金属棒在t=5s时的加速度以及10s内的位移． （2）t＝10s时拉力的大小及电路的发热功率． （3）在0～10s内，通过电阻R上的电量． 题型二、动力学问题 1、分析步骤 (1)选择研究对象和物理过程，即研究哪段导体在哪一过程切割磁感线。 (2)根据导体运动状态，应用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向。 (3)画出等效电路图，应用闭合电路欧姆定律求电路中的感应电流和安培力的大小。 (4)分析导体的受力情况，要特别注意安培力的方向，列出牛顿第二定律方程或平衡方程求解。 2、两种状态 (1)导体匀速切割磁感线或静止，处于平衡状态：根据平衡条件(合力等于零)列式分析。 (2)导体变速切割，处于非平衡状态：根据牛顿第二定律进行动态分析。 3、常见问题 （1）求杆或线框运动的最大或最小速度 （2）求杆或线框运动时某一速度时的加速度 （3）求杆或线框运动时某一速度时的外力 习题精炼 1、如图甲所示，固定的光滑平行导轨(电阻不计)与水平面夹角为θ＝30°，导轨足够长且间距L＝0.5m，底端接有阻值为R＝4Ω的电阻，整个装置处于垂直于导体框架向上的匀强磁场中，一质量为m＝1kg、电阻r＝1Ω、长度也为L的导体棒MN在沿导轨向上的外力F作用下由静止开始运动，拉力F与导体棒速率倒数关系如图乙所示．已知g＝10 m/s2.则 A．v＝5m/s时拉力大小为12N B．v＝5m/s时拉力的功率为70W C．匀强磁场的磁感应强度的大小为2T D．当棒的加