第2章 专题课：电磁感应中的动力学和能量问题(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册配套课件（人教版）

专题课:电磁感应中的动力学和能量问题 1 学习任务一 电磁感应中的动力学问题 学习任务二 电磁感应中的能量问题 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 电磁感应中的动力学问题 ［科学推理］ 如图所示，一对足够长的平行光滑金属导轨、 放置在水平面上，两导轨 间距为，一端连接阻值为的电阻.有一有效电阻为 的导体棒静止地放置在导 轨上，与两导轨垂直且接触良好，导体棒的质量为 ，导轨的电阻可忽略不计， 整个装置处于垂直于导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 .现用一水平 恒力 沿导轨方向向右拉导体棒使其开始运动.回答下 列问题： 学习任务一 3 (1) 试推导导体棒受到的安培力大小与其速度大小 的关系式. [答案] 导体棒切割磁感线,产生的感应电动势 ，由闭合电路欧姆定律得 ，导体棒受到的安培力大小,联立可得 . 学习任务一 4 (2) 试分析导体棒运动过程中加速度和速度的变化情况. [答案] 导体棒运动过程中，在水平方向上受到拉力和安培力 的作用,根据牛 顿第二定律得,即 ,由上式可以看出,随着速度的增大, 安培力增大,加速度减小,当加速度 减小到0时,速度 达到最大，所以导体棒运动过程中的加速度越来越小， 最后为0，而速度越来越大，达到最大值后保持速度 不变做匀速直线运动. 学习任务一 5 例1 [2026·浙江杭州二中高二月考] 如图所示，空间存在磁感应强度大小 、方向竖直向下的匀强磁场，、 是水平放置的平行长直金属导 轨，其间距，导轨电阻不计，阻值 的电阻接在导轨一端， 跨放在导轨上的导体棒质量，接入电路的电阻 ，导体棒和 导轨间的动摩擦因数为0.2.从时刻开始，对导体棒施加一个大小 、 方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，导体棒始终与导轨垂 直且与导轨接触良好，取 . 学习任务一 6 (1) 求导体棒所能达到的最大速度； [答案] [解析] 导体棒切割磁感线，产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 导体棒受到的安培力 学习任务一 7 导体棒运动过程中在水平方向上受到拉力、安培力和摩擦力 的作用，根 据牛顿第二定律得 联立得 由上式可以看出，随着速度的增大，安培力增大，加速度减小，当加速度 减 小到0时，速度达到最大 此时有 可得 . 学习任务一 8 (2) 试定性画出导体棒的速度—时间图像. [答案] 如图所示 [解析] 导体棒的速度—时间图像如图所示. 学习任务一 9 变式1 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为 的 绝缘斜面上，两导轨间距为，、两点间接有阻值为 的定值电阻，一根质 量为的均匀直金属杆 放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应 强度为 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，导轨和金属杆的电阻 可忽略，让 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之 间的摩擦，重力加速度为 . 学习任务一 10 (1) 由向方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出 杆下滑过程中的受 力示意图； 学习任务一 11 [答案] 如图所示 [解析] 如图所示，杆受重力，方向竖直向下；支持力 ，方向垂直于导 轨平面向上；安培力 ，方向沿导轨向上. 学习任务一 12 (2) 在加速下滑过程中，当杆的速度大小为时，求此时 杆中的电流大小及 其加速度的大小； [答案] 学习任务一 13 [解析] 当杆的速度大小为时，感应电动势 则此时电路中的电流 杆受到的安培力 根据牛顿第二定律，有 联立各式解得 学习任务一 14 (3) 求在下滑过程中， 杆可以达到的速度最大值. [答案] 学习任务一 15 [解析] 当时，杆达到最大速度 即有 解得 学习任务一 16 【要点总结】 1.求解电磁感应中的动力学问题的基本策略 学习任务一 17 2.电磁感应中的动力学问题的动态分析思路 电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题中,关键要抓好受力情况和运动 情况的动态分析. 周而复始地循环,加速度等于零时,导体达到稳定运动状态. 学习任务一 18 学习任务二 电磁感应中的能量问题 ［科学推理］ 如图所示，光滑平行长直金属导轨固定在水平面内，处于竖直向下的匀强磁场 中，两导轨间的距离为，导轨左端接有定值电阻.长度为的导体棒 垂直放 置在导轨上，以初速度 向右开始运动，运动过程中与导轨垂直且接触良好.已 知导体棒的电阻为，质量为 ，导轨电阻不计. 学习任务二 19 (1) 定性分析并描述导体棒 的运动情况； [答案] 导体棒受到向左的安培力而做减速运动，根据 ，可知随 着速度的减小，安培力逐渐减小，导体棒做加速度不断减小的减速运动，最后 静止在导轨上. 学习任务二 20 (2) 从做功和能量角度分析导体棒运动过程中的能量转化关系，并求出导体棒 整个运动过程中回路产生的焦耳热 . [答案] 安培力做负功，导体棒的动能转化为电能，电流做功又把电能转化为焦 耳热. 方法一：根据能量守恒定律得导体棒运动过程中产生 的焦耳热为 . 方法二：根据动能定理得 ，则 . 学习任务二 21 例2 如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 ，左端接有阻值的电阻.一质量、电阻 的金属棒 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感 应强度.棒在水平向右的外力作用下由静止开始以 的加速度 做匀加速运动，在棒的位移 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来. 已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比 ，导轨足够长且电阻不计，棒在运 动过程中始终与导轨垂直且接触良好.求： 学习任务二 22 (1) 撤去外力后回路中产生的焦耳热 ； [答案] [解析] 设撤去外力时棒的速度为，由运动学公式得 设在撤去外力后安培力做功为 ，由动能定理 得 撤去外力后回路中产生的焦耳热 联立解得 . 学习任务二 23 (2) 外力做的功 . [答案] [解析] 由题意知，撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比 ，可得 在棒运动的整个过程中，由功能关系知 . 学习任务二 24 变式2 (多选)如图所示，光滑平行金属轨道平面与水平 面成 角，两轨道上端用一电阻 相连，该装置处于匀 强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上.质量为 的金 A.金属杆返回到底端时的速度大小为 B.金属杆上滑到最高点的过程中克服安培力做功与克服重力做功之和等于 C.上滑到最高点的过程中电阻上产生的热量等于 D.金属杆两次通过轨道上的同一位置时电阻 的热功率相同 属杆以初速度从轨道底端向上滑行，滑行到某一高度 后又返回到底端.若 运动过程中，金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均 忽略不计，重力加速度为 ，则( ) √ √ 学习任务二 25 [解析] 金属杆从轨道底端滑上轨道某一高度后又返回到出发点时，由于电阻 上产生热量，故金属杆的机械能减小，即返回到底端时速度小于 ，选项A错 误；金属杆上滑到最高点的过程中，动能转化为重力势能和电阻 上产生的热 量(即克服安培力所做的功)，选项B、C正确；金属杆两次通过轨道上同一位置 时的速度大小不同，电路中的电流不同，故电阻的热功率不同，选项D错误. 学习任务二 26 【要点总结】 1.电磁感应中的能量转化 学习任务二 27 2.电磁感应中常见的功能关系 做功情况 能量转化 滑动摩擦力做功 有内能产生 重力做功 重力势能变化 克服安培力做功 有其他形式的能转化为电能，克服安培力做多少 功，就转化为多少电能 安培力做正功 电能转化为其他形式的能 学习任务二 28 3.求解焦耳热 的三种方法 学习任务二 29 1.(电磁感应中的动力学问题)(多选)如图所示，和 是两根互相平行竖直放 置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计. 是一根与导轨垂直且始终 与导轨接触良好的金属杆.开始时，将开关断开，让杆 由静止开始自由下落， 一段时间后，再将闭合，若从闭合开始计时，则金属杆的速度随时间 变 化的图像可能是( ) A. B. C. D. √ √ √ 随 堂 巩 固 30 [解析] 设杆的有效长度为，闭合时，金属杆受重力、安培力 ， 若，杆先减速再匀速，D项有可能；若 ，杆匀速运动，A 项有可能；若 ，杆先加速再匀速，C项有可能；由 于变化，中的 不恒定，故B项不可能. 随 堂 巩 固 31 2.(电磁感应中的能量问题)(多选)如图所示，两根光滑的金属导轨平行放置在倾 角为 的斜面上，导轨的左端接有电阻 ，导轨自身的电阻可忽略不计，斜面 处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为 、电阻可以忽略不计的 金属棒在沿着斜面且与金属棒垂直的恒力 的作用下沿导轨匀速上滑，金属 棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，上升的高度为，重力加速度为 ，在这 一过程中( ) A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 与电阻 上产生的焦耳热之和 C.恒力 与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力与重力的合力所做的功等于电阻 上产生的焦耳热 √ √ 随 堂 巩 固 32 [解析] 金属棒匀速上滑的过程中，对金属棒受力分析，可知有三个力对金属棒 做功，恒力 做正功，重力做负功，安培力沿斜面向下，做负功，匀速运动时， 所受合外力为零，故合外力做功为零，A正确，B、C错误；克服安培力做多少 功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能，电能又等于电阻 上产生的焦 耳热，故恒力与重力的合力所做的功等于电阻 上 产生的焦耳热，D正确. 随 堂 巩 固 33 3.(电磁感应中的能量问题)(多选)[2026·云南玉溪高二期中] 如图甲所示， 是竖直平面内的正方形闭合金属线框，在线框的下方有一磁感应强度大小为 的匀强磁场区域，和是匀强磁场区域的水平边界，与线框的 边平行， 两边界的距离为，磁场方向与线框平面垂直.现让线框从距 某一高度处由静 止开始下落，图乙是线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的 图像，其 中，曲线与直线相切于点.已知线框的边长为 ， 质量为，电阻为，当地的重力加速度为，下落过程中 边始终保持水平.根 据题中所给条件，下列说法中正确的是( ) 随 堂 巩 固 34 A.的大小为 B.是线框全部进入磁场的时刻， 是线框全部离开磁场的时刻 C.从开始下落到完全穿过匀强磁场区域的过程中产生的焦耳热 D.过程中流过线框横截面的电荷量比 过程中流过线框横截面的电 荷量多 √ √ 随 堂 巩 固 35 [解析] 由乙图可知，时间内做自由落体运动，则的大小为 ，故 A正确；由乙图可知，时间内做自由落体运动，可知从 时刻进入磁场， 开始做加速度减小的减速运动， 时刻又做匀加速运动，且与自由落体运动的 加速度相同，可知线框全部进入磁场，即是线框全部进入磁场的瞬间， 时 刻开始做变减速运动，时刻又做加速度为的匀加速运动，可知 是线框全部 离开磁场的瞬间，故B错误； 随 堂 巩 固 36 边进入磁场时线框的速度为，边离开磁场时线框的速度为 ，此过程中 线圈的机械能减小量为 ,根据能量守恒定律， 可得线框中产生的焦耳热为 ，故C正确； 根据，，,联立解得 ,线圈进入磁场和离开磁场时磁通 量的变化量相等，故线框穿出磁场过程中，流经线框横截面的电荷量等于线框 进入磁场过程中流经框横截面的电荷量，故D错误. 随 堂 巩 固 37 课后习题 38 知识点一 电磁感应中的动力学问题 1.[2026·浙江宁波高二期中] 如图所示，平行光滑金属导轨水平固定，导轨平面 处在竖直向下匀强磁场中.导轨左端连接有平行板电容器，开始时电容器不带电. 一电阻不可忽略的导体棒垂直导轨放置在导轨上，先给导体棒一初速度 ，导 轨足够长，轨道的电阻不计，下列说法正确的是( ) A.导体棒一直做匀速运动 B.导体棒做匀减速运动 C.导体棒做加速度减小的减速运动，最终匀速 D.导体棒做加速度减小的减速运动，最终静止 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 39 [解析] 当导体棒获得向右的初速度 时，导体棒切割磁感线产生动生电动势， 给电容器充电，设充电电流为，导体棒的有效切割长度为 ，则导体棒所受安 培力大小为 ，方向水平向左，在安培力作用下导体棒减速，产生的电 动势随之减小，同时电路中的充电电流 也逐渐减小，则导体棒所受安培力逐渐 减小，由牛顿第二定律有 ，可知导体棒的加速度逐渐减小；随着电容 器带电荷量的增加，电容器两极板间的电压逐渐增大，当导体棒的动生电动势 等于电容器两极板间的电压时，电容器不再充电，电路 中没有电流，导体棒不再受安培力而做匀速运动，则导 体棒做加速度减小的减速运动，最终匀速，故选C. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 2.如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下 落，如果线圈受到的安培力总小于其重力，则它在1、2、3、 4位置时的加速度关系为( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 41 [解析] 线圈进入磁场前和全部进入磁场后，都仅受重力，所以加速度 .线圈在题图中2位置时，受到重力和向上的安培力，且已知 ，所以.而由于线圈完全在磁场中时做加速度为 的 加速运动，故4位置时的速度大于2位置时的速度，根据及 可得 ，故线圈在1、2、3、4位置时的加速度关系为 ，B正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 42 3.如图所示，有两根和水平方向成 角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变 电阻，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为 .一根 质量为 的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后，金属杆的速度会 趋近于一个最大速度 ，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是 ( ) A.金属杆先做匀加速直线运动，然后做匀速直线运动 B.金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒 C.如果只增大， 将变小 D.如果只增大， 将变小 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 43 [解析] 金属杆下滑过程中，受重力、导轨的支持力和安培力，开始时重力沿斜 面向下的分力大于安培力，金属杆做加速运动，满足 ，随 着速度的增加，安培力在增大，所以金属杆加速度逐渐减小，当加速度减小到 零时，速度最大，之后金属杆做匀速运动，故金属杆先做加速度逐渐减小的加 速运动，然后做匀速直线运动，故A错误；金属杆由静止到最大速度过程中， 安培力做负功，金属杆机械能并不守恒，故B错误；当 速度最大时，则有 ，解得 ，所以只增大, 将变小，只增大, 将变大，故C正确，D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 44 知识点二 电磁感应中的能量问题 4.[2025·四川南充高级中学高二月考] 如图所示，足够长的光滑 平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，两完全相同的导体棒 、 均垂直于导轨静止放置，整个装置处于垂直于导轨平面向上的 A.导体棒 所受安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 B.导体棒 克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 C.导体棒克服安培力做的功小于导体棒 动能的减少量 D.导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热与导体棒 的动能增加 量之和 匀强磁场中.现使导体棒 以某一初速度向右运动，两棒始终与导轨接触良好， 导轨电阻不计，则从开始运动到稳定过程中，则 ( ) √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 45 [解析] 根据功能关系可知导体棒 克服安培力做的功转化为回路的电能，回路 的电能一部分因电流的热效应转化成焦耳热，另一部分驱使导体棒 运动，转化 成的动能，所以导体棒 克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热与导体 棒的动能增加量之和，故B错误，D正确；根据动能定理，导体棒 所受安培力 做的功等于导体棒的动能增加量，导体棒克服安培力做的功等于导体棒 动 能的减少量，故A、C错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 46 5.如图所示，竖直放置的两根足够长的平行金属导轨相距 ， 导轨电阻不计，导轨间接有一定值电阻，质量为 、电阻为 的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整 个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，重力加 速度为，现将金属棒由静止释放，金属棒下落高度为 时开 始做匀速运动，在此过程中( ) A.金属棒的最大速度为 B.通过电阻的电荷量为 C.金属棒克服安培力做的功等于电阻 上产生的热量 D.安培力对金属棒做的功等于金属棒动能的增加量 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 47 [解析] 金属棒匀速运动时速度最大，由于金属棒做加速度减小的加速运动，加 速度小于，根据功能关系可知最大速度小于，故 A错误；通过电阻 的 电荷量为 ，故B正确；由功能关系可知，金属棒 克服安培力做的功等于电阻与 上产生的热量之和，故C错误； 根据动能定理可知，重力和安培力对金属棒做功之和等于金 属棒动能的增加量，故D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 48 6.如图所示，边长为的正方形导线框质量为 ，线 框由距匀强磁场高处自由下落，其下边 进入磁场后， 线框开始做减速运动，平面始终垂直于磁场，且 始终平行于磁场上边界，直到其上边 刚刚穿出磁场时， 速度减为刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为 ， 重力加速度为 ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦 耳热为( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 49 [解析] 设线框进入磁场时的速度为，刚穿出磁场时的速度 ，由题意得 ，线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为 ，由能量 守恒定律得 ,联立解得 ，C正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 50 7.(多选)[2026·湖南师大附中高二月考] 如图所示，一个边 长为的正方形线圈置于边界水平的匀强磁场上方 处，磁 场区域宽也为 ，方向垂直纸面向里，由静止释放线圈且线 圈平面始终与磁场方向垂直.如果从线圈的底边刚进入磁场 开始计时，下列关于通过线圈横截面的电荷量 、感应电流 、线圈运动的加速度、线圈具有的动能 随时间变化的 图像中，可能正确的是( ) A. B. C. D. √ √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 51 [解析] 若线圈进入磁场时受到的安培力等于重力，则线圈匀速进入，感应电流 恒定，由 可知，通过线圈横截面的电荷量均匀增大，线圈离开时由楞次 定律可知，感应电流方向改变，通过的电荷量均匀减小，故A正确；由于线圈 通过磁场时，线圈的宽度与磁场的宽度相等，故始终是一条边做切割磁感线运 动，且速度不可能减小到零，所以线圈通过磁场的过程中不可能出现感应电流 为零的情况，故B错误；由于线圈进入磁场时重力也可能大 于安培力，因此继续做加速运动，但速度增大，安培力也 增大，则加速度减小，当安培力增大到等于重力时，加速 度变为零，故C正确；如果线圈刚进入磁场时安培力就大于 重力，则线圈做减速运动，速度减小则安培力减小，最后 可能达到平衡，速度不变，动能不变，故D正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 52 8.(10分)[2025·河北泰华中学高二月考] 如图甲所示，间距为 的水平平行 虚线与 间有沿水平方向的匀强磁场，磁场磁感应强度大小随时间变化规 律如图乙所示，电阻为 的矩形金属线框竖直放置， 边在磁场下 方、边在磁场上方，磁场方向与线框平面垂直，在 时刻，由静止释放线 框，线框运动过程中始终在同一竖直面内，且边始终水平，线框 边在 时刻进入磁场并刚好能匀速通过磁场，边长为，重力加速度 取 ，求： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 53 (1) (5分)线框的质量； [答案] 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 54 [解析] 已知平行虚线间距， ，边长 ，在 线框的速度 此时产生电动势 电流 由受力平衡得 代入数据得线框的质量 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 55 (2) (5分)整个过程线框中产生的焦耳热. [答案] 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 56 [解析] 内线框中产生的电动势 内线框中产生的热量 线框 边匀速通过磁场过程中，由能量守恒可知，重力势能转化为线框中的焦 耳热 整个过程线框中产生的焦耳热 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 57 9.(16分)[2026·陕西商洛高二期末] 如图所示，两平行导轨间距 且足够 长，倾斜部分光滑且与水平部分平滑连接(连接处绝缘)，水平部分与金属棒间 的动摩擦因数，倾斜部分与水平面的夹角 ，匀强磁场垂直斜面 方向向上，磁感应强度为，水平部分没有磁场.金属棒的质量 ， 电阻 ，运动过程中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，电阻 ，其余电阻不计，当金属棒从倾斜导轨上离地高 处由静止释 放后，在水平部分上滑行后静止.取 ， ， 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 58 (1) (4分)求滑到倾斜导轨底部时金属棒的速度大小； [答案] [解析] 在水平部分上滑行 后静止，由动能定理列方程有 解得金属棒滑到倾斜导轨底部时的速度大小 . 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 59 (2) (6分)求下滑过程中 上产生的热量； [答案] [解析] 金属棒在倾斜导轨下滑过程中，重力势能的减少量转化为金属棒的动能 和电路总焦耳热，由能量守恒定律有 解得电路总焦耳热 因此产生的热量 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 60 (3) (6分)实验证明：无论从倾斜导轨上任何高度下滑，水平部分滑行距离不能 超过某一最大值.求出该最大值. [答案] 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 61 [解析] 金属棒受力平衡时有 此时感应电动势 感应电流 安培力 联立解得最终速度 解得 由动能定理有 解得水平部分滑行距离的最大值 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 62 $