2019届高考物理二轮复习 专题四 电磁感应与电路规范答题与满分指导学案.doc

专题四 电磁感应与电路规范答题与满分指导电磁感应中的“杆轨道”模型【典例】(2018渝中区二模)如图4217所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON与MON均固定在竖直面内，二者平行且正对，间距为L1 m，构成的斜面NOON与MOOM跟水平面夹角均为30，两边斜面均处于垂直于斜面的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B0.1 T。t0时，将长度也为L，电阻R0.1 的金属杆ab在轨道上无初速度释放。金属杆与轨道接触良好，轨道足够长。(g取10 m/s2，不计空气阻力，轨道与地面绝缘)求：图4217(1)t时刻杆ab产生的感应电动势的大小E；(2)在t2 s时将与ab完全相同的金属杆cd放在MOOM上，发现cd恰能静止，求ab杆的质量m以及放上杆cd后ab杆每下滑位移s1 m回路产生的焦耳热Q。审题探究1读题抓关键点提取信息(1)“光滑弯折金属轨道”不计杆与轨道间摩擦力(2)“与ab完全相同的金属杆cd”杆ab、cd的电阻、质量均相同(3)“cd恰能静止”cd受力平衡，那么ab杆受力也平衡 解析(1)只放ab杆在导轨上，ab杆做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得mgsin ma t时刻速度为vat 由法拉第电磁感应定律得EBLv 联立解得E0.5t V (2)t2 s时ab杆产生的感应电动势的大小E0.5 t V1 V 回路中感应电流I 解得I5 A 对cd杆，由平衡条件得：mgsin 30BIL 解得m0.1 kg 因为ab、cd杆完全相同，故ab杆的质量也为m0.1 kg 放上cd杆后，ab杆受力也平衡，做匀速运动，对ab、cd杆组成的系统根据能量守恒定律得：Qmgssin 30 解得Q0.5 J。 解题指导(1)根据运动过程要列定律、定理的原始方程，不能写成变形式，否则不得分。(2)题目中如果有隐含的条件，计算完成一定要进行必要的文字说明，否则将影响步骤分。【规范训练】如图4218所示，两条足够长的平行金属导轨相距为L，与水平面的夹角为，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，虚线上方轨道光滑且磁场方向垂直于导轨平面向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向垂直于导轨平面向下。在导体棒EF以初速度v0沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN一直静止在导轨上。若已知两导体棒质量均为m，电阻均为R，导体棒EF上滑的最大位移为s，导轨电阻不计，空气阻力不计，重力加速度为g，试求在导体棒EF上滑的整个过程中：图4218(1)导体棒MN受到的最大摩擦力；(2)通过导体棒MN的电荷量；(3)导体棒MN产生的焦耳热。解析(1)对MN受力分析可知，MN受到的安培力FA沿斜面向下，所以静摩擦力Ff沿斜面向上，所以有：FAmgsin Ff可见，当EF向上的速度为v0时，静摩擦力最大。此时导体棒EF产生的感应电动势：EBLv0感应电流：I导体棒MN受到的安培力：FABIL由以上各式联立可解得导体棒MN受到的最大摩擦力：Ffmgsin (2)设在导体棒EF减速上滑的整个过程中经历的时间为t，则产生的平均感应电动势：B平均感应电流：通过导体棒MN的电荷量：qt由以上各式联立可解得：q(3)设在导体棒EF上滑的整个过程中克服安培力做的功为W，则由动能定理可得：mgssin W0mv电路中产生的总焦耳热：Q总W则导体棒MN产生的焦耳热：QQ总由以上各式联立可解得：Qmvmgssin 。答案(1)mgsin (2)(3)mvmgssin