第06节法拉弟电磁感应定律应用(二) (2).doc

专题六 电磁感应中的综合问题分析（学案）一.考点分析：高考对本部分内容考查频率很高。电磁感应现象与磁场、能量等相联系的综合题及图像问题在近几年高考中也时有出现，主要的题型有杆+导轨模型问题，线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图像的问题等，此外磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛应用的问题也常涉及。二.本节内容主要解决电磁感应中涉及电荷量、动量、能量的问题。复习重点放在以下几个方面1.电路分析2.受力分析，运动过程分析 3.含容电路充放电过程的分析4.运用匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律突破难点5.学会应用图像解决非匀变速运动；用微元、积分的思想思考变化过程。三知识归纳1.求电荷量的方法： 2.求解焦耳热Q的三种方法: 3.用到的物理规律： 练习1.(2018江苏卷,9)(多选)如图所示,竖直放置的“ ”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场,的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场和时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆( )A.刚进入磁场时加速度方向竖直向下B.穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场上边界的高度h可能小于1.1（茂名一中2019届高三物理周测1）一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC已知AB和AC的长度相同两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，下列判断正确的是 （ ）A. p小球先到达水平面 B. q小球先到达水平面 C. 两小球到达水平面时速度相同D. 两小球到达水平面时速率相同知识归纳：练习2.（浙江省2017普通高校招生选考科目考试物理试题）.间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示，倾角为的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间I中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3m的“联动双杆”（由两根长为l的金属杆cd和ef，用长度为L的刚性绝缘杆连接构成），在“联动双杆”右侧存在大小为B2，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间II，其长度大于L，质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆ab与“联动双杆”发生碰撞，碰后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间II并从中滑出，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直，已知杆ab、cd和ef电阻均为R=0.02，m=0.1kg，l=0.5m，L=0.3m，=30，B1=0.1T，B2=0.2T，不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应，求：（1）杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v0；（2）“联动三杆”进入磁场区间II前的速度大小v；（3）“联动三杆”滑过磁场区间II产生的焦耳热Q知识归纳：练习3.（2017年全国普通高等学校招生统一考试物理天津)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触首先开关S接1，使电容器完全充电然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨问：（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少(一轮优化设计P222第4题)知识归纳：含容电路放电型练习4.（2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试）如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求:（1）电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；（2）金属棒的速度大小随时间变化的关系。知识归纳：含容电路放电型练习5.2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京精编版)发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v（v平行于MN）向右做匀速运动。图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I。（1）求在t时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。（2）从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a请在图3（图1的导体棒ab