高考物理一轮复习课件电磁感应功能及动量

高中物理解题模型高中物理

一轮复习电磁感应（7/9）高中物理

一轮复习电磁感应（7/9）1楞次定律2电磁感应定律3电路分析4线框模型5单杆模型6双杆模型7功能及动量8图像问题9电磁感应应用相关知识：1.安培力做功（不计摩擦）：电磁感应

—功能及动量BLεv0=0功能关系：安培力对导棒做正功：BLRv0功能关系：安培力对导棒做负功：BLv012功能关系：系统内安培力所做总功：相关知识：2.动量守恒（不计摩擦）：电磁感应

—功能及动量BLv012条件：不计摩擦；最终状态：B112v0L1L2B2条件：不计摩擦且B1L1=B2L2；最终状态：BθF12v0条件：不计摩擦且F=G总sinθ；最终状态：相关知识：3.动量不守恒（不计摩擦）：电磁感应

—功能及动量最终状态：Bv0vtL1L2最终状态：BLU0R+-v0=0最终状态：B12FL1L2v0=0v0=0【例题1】两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置且与水平方向的夹角为θ，两导轨间距为L。一根质量为m1的金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。现金属棒ab在沿斜面向上的恒力F作用，沿导轨运动，t=0时刻，ab金属棒的初速度为v0。与其同时，另一根质量为m2的金属棒cd在ab棒的下方，从导轨上由静止开始下滑。其中两导体棒电阻分别为R1、R2，且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。假定导轨足够长，且最终两棒以各自速度沿导轨做匀速直线运动。求：①所施加的外力F的大小；②两根金属棒最终速度；③分析运动性质。总结：1.动量守恒在双杆模型中的运用；2.最终状态从受力分析确定；3.运动性质的分析需要分类讨论。电磁感应

—功能及动量①BθFdbv0MNPQac②③【例题2】如图所示，水平固定一半径r=0.2m的金属圆环，长均为r，电阻均为R0的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上，并随轴以角速度ω=600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距L1的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为L1、长度为L2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为L1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也均为L1、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为L3=0.08m，已知L1=0.25m，L2=0.068m，B1=B2=1T、方向均为竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1Ω，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。①求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板（M或N）带正电？②求电容器释放的电荷量⊿Q

；③求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。电磁感应

—功能及动量【例题2】①求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板（M或N）带正电？②求电容器释放的电荷量⊿Q

；③求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。电磁感应

—功能及动量r=0.2mω=600rad/sC=0.09FL3=0.08mL1=0.25mL2=0.068mB1=B2=1TR=0.1Ωm=0.01kg0.2m③②总结：1.旋转切割磁感线动生电动势求解；2.动量定理及能量守恒运用；3.对动量定理冲量不同写法的理解。①极板M带正电【例题3】如图甲所示，在xOy水平面内，固定放置着间距为L的两平行金属直导轨，其间连接有阻值为R的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻R两端的电压。两导轨间存在大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场。t=0时一质量为m、长为L的导体棒在外力F作用下从x=x0位置开始做简谐运动，观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示的正弦曲线。取x0=UmT/2πBL，则简谐运动的平衡位置在坐标原点O。不计摩擦阻力和其它电阻，导体棒始终垂直导轨运动。（提示：可以用F-x图象下的“面积”代表力F所做的功）①求导体棒所受到的安培力FA随时间t的变化规律；②求在0至0.25T时间内外力F的冲量；③若t=0时外力F0=1N，L=1m，T=2πs，m=1kg，R=1Ω，Um=0.5V，B=0.5T，求外力与安培力大小相等时棒的位置坐标和速度。总结：1.除安培力还有外力F对导体棒产生冲量；2.本题难点是机械振动的引入，注意合力F合=-kx，理解合力做功表达式；电磁感应

—功能及动量②①③F合x例题1例题2例题3电磁感应

—功能及动量【例题1】两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置且与水平方向的夹角为θ，两导轨间距为L。一根质量为m1的金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。现金属棒ab在沿斜面向上的恒力F作用，沿导轨运动，t=0时刻，ab金属棒的初速度为v0。与其同时，另一根质量为m2的金属棒cd在ab棒的下方，从导轨上由静止开始下滑。其中两导体棒电阻分别为R1、R2，且与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。假定导轨足够长，且最终两棒以各自速度沿导轨做匀速直线运动。求：①所施加的外力F的大小；②两根金属棒最终速度；③分析运动性质。①②③BθFdbv0MNPQac例题1例题2例题3电磁感应

—功能及动量【例题2】如图所示，水平固定一半径r=0.2m的金属圆环，长均为r，电阻均为R0的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触良好，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴OO′上，并随轴以角速度ω=600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距L1的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为L1、长度为L2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为L1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也均为L1、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为L3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均为竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1Ω，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。①求电容器充电完毕后所带的电荷量Q，哪个极板（M或N）带正电？②求电容器释放的电荷量⊿Q

；③求框abcd进入磁场后，ab边与磁场区域左边界的最大距离x。例题1例题2例题3电磁感应

—功能及动量【例题3】如图甲所示，在xOy水平面内，固定放置着间距为L的两平行金属直导轨，其间连接有阻值为R的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻R两端的电压。两导轨间存在大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场。t=0时一质量为m、长为L的导体棒在外力F作用下从x=x0位置开始做简谐运动，观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示的正弦曲线。取x0=UmT/2πBL，则简谐运动的平衡位置在坐标原点O。不计摩擦阻力和其它电阻，导体棒始终垂直导轨运动。（提示：可以用F-x图象下的“面积”代表力F所做的功）①求导体棒所受到的安培力FA随时间t的变化规律；②求在0至0.25T时间内外力F的冲量；③若t=0时外力F0=1N，L=1m，T=2πs，m=1kg，R=1Ω，Um=0.5V，B=0.5T，求外力与安培力大小相等时棒的位置坐标和速度。②①③F合x本节重点：电磁感应

—功能及动量1.安培力做功：特点：①安培力对导棒（线框）做正功，消耗电能转化为机械能；②导棒（线框）克服安培力做功，消耗机械能转化为电能；③系统内（双导棒）的安培力做功，转化为电能增加量；2.安培力冲量（动量守恒）：特点：①系统（双导棒）在