20xx滬科版高中物理選修3-2第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活章末總結(jié)學(xué)案(編輯修改稿)
2024-12-25 04:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài) ． 2． 利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的平衡方程 ， 往往是解答該類問題的突破口 ． 例 4 如圖 4 所示 ， 相距為 L 的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為 θ，上端接有定值電阻 R， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 m 的導(dǎo)體棒由靜止釋放 ， 當(dāng)速度達(dá)到 v時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng) ， 此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力 ， 并保持拉力的功率恒為 P， 導(dǎo)體棒最終以 2v 的速度勻速運(yùn)動(dòng) ． 導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好 ， 不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻 ， 重力加速度為 ( ) 圖 4 A． P＝ 2mgvsin θ B． P＝ 3mgvsin θ C． 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 v2時(shí)加速度大小為 g2sin θ D． 在導(dǎo)體棒速度達(dá)到 2v 以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中 ， R 上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 解析 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 v時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖甲所示． 甲 mgsin θ＝ BIL， I＝ BLvR ， 所以 mgsin θ＝ B2L2vR ① 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 2v時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖乙所示． 乙 mgsin θ＋ F＝ 2B2L2vR ② 由 ①② 可得 F＝ mgsin θ 功率 P＝ F 2v＝ 2mgvsin θ，故 A正確． 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 v2時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖丙所示． 丙 a＝mgsin θ－B2L2v2Rm ③ 由 ①③ 可得 a＝ 12gsin θ， 故 C 正確． 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 2v 時(shí)，安培力等于拉力和 mgsin θ 之和，所以以后勻速運(yùn)動(dòng)的過程中， R 上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力和重力做功之和，故 D 錯(cuò)誤． 答案 AC 五、電磁感應(yīng)中的能量問題 1． 用能量觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問題的基本思路 首先做好受力分析和運(yùn)動(dòng)分析 ， 明確哪些力做功 ， 是做正功還是負(fù)功 ， 再明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化 ， 如何轉(zhuǎn)化 (如滑動(dòng)摩擦力做功 ， 必然有內(nèi)能出現(xiàn) ； 重力做 功 ， 可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化 ； 安培力做負(fù)功的過程中有其他形式能轉(zhuǎn)化為電能 ， 安培力做正功的過程中有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 )． 2． 電能求解方法主要有三種 (1)利用克服安培力做功求解 ： 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功 ． (2)利用能量守恒求解 ： 其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能 ． (3)利用電路特征來求解 ． 例 5 如圖 5 所示 ， 一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi) ， 導(dǎo)軌間距 l＝ m，左端接有阻 值 R＝ Ω的電阻 ． 一質(zhì)量 m＝ kg、 電阻 r＝ Ω的金屬棒 MN 放置在導(dǎo)軌上 ， 整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T． 金屬棒在水平向右的外力作用下 ， 由
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