【導讀】科內綜合題的切入點。往往也是高考備考的難點。總是時有出現(xiàn),在復習中要引起足夠的重視。力、分析綜合能力和推理能力，以及空間想象能力。規(guī)律，要將電磁學和力學的知識綜合起來應用。式的能轉化為電能的過程；當安培力做正功時，由于這類問題中物理過程比較復雜，狀。程中的臨界點，求解時注意從動量、能量的觀點出發(fā)，運用相應的規(guī)律進行分析和解答。在電磁感應中,切割磁。動勢，則該導體或回路就相當于電源。器可以對用電器供電。穿過閉合回路的磁場增強，在回路中產生了電動勢。生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產生的。電動勢叫動生電動勢。13．如圖所示，光滑矩形斜面ABCD的傾角θ=30°，在其上放置一矩形金屬線框abcd，ab的邊長L1=1m，bc的邊長L2=，線框的質量m=1kg，電阻R=，求：線框進入磁場時的速度v0；efgh區(qū)域內勻強磁場的磁感應強度B；其加速度大小為：

　　

【正文】 率，即 所以， ,rBRgmPPPPG 222221電 43????,rBRgmPPG 22222 16343 ??題目 第 2頁 第 3頁 (3)設導體棒 ab進入磁場 II后經過時間 t的速度大小為 tv?此時安培力大小為 RvrBF t34 22 ???由于導體棒 ab做勻加速直線運動，有 atvvt ??? 3根據牛頓第二定律，有 ,maFmgF ????即 ,maR )atv(rBmgF ???? 34 322由以上各式解得 ,mgmaR )atv(rBF ???? 34 322題目 第 2頁 第 3頁 第 4頁 15 棒 b 棒 a 磁場區(qū)域 1 B 磁場區(qū)域 2 B 磁場區(qū)域 3 B 磁場區(qū)域 4 B 磁場區(qū)域 5 B d1 d2 d2 d2 d2 θ d1 d1 d1 1（ 16分）如圖所示，間距為 l的兩條足夠長的平行金屬導軌與水平面的夾角為 θ，導軌光滑且電阻忽略不計．場強為 B的條形勻強磁場方向與導軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為 d1，間距為 d2．兩根質量均 為 m、有效電阻均為R的導體棒 a和 b放在導軌上，并與導 軌垂直．（設 重力加速度 為 g） ? 若 a進入第 2個磁場區(qū)域時 ， b以與 a同樣的速度進入第 1個磁場區(qū)域 ， 求 b穿過第 1個磁場區(qū)域過程中增加的動能 △ Ek； ?若 a進入第 2個磁場區(qū)域時， b恰好離開第 1個磁場區(qū)域；此后 a離開第 2個磁場區(qū)域時， b 又恰好進入第 2個磁場區(qū)域．且 a． b在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相等．求 a穿過第 2個磁場區(qū)域過程中，兩導體棒產生的總焦耳熱 Q； ?對于第?問所述的運動情況，求 a穿出第 k個磁場區(qū)域時的速率 v． 解：? a和 b不受安培力作用，由機械能守恒得 ?s i nm g dE k 1?? ① ? 設導體棒剛進入無磁場區(qū)域時的速度為 v1，剛離開無磁場區(qū)域時的速度為 v2，由能量守恒知： 在磁場區(qū)域中： ?s i nm g dmvQmv 12221 2121 ??? ② 在無磁場區(qū)域中： ?s i nm g dmvmv 22122 2121 ?? ③ 解得： ?s i n)dd(mgQ21 ??④ 題目 ? 在無磁場區(qū)域，根據勻變速直線運動規(guī)律： ?s i ngtvv ?? 12 ⑤ 且平均速度 tdvv 2212 ?? ⑥ 在有磁場區(qū)域，棒 a受到合力 B I ls i nmgF ?? ?⑦ 感應電動勢 B lv?? ⑧ 感應電流 RB lvI2?⑨ 解得 vRlBs i nmgF 222?? ?⑩ 題目 第 2頁 根據牛頓第二定律，在 t到 t+Δt時間內， ?? ??? tmFv ⑾ 則有： ?? ???? tmRvlBs i ngv ]2[22?⑿ 解得： 12221 2 dmRlBs i ngtvv ??? ? ⒀ 聯(lián)列⑤、⑥、⒀式解得 12212221 84 dmRlBs i ndlBm g R dv ?? ?由題意知 12212221 84 dmRlBs i ndlBm g R dvv ??? ?題目 第 2頁 第 3頁 25 25． (22分 )磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具。它的驅動系統(tǒng)簡化為如下模型，固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框，電阻為 R，金屬框置于 xOy平面內，長邊 MN長為 l，平行于 y軸，寬為 d的 NP邊平行于 x軸，如圖 1所示。列車 B 0 B0 x λ 2λ 圖 2 B0 M O x N P Q d l 圖 1 y z 軌道沿 Ox方向，軌道區(qū)域內存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應強度 B沿 Ox方向按正弦規(guī)律分布，其空間周期為 λ，最大值為 B0，如圖 2所示，金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同，整個磁場以速度 v0沿 Ox方向勻速平移。 設在短暫時間內， MN、 PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略，并忽略一切阻力。列車在驅動系統(tǒng)作用下沿 Ox方向加速行駛，某時刻速度為 v（ vv0）。 (1)簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理； (2)為使列車獲得最大驅動力，寫出 MN、 PQ邊應處于磁場中的什么位置及 λ與 d之間應滿足的關系式： (3)計算在滿足第 (2)問的條件下列車速度為 v時驅動力的大小。 解： (1) 由于列車速度與磁場平移速度不同，導致穿過金屬框的磁通量發(fā)生變化，由于電磁感應，金屬框中會產生感應電流 , 該電流受到的安培力即為驅動力 (2)為使列車獲得最大驅動力， MN、 PQ應位于磁場中磁感應強度同為最大值且反向的地方，這會使得金屬框所圍面積的磁通量變化率最大，導致框中電流最強，也會使得金屬框長邊中電流受到的安培力最大。 2? 的奇數倍，即 因此， d應為 )Nk(k d)k(d ????? 12 2或212 ??① 題目 (3)由于滿足第 (2)問條件：則 MN、 PQ邊所在處的磁感應強度大小均為 B0且方向總相反，經短暫的時間 Δt，磁場沿 Ox方向平移的距離為 v0Δt，同時，金屬框沿Ox方向移動的距離為 vΔt。 因為 v0v，所以在 Δt時間內 MN邊掃過磁場的面積 t)vv(lS ??? 0 在此 Δt時間內， MN邊左側穿過 S的磁通移進金屬框而引起框內磁通量變化 t)vv(lBMN ????? 00② 同理，該 Δt時間內， PQ邊左側移出金屬框的磁通引起框內磁通量變化 t)vv(lBPQ ????? 00③ 題目 第 2頁 故在 Δt內金屬框所圍面積的磁通量變化 MNPQ ????????④ 根據法拉第電磁感應定律，金屬框中的感應電動勢的大小 tE ????根據閉合電路歐姆定律有 REI ? ⑤ 根據安培力公式， MN邊所受的安培力 IlBF MN 0?⑥ 題目 第 2頁 第 3頁 PQ邊所受的安培力 IlBF PQ 0?根據左手定則， MN、 PQ邊所受的安培力方向相同，此時列車驅動力的大小 IlBFFF PQMN 02???⑦ 聯(lián)列解得 R)vv(lBF ?? 02204⑧ 題目 第 2頁 第 3頁 第 4頁