20xx教科版高中物理選修3-2第1章電磁感應(yīng)word章末復(fù)習(xí)學(xué)案-展示頁
2024-12-20 12:18本頁面
【正文】 ，結(jié)合左手定則可判斷出 ab 邊受到的安培力的方向向左，為負(fù)值，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤， B正確． 答案 B 三、電磁感應(yīng)中的電路問題 1．首先要找到哪一部分導(dǎo) 體相當(dāng)于電源，分清內(nèi)、外電路． 處于磁通量變化的磁場(chǎng)中的線圈或切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源，該部分導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于內(nèi)電阻；而其余部分的電路則是外電路． 2．路端電壓、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和某段導(dǎo)體兩端的電壓三者的區(qū)別： (1)某段導(dǎo)體作為電阻時(shí)，它兩端的電壓等于電流與其電阻的乘積； (2)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)電壓． (3)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，電路斷路時(shí)導(dǎo)體兩端的電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． 例 3 如圖 3 所示，光滑金屬導(dǎo)軌 PN 與 QM 相距 1 m，電阻不計(jì)，兩端 分別接有電阻 R1和 R2， 且 R1＝ 6 Ω ， R2＝ 3 Ω ， ab 導(dǎo)體棒的電阻為 2 Ω. 垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T．現(xiàn)使 ab 以恒定速度 v＝ 3 m/s 勻速向右移動(dòng)，求： 圖 3 (1)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E； (2)R1與 R2消耗的電功率分別為多少； (3)拉 ab 棒的水平向右的外力 F為多大． 解析 (1)ab 棒勻速切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為 E＝ BLv＝ 3 V (2)電路的總電阻為 R＝ r＋ R1R2R1＋ R2＝ 4 Ω 由歐姆定律得 I＝ ER＝ 34 A U＝ E－ Ir＝ V 電阻 R1消耗的電功率為 P1＝ U2R1＝38 W 電阻 R2消耗的電功率 P2＝ U2R2＝34 W (3)由平衡條件得 F＝ BIL＝ 34 N. 答案 (1)3 V (2)38 W 34 W (3)34 N 四、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大 值或最小值的條件等． 1．做好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析：導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ― → 感應(yīng)電流 ― → 通電導(dǎo)體受安培力 ― → 合外力變化 ― → 加速度變化 ― → 速度變化 ― → 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化．周而復(fù)始循環(huán)，最終加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 2．利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的平衡關(guān)系式，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＝ 3m
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