山东专用版高考物理一轮复习第十章专题探究九电磁感应的综合应用二课件新人教

《山东专用版高考物理一轮复习第十章专题探究九电磁感应的综合应用二课件新人教》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东专用版高考物理一轮复习第十章专题探究九电磁感应的综合应用二课件新人教（46页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、专题探究九电磁感应的综合应用专题探究九电磁感应的综合应用(二二)考点研析考点研析素养提升素养提升考点研析考点研析 核心探究核心探究重难突破重难突破考点一电磁感应中的能量问题考点一电磁感应中的能量问题1.1.能量转化及焦耳热的求法能量转化及焦耳热的求法(1)(1)能量转化能量转化(2)(2)求解焦耳热求解焦耳热Q Q的三种方法的三种方法2.2.解题的一般步骤解题的一般步骤(1)(1)确定研究对象确定研究对象(导体棒或回路导体棒或回路););(2)(2)弄清电磁感应过程中弄清电磁感应过程中,哪些力做功哪些力做功,哪些形式的能量相互转化哪些形式的能量相互转化;(3)(3)根据功能关系或能量守恒定律列

2、式求解根据功能关系或能量守恒定律列式求解.【典例典例1 1】(20162016浙江卷浙江卷,24,24)小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两两根平行金属导轨相距根平行金属导轨相距l=0.50 m,l=0.50 m,倾角倾角=53=53,导轨上端串接一个导轨上端串接一个R=0.05 R=0.05 的的电阻电阻.在导轨间长在导轨间长d=0.56 md=0.56 m的区域内的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度磁感应强度B=2.0 T.B=2.0 T.质量质量m=4.0 kgm=4.0 kg的金属棒的金属

3、棒CDCD水平置于导轨上水平置于导轨上,用绝缘绳索通用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆过定滑轮与拉杆GHGH相连相连.CD.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m.s=0.24 m.一位健身者用恒力一位健身者用恒力F=80 NF=80 N拉动拉动GHGH杆杆,CD,CD棒由静止开始运动棒由静止开始运动,上升过程中上升过程中CDCD棒始棒始终保持与导轨垂直终保持与导轨垂直.当当CDCD棒到达磁场上边界时健身者松手棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使触发恢复装置使CDCD棒回到初始位置棒回到初始位置(重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m

4、/s2 2,sin 53,sin 53=0.8,=0.8,不计其他电阻、摩擦不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量力以及拉杆和绳索的质量).).求求审题图示审题图示健身者用恒力拉杆所做的功用健身者用恒力拉杆所做的功用W=FsW=Fs求求得得.CD.CD棒进入磁场前重力和拉力做功棒进入磁场前重力和拉力做功 利用动能定理求利用动能定理求CDCD棒进棒进入磁场时速度入磁场时速度v v的大小的大小(1)(1)(2)(2)感应电动势感应电动势E=BlvE=Blv 感应电流感应电流I=I=(3)(3)健身者做功健身者做功W=F(s+d)W=F(s+d)CDCD棒在磁场中的棒在磁场中的运动为匀速运动运动为

5、匀速运动F-mgsin-FF-mgsin-FA A=0=0(1)CD(1)CD棒进入磁场时速度棒进入磁场时速度v v的大小的大小;(2)CD(2)CD棒进入磁场时所受的安培力棒进入磁场时所受的安培力F FA A的大小的大小;(3)(3)在拉升在拉升CDCD棒的过程中棒的过程中,健身者所做的功健身者所做的功W W和电阻产生的焦耳热和电阻产生的焦耳热Q.Q.BlvR安培力安培力F FA A=IBl=IBl做匀速运动做匀速运动由由t=t=求运动时间求运动时间dv焦耳定律求焦耳热焦耳定律求焦耳热答案答案:(1)2.4 m/s(1)2.4 m/s(2)48 N(2)48 N(3)64 J(3)64 J2

6、6.88 J26.88 J方法技巧方法技巧求解电能应分清两类情况求解电能应分清两类情况(1)(1)若回路中电流恒定若回路中电流恒定,可以利用电路结构及可以利用电路结构及W=UItW=UIt或或Q=IQ=I2 2RtRt直接进行计算直接进行计算.(2)(2)若电流变化若电流变化,则利用安培力做的功求解则利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功克服安培力所做的功;利用能量守恒求解利用能量守恒求解:若只有电能与机械能的转化若只有电能与机械能的转化,则机械能的减少量等于产生的电能则机械能的减少量等于产生的电能.利用功能关系求解利用功能关系求解:若除重力、

7、安若除重力、安培力做功外培力做功外,还有其他力做功还有其他力做功,则其他力做功等于增加的机械能和电能则其他力做功等于增加的机械能和电能.1.1.用能量守恒求焦耳热用能量守恒求焦耳热(多选多选)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内水平面内,两导轨间的距离为两导轨间的距离为L,L,导轨上面横放着两根质量均为导轨上面横放着两根质量均为m,m,电阻均为电阻均为R(R(其其余部分电阻不计余部分电阻不计)的导体棒的导体棒abab和和cd,cd,构成矩形回路构成矩形回路.在整个导轨平面内都有竖直在整个导轨平面内都有竖直向上的磁感应强度为向上的磁感应强度为B B

8、的匀强磁场的匀强磁场,如图所示如图所示,设两导体棒均可沿导轨无摩擦滑设两导体棒均可沿导轨无摩擦滑行行.开始时开始时,棒棒cdcd静止静止,棒棒abab有指向棒有指向棒cdcd的初速度的初速度v v0 0,若两导体棒在运动过程中若两导体棒在运动过程中始终不接触始终不接触,则则()题组训练题组训练BCBC2.2.用功能关系求焦耳热用功能关系求焦耳热(20192019广西联合模拟广西联合模拟)如图所示如图所示,电阻不计的两金属导电阻不计的两金属导轨相距为轨相距为l,l,固定在水平绝缘桌面上固定在水平绝缘桌面上,斜面斜面NMPQNMPQ与水平直轨道在最低点相切与水平直轨道在最低点相切,水平水平直导轨部

9、分处在磁感应强度大小为直导轨部分处在磁感应强度大小为B B、方向竖直向下的匀强磁场中、方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面末端与桌面边缘平齐边缘平齐,一质量为一质量为m m、电阻为、电阻为R R的导体棒的导体棒abab从距水平桌面的高度为从距水平桌面的高度为h h处无初速度处无初速度释放释放,进入水平直导轨后向右运动进入水平直导轨后向右运动,最后离开导轨落到水平地面上最后离开导轨落到水平地面上,落地点到桌落地点到桌面边缘的水平距离为面边缘的水平距离为x.x.已知斜面与水平面间的夹角为已知斜面与水平面间的夹角为,PM,PM处所接电阻的阻值处所接电阻的阻值也为也为R,R,且导体棒且导体棒abab通

10、过磁场的过程中通过它的电荷量为通过磁场的过程中通过它的电荷量为q,q,导体棒与导轨之间的导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为动摩擦因数均为,桌面离地面的高度为桌面离地面的高度为H,H,重力加速度为重力加速度为g.g.求求:(1)(1)导体棒进入磁场和离开磁场时的速度大小导体棒进入磁场和离开磁场时的速度大小;(2)(2)导体棒在磁场中运动的过程中导体棒在磁场中运动的过程中,回路产生的焦耳热回路产生的焦耳热.考点二电磁感应中的动量问题考点二电磁感应中的动量问题电磁感应问题往往涉及牛顿定律、动量守恒、能量守恒、电路的分析和计算电磁感应问题往往涉及牛顿定律、动量守恒、能量守恒、电路的分析和计算等许多方面的

11、物理知识等许多方面的物理知识,试题常见的形式是导体棒切割磁感线试题常见的形式是导体棒切割磁感线,产生感应电流产生感应电流,从而使导体棒受到安培力作用从而使导体棒受到安培力作用.导体棒运动的形式有匀速、匀变速和非匀变导体棒运动的形式有匀速、匀变速和非匀变速速3 3种种,对前两种情况对前两种情况,容易想到用牛顿定律求解容易想到用牛顿定律求解,对后一种情况一般要用能量对后一种情况一般要用能量守恒和动量守恒定律求解守恒和动量守恒定律求解,但当安培力变化但当安培力变化,且又涉及位移、速度、电荷量等且又涉及位移、速度、电荷量等问题时问题时,用动量定理求解往往能巧妙解决用动量定理求解往往能巧妙解决.【典例典

12、例2 2】如图所示如图所示,固定于水平面的两足够长的光滑平行金属导轨固定于水平面的两足够长的光滑平行金属导轨PMN,PMN,PMN,PMN,由倾斜和水平两部分在由倾斜和水平两部分在M,MM,M处平滑连接组成处平滑连接组成,导轨间距导轨间距L=1 m,L=1 m,水水平部分处于竖直向上的匀强磁场中平部分处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度磁感应强度B=1 T.B=1 T.金属棒金属棒a,ba,b垂直于倾斜垂直于倾斜导轨放置导轨放置,质量均为质量均为m=0.2 kg,am=0.2 kg,a的电阻的电阻 R R1 1=1,b=1,b的电阻的电阻R R2 2=3,a,b=3,a,b长度均长度均为为L=

13、1 m,L=1 m,棒棒a a距水平面的高度距水平面的高度h h1 1=0.45 m,=0.45 m,棒棒b b距水平面的高度为距水平面的高度为h h2 2(h(h2 2hh1 1););保持保持b b棒静止棒静止,由静止释放由静止释放a a棒棒,a,a棒到达磁场中棒到达磁场中OOOO停止运动后再由静止释放停止运动后再由静止释放b b棒棒,a,b,a,b与导轨接触良好且导轨电阻不计与导轨接触良好且导轨电阻不计,重力加速度重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2.(1)(1)求求a a棒到棒到MMMM时加速度的大小时加速度的大小;(2)a(2)a棒从释放到棒从释放到OOOO的过程中的过程

14、中,求求b b棒产生的焦耳热棒产生的焦耳热;(3)(3)若若MM,OOMM,OO间的距离间的距离x=2.4 m,bx=2.4 m,b棒进入磁场后棒进入磁场后,恰好未与恰好未与a a棒相碰棒相碰,求求h h2 2的值的值.【审题指导审题指导】题干关键题干关键获取信息获取信息足够长的光滑平行金属导轨足够长的光滑平行金属导轨运动过程不计摩擦运动过程不计摩擦金属棒金属棒a,ba,b垂直于倾斜导轨放置垂直于倾斜导轨放置金属棒与导轨组成闭合回路金属棒与导轨组成闭合回路水平部分处于竖直向上的匀强磁水平部分处于竖直向上的匀强磁场中场中倾斜部分无磁场倾斜部分无磁场a a棒到达磁场中棒到达磁场中OOOO停止运动后

15、再停止运动后再由静止释放由静止释放b b棒棒a a棒停止运动才释放棒停止运动才释放b b棒棒导轨电阻不计导轨电阻不计只考虑只考虑a,ba,b棒的电阻棒的电阻b b棒进入磁场后棒进入磁场后,恰好未与恰好未与a a棒相碰棒相碰最终两棒以相同速度运动最终两棒以相同速度运动答案答案:(1)3.75 m/s(1)3.75 m/s2 2(2)0.675 J(2)0.675 J(3)1.8 m(3)1.8 m反思总结反思总结(2)(2)电磁感应中对于双杆切割磁感线运动电磁感应中对于双杆切割磁感线运动,若双杆系统所受合外力为零若双杆系统所受合外力为零,运用动量守恒运用动量守恒定律结合能量守恒定律可求解与能量有

16、关的问题定律结合能量守恒定律可求解与能量有关的问题.1.1.动量守恒和能量守恒结合动量守恒和能量守恒结合(2019(2019四川成都模拟四川成都模拟)如图所示如图所示,水平面上固定着水平面上固定着两根相距两根相距L L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨且电阻不计的足够长的光滑金属导轨,导轨处于方向竖直向下、磁感导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,铜棒铜棒a,ba,b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R R、质、质量均为量均为m,m,铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好.现给铜棒现给铜棒

17、a a一个平行导轨一个平行导轨向右的瞬时冲量向右的瞬时冲量I,I,关于此后的过程关于此后的过程,下列说法正确的是下列说法正确的是()题组训练题组训练B B 2.2.动量守恒、动量定理和能量守恒综合动量守恒、动量定理和能量守恒综合(2018(2018河北唐山二模河北唐山二模)如图所示如图所示,两根两根平行光滑的金属导轨平行光滑的金属导轨M M1 1N N1 1P P1 1和和M M2 2N N2 2P P2 2由四分之一圆弧部分与水平部分构成由四分之一圆弧部分与水平部分构成,导轨导轨末端固定两根绝缘柱末端固定两根绝缘柱,弧形部分半径弧形部分半径r=0.8 mr=0.8 m、导轨间距、导轨间距L=

18、1 m,L=1 m,导轨水平部分导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为磁感应强度为2T,2T,大小两根完全相同的金属棒大小两根完全相同的金属棒a,ba,b分别垂直导轨静置于圆弧顶端分别垂直导轨静置于圆弧顶端M M1 1,M,M2 2处和水平导轨中某位置处和水平导轨中某位置,两金属棒质量均为两金属棒质量均为m=1 kgm=1 kg、电阻均为、电阻均为R=2.R=2.金属棒金属棒a a由静止释放由静止释放,沿圆弧导轨滑入水平部分沿圆弧导轨滑入水平部分,此此后后,金属棒金属棒b b向右运动向右运动,在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失在导轨末端与绝缘柱发生碰撞

19、且无机械能损失,金属棒金属棒b b接触绝缘柱之前两棒己匀速运动且未发生碰撞接触绝缘柱之前两棒己匀速运动且未发生碰撞.金属棒金属棒b b与绝缘柱发生碰撞后与绝缘柱发生碰撞后,在距绝缘柱在距绝缘柱x x1 1=0.5 m=0.5 m的的A A1 1A A2 2位置与金属棒位置与金属棒a a发生碰撞发生碰撞,碰后停在距绝缘柱碰后停在距绝缘柱x x2 2=0.2 m0.2 m的的A A3 3A A4 4位置位置,整个运动过程中金属棒与导轨接触良好整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,导轨电阻不计导轨电阻不计,g,g取取10 m/s10 m/s2 2.求求:(1)(1)金属棒金属棒a a刚滑入水平导轨时刚

20、滑入水平导轨时,受到的安培力大小受到的安培力大小;答案答案:(1)4 N(1)4 N(2)(2)金属棒金属棒b b与绝缘柱碰撞后到与金属棒与绝缘柱碰撞后到与金属棒a a碰撞前的过程碰撞前的过程,整个回路产生的焦耳热整个回路产生的焦耳热;答案答案:(2)3 J(2)3 J(3)(3)证明金属棒证明金属棒a,ba,b的碰撞是否是弹性碰撞的碰撞是否是弹性碰撞.答案答案:(3)(3)见解析见解析 考点三电磁感应中的考点三电磁感应中的“杆杆+导轨导轨”模型模型模模型型概概述述“导轨导轨+杆杆”模型是电磁感应问题在高考命题中的模型是电磁感应问题在高考命题中的“基本道具基本道具”,也是高也是高考的热点考的热

21、点,考查的知识点多考查的知识点多,题目的综合性强题目的综合性强,物理情景变化空间大物理情景变化空间大,是我是我们复习中的难点们复习中的难点.“.“导轨导轨+杆杆”模型又分为模型又分为“单杆单杆”型和型和“双杆双杆”型型;导导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜;杆的运动状态可分为匀速运动、杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等匀变速运动、非匀变速运动或转动等;磁场的状态可分为恒定不变、均磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等匀变化和非均匀变化等等,情景复杂情景复杂,形式多变形式多变题组训练题组训练1.1.动电动模型动电动模型(201

22、9(2019福建福州校级模拟福建福州校级模拟)()(多选多选)如图所示如图所示,光滑的光滑的“”“”形形金属导体框竖直放置金属导体框竖直放置,质量为质量为m m的金属棒的金属棒MNMN与框架接触良好与框架接触良好.磁感应强度分别为磁感应强度分别为B B1 1,B,B2 2的有界匀强磁场方向相反的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面但均垂直于框架平面,分别处在分别处在abcdabcd和和cdefcdef区区域域.现从图示位置由静止释放金属棒现从图示位置由静止释放金属棒MN,MN,当金属棒进入磁场当金属棒进入磁场B B1 1区域后区域后,恰好做匀恰好做匀速运动速运动.以下说法中正确的是以下说法

23、中正确的是()A.A.若若B B2 2=B=B1 1,金属棒进入金属棒进入B B2 2区域后将加速下滑区域后将加速下滑B.B.若若B B2 2=B=B1 1,金属棒进入金属棒进入B B2 2区域后仍将保持匀速下滑区域后仍将保持匀速下滑C.C.若若B B2 2BBB1 1,金属棒进入金属棒进入B B2 2区域后将先加速后匀速下滑区域后将先加速后匀速下滑BCBC2 2.含含“容容”单杆模型单杆模型(2018(2018河北唐山校级模拟河北唐山校级模拟)()(多选多选)如图所示如图所示,水平放置的水平放置的足够长光滑金属导轨足够长光滑金属导轨ab,cdab,cd处于匀强磁场中处于匀强磁场中,磁感应强度

24、方向与导轨平面垂直磁感应强度方向与导轨平面垂直.质量为质量为m m、电阻为、电阻为R R的金属棒的金属棒efef静止于导轨上静止于导轨上.导轨的另一端经过开关导轨的另一端经过开关S S与平行板与平行板电容器相连电容器相连,开始时开始时,开关打开开关打开,电容器上板带正电电容器上板带正电,带电荷量为带电荷量为Q.Q.现闭合开关现闭合开关S,S,金属棒开始运动金属棒开始运动,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是()A.A.电容器所带电荷量逐渐减少电容器所带电荷量逐渐减少,最后变为零最后变为零B.B.电容器两板间场强逐渐减小电容器两板间场强逐渐减小,最后保持一个定值不变最后保持一个定值不变C.C

25、.金属棒中电流先增大后减小金属棒中电流先增大后减小,最后减为零最后减为零D.D.金属棒的速度逐渐增大金属棒的速度逐渐增大,最后保持一个定值不变最后保持一个定值不变BDBD解析解析:开始时开始时,电容器放电电容器放电,金属棒中有向下的电流金属棒中有向下的电流,金属棒受到向右的安金属棒受到向右的安培力作用培力作用,产生感应电动势产生感应电动势,当金属棒产生的感应电动势与电容器两板间当金属棒产生的感应电动势与电容器两板间的电压相等时的电压相等时,电路中电流为零电路中电流为零,金属棒做匀速运动金属棒做匀速运动,电容器两板间的电电容器两板间的电压不为零压不为零,电荷量不为零电荷量不为零,选项选项A A错

26、误错误,B,D,B,D正确正确;金属棒中电流开始最大金属棒中电流开始最大,然后逐渐减小然后逐渐减小,最后为零最后为零,选项选项C C错误错误.素养提升素养提升 学科素养学科素养演练提升演练提升核心素养核心素养闭合线框从不同高度穿越磁场的问题闭合线框从不同高度穿越磁场的问题闭合线框从不同高度穿越磁场时闭合线框从不同高度穿越磁场时,可能做匀速直线运动、加速运动、减速运动可能做匀速直线运动、加速运动、减速运动,或先后多种运动形式交替出现或先后多种运动形式交替出现,解决此类问题的三种思路解决此类问题的三种思路:(1)(1)运动分析运动分析:分析线圈进磁场时安培力与重力的大小关系分析线圈进磁场时安培力与

27、重力的大小关系,判断其运动性质判断其运动性质.(2)(2)过程分析过程分析:分阶段分阶段(进磁场前、进入过程、在磁场内、出磁场过程进磁场前、进入过程、在磁场内、出磁场过程)分析分析.(3)(3)功能关系分析功能关系分析:必要时利用功能关系列方程求解必要时利用功能关系列方程求解.【示例示例】(2019(2019江西南昌模拟江西南昌模拟)如图所示如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场纸面向里的匀强磁场,两个闭合线圈两个闭合线圈,分别用同种导线绕制而成分别用同种导线绕制而成,其中其中为为边长为边长为L L的正方形的正方形,是长是长2L2L、宽为、宽为

28、L L的矩形的矩形,将两个线圈同时从图示位置由静将两个线圈同时从图示位置由静止释放止释放.线圈下边进入磁场时线圈下边进入磁场时,立即做了一段时间的匀速运动立即做了一段时间的匀速运动,已知两线圈在已知两线圈在整个下落过程中整个下落过程中,下边始终平行于磁场上边界下边始终平行于磁场上边界,不计空气阻力不计空气阻力,则则()A.A.下边进入磁场时下边进入磁场时,也立即做匀速运动也立即做匀速运动B.B.从下边进入磁场开始的一段时间内从下边进入磁场开始的一段时间内,线圈线圈做加速度不断减小的加速运动做加速度不断减小的加速运动C.C.从下边进入磁场开始的一段时间内从下边进入磁场开始的一段时间内,线圈线圈做

29、加速度不断减小的减速运动做加速度不断减小的减速运动D.D.线圈线圈先到达地面先到达地面C C1 1.(.(多选多选)将两根足够长的光滑平行导轨将两根足够长的光滑平行导轨MN,PQMN,PQ固定在水平桌面上固定在水平桌面上,间距为间距为l,l,在在导轨的左端接有阻值为导轨的左端接有阻值为R R的定值电阻的定值电阻,将一长为将一长为l l质量为质量为m m的导体棒放在导轨上的导体棒放在导轨上,已知导体棒与导轨间的接触始终良好已知导体棒与导轨间的接触始终良好,且阻值也为且阻值也为R.R.在导轨所在的空间加一磁在导轨所在的空间加一磁感应强度为感应强度为B B、方向竖直向上的匀强磁场、方向竖直向上的匀强

30、磁场.现用一质量不计的轻绳将导体棒与现用一质量不计的轻绳将导体棒与一质量也为一质量也为m m的重物跨过光滑的定滑轮连接的重物跨过光滑的定滑轮连接,重物距离地面的高度足够大重物距离地面的高度足够大,如图如图所示所示,重物由静止释放后重物由静止释放后,带动导体棒一起运动带动导体棒一起运动,忽略导轨的电阻忽略导轨的电阻,重力加速度重力加速度为为g.g.重物下落重物下落h h时时(此时导体棒做匀速运动此时导体棒做匀速运动),),则下列说法正确的是则下列说法正确的是()高考模拟高考模拟CDCD2.2.(2018(2018江苏卷江苏卷,9)(,9)(多选多选)如图所示如图所示,竖直放置的竖直放置的“”形光

31、滑导轨宽为形光滑导轨宽为L,L,矩形匀强磁场矩形匀强磁场,的高和间距均为的高和间距均为d,d,磁感应强度为磁感应强度为B.B.质量为质量为m m的水平金属杆的水平金属杆由静止释放由静止释放,进入磁场进入磁场和和时的速度相等时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为金属杆在导轨间的电阻为R,R,与导与导轨接触良好轨接触良好,其余电阻不计其余电阻不计,重力加速度为重力加速度为g.g.金属杆金属杆()A.A.刚进入磁场刚进入磁场时加速度方向竖直向下时加速度方向竖直向下B.B.穿过磁场穿过磁场的时间大于在两磁场之间的运动时间的时间大于在两磁场之间的运动时间C.C.穿过两磁场产生的总热量为穿过两磁场产生的总热

32、量为4mgd4mgdD.D.释放时距磁场释放时距磁场上边界的高度上边界的高度h h可能小于可能小于22442m gRB LBCBC解析解析:穿过磁场穿过磁场后后,金属杆在磁场之间做加速运动金属杆在磁场之间做加速运动,在磁场在磁场上边缘速度大上边缘速度大于从磁场于从磁场出来时的速度出来时的速度,即进入磁场即进入磁场时速度等于进入磁场时速度等于进入磁场时速度且大时速度且大于从磁场于从磁场出来时的速度出来时的速度,故金属杆在刚进入磁场故金属杆在刚进入磁场中时做减速运动中时做减速运动,加速加速度方向向上度方向向上,选项选项A A错误错误.金属杆刚进入磁场金属杆刚进入磁场中时中时,由牛顿第二定律知由牛顿

33、第二定律知BIL-mg=-mg=maBIL-mg=-mg=maa a随着减速过程逐渐变小随着减速过程逐渐变小,即在前一段做加速度减小的减速运动即在前一段做加速度减小的减速运动,若出磁场若出磁场前前a a减为零则再做匀速运动减为零则再做匀速运动.金属杆在磁场之间做加速度为金属杆在磁场之间做加速度为g g的匀加速直线运动的匀加速直线运动,两个过程位移大小相等两个过程位移大小相等,由由v v-t t图像图像(以金属杆在磁场以金属杆在磁场中一直减速为例中一直减速为例),),如图所示如图所示,可以看出前一段可以看出前一段用时多于后一段用时用时多于后一段用时(若金属杆在磁场若金属杆在磁场中先减速再匀速可以

34、得出同样的结中先减速再匀速可以得出同样的结论论),),选项选项B B正确正确.22B L vR3.3.(2017(2017北京卷北京卷,24),24)发电机和电动机具有装置上的类似性发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的源于它们机理上的类似性类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1 1、图、图2 2所示的所示的情景情景.在竖直向下的磁感应强度为在竖直向下的磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道两根光滑平行金属轨道MN,PQMN,PQ固定固定在水平面内在水平面内,相距为相距为L,L,电阻不计电阻不

35、计.电阻为电阻为R R的金属导体棒的金属导体棒abab垂直于垂直于MN,PQMN,PQ放在轨道放在轨道上上,与轨道接触良好与轨道接触良好,以速度以速度v(vv(v平行于平行于MN)MN)向右做匀速运动向右做匀速运动.图图1 1轨道端点轨道端点MPMP间接间接有阻值为有阻值为r r的电阻的电阻,导体棒导体棒abab受到水平向右的外力作用受到水平向右的外力作用.图图2 2轨道端点轨道端点MPMP间接有直间接有直流电源流电源,导体棒导体棒abab通过滑轮匀速提升重物通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为电路中的电流为I.I.求在求在tt时间内时间内,图图1 1“发电机发电机”产生的电能和图产生的电能和图2 2“电动机电动机”输出的机械能输出的机械能.答案答案:见解析见解析