2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí)微專題14電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題學(xué)案新人教版

1、微專題微專題1414電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1題型簡(jiǎn)述：感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，因此電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起解決這類問題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律)及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理等)2兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)

2、合功能關(guān)系進(jìn)行分析3動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大值或最小值的條件具體思路如下：Ⅰ.電磁感應(yīng)中的平衡問題(2016全國(guó)甲卷)如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平右

3、斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場(chǎng)中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??；(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小解析：(1)設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為T，右斜面對(duì)ab棒的支持力的大小為N1，作用在ab棒上的安培力的大小為F，左斜面對(duì)cd棒的支持力大小為N2對(duì)于ab棒，由力的平衡條件得2mgsinθ＝μN(yùn)1＋T＋

4、F①N1＝2mgcosθ②對(duì)于cd棒，同理有mgsinθ＋μN(yùn)2＝T③又m1gsinθ－T1－B1I1l＝0T1－m2gsinθ－B2I2l＝0聯(lián)立解得v＝10ms答案：(1)2ms2(2)10msⅡ.電磁感應(yīng)中的非平衡問題如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為s.一質(zhì)量為m、有效電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好

5、，受到F＝0.5v＋0.4(N)(v為金屬棒速度)的水平外力作用，從磁場(chǎng)的左邊界由靜止開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大(已知：l＝1m，m＝1kg，R＝0.3Ω，r＝0.2Ω，s＝1m)(1)判斷該金屬棒在磁場(chǎng)中是否做勻加速直線運(yùn)動(dòng)？簡(jiǎn)要說明理由；(2)求加速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x，且棒在運(yùn)B2l2m?R＋r?動(dòng)到ef處時(shí)恰好靜止，則外力F作用的時(shí)間為多少？解