高考物理 电磁感应精讲精练 电磁感应中的“杆 导轨”模型学案.doc

电磁感应中的“杆+导轨”模型“杆+导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”,也是高考的热点,考查的知识点多,题目的综合性强,物理情景变化空间大,是我们复****中的难点.“杆+导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为重点);导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、匀变速、,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,( ):,相当于电源,线框左右两端电阻并联,当PQ运动到中间时并联电阻最大,流经PQ的电流最小,因此在滑动过程中,PQ中的电流先减小后增大,选项A错误;由于外接电阻先增大后减小,因此PQ两端的电压即路端电压先增大后减小,选项B错误;由能量守恒得拉力功率等于线框和导体棒的电功率,因此拉力功率为P==,由于电路总电阻先增大后减小,因此拉力功率先减小后增大,选项C正确;矩形线框abcd总电阻为3R,当PQ滑动到ab中点时,线框并联总电阻最大,最大值为R,小于导体棒PQ的电阻,所以滑动过程中线框消耗的电功率先增大后减小,,如图所示为俯视图,导轨右端接入电阻R=,其他部分无电阻,导轨间距为L=,界线MN右侧有匀强磁场,磁感应强度为B=,质量m=,在距离界线MN为d==1N作用从静止开始向右运动,到达界线PQ时恰好匀速,界线PQ与MN间距也为d.(1)求匀速运动时的速度v的大小;(2):(1)匀速时合力为零,所以F=F安=BIL=得v==(2)设导体棒从出发到匀速的过程安培力做功为WA,根据动能定理有F·2d+WA=mv2得WA=-JR的发热量即为导体棒克服安培力做的功,即Q=|WA|=J答案:(1) (2),一对足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上,两导轨间距为L,左端接一电源,其电动势为E、内阻为r,有一质量为m、长度也为L的金属棒置于导轨上,且与导轨垂直,金属棒的电阻为R,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中.(1)若闭合开关S的同时对金属棒施加水平向右恒力F,求棒即将运动时的加速度和运动过程中的最大速度;(2)若开关S开始是断开的,现对静止的金属棒施加水平向右的恒力F,一段时间后再闭合开关S;要使开关S闭合瞬间棒的加速度大小为,:(1)闭合开关S的瞬间回路电流I=金属棒所受安培力水平向右,其大小FA=ILB由牛顿第二定律得a=整理可得a=LB+金属棒向右运动的过程中,切割磁感线产生与电源正负极相反的感应电动势,回路中电流减小,安培力减小,金属棒做加速度逐渐减小的加速运动,匀速运动时速度最大,此