2022年高考物理专题电磁感应与电路的综合问题分析.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载高三物理（人教版）其次轮专题辅导讲座第三讲 电磁感应与电路的综合问题分析电路是由电源、用电器和导线组成；由于电源的不同,电路可以分为直流电路、沟通电路和感应电路 . 一、 直流电路（一）重点学问回放：1电流强度： I=q/t 留意：（1）假如是正、负离子同时定向移动形成电流,（2）I 有大小,有方向,但是标量；2部分电路欧姆定律 . （1）公式 I=U/Rq 应是两种电荷量的肯定值之和；留意：当 R 肯定时, I U； I 肯定时, UR；U 肯定时, I1/R；但 R 与 I 、U 无关 . （2）适用范畴：适用于金属、液

2、体导电,不适用于气体导电 . （3）伏安特性曲线：IU 图线、 UI 图线是过原点的直线；留意： 在 IU 图线中, R = cot= 1/k斜率,斜率越大, R 越小； 在 UI 图线中, R = tan= k斜率,斜率越大, R 越大 . 3电阻定律（1）数学表达式：R= L/S 留意：对某一导体,L 变化时 S也变化, L S=V 恒定（2）电阻率： =RS/L 留意：电阻率与物体的长度 L、横截面积 S 无关,和物体的材料、温度有关 .有些材料 的电阻率随温度的上升而增大,有此材料的电阻率随温度的上升而减小,也有些材料的电阻 . 率几乎不受温度的影响 二、 直流电路（一）重点学问回放：

3、1电流强度： I=q/t 留意：（1）假如是正、负离子同时定向移动形成电流,（2）I 有大小,有方向,但是标量；2部分电路欧姆定律 . （1）公式 I=U/Rq 应是两种电荷量的肯定值之和；留意：当 R 肯定时, I U； I 肯定时, UR；U 肯定时, I1/R；但 R 与 I 、U 无关 . （2）适用范畴：适用于金属、液体导电,不适用于气体导电 . （3）伏安特性曲线：IU 图线、 UI 图线是过原点的直线；留意： 在 IU 图线中, R = cot= 1/k 斜率,斜率越大, R 越小； 在 UI 图线中, R = tan= k斜率,斜率越大, R 越大 . 3电阻定律（1）数学表达

4、式：R= L/S留意：对某一导体,L 变化时 S也变化, L S=V 恒定（2）电阻率： =RS/L名师归纳总结 留意：电阻率与物体的长度L、横截面积S 无关,和物体的材料、温度有关.有些材料第 1 页,共 19 页的电阻率随温度的上升而增大,有此材料的电阻率随温度的上升而减小,也有些材料的电阻- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 率几乎不受温度的影响. 学习好资料欢迎下载4电功、电功率、电热2m/R=I2U m（1）电功：W=qU=IUt ,假如是纯电阻电路仍可写成：W=U2t/R=I2Rt；（2）电热： Q=I2Rt,假如是纯电阻电路仍可写成：Q= I

5、Ut=U2t/R（3）电功率： P=W/t=IU,假如是纯电阻电路仍可写成：P=I2R=U2/R. （4）额定功率：即是用电器正常工作时的功率,当用电器两端电压达到额定电压时,用电器达到额定功率Pm, Pm=I mU m,假如是纯电阻电器仍可写成：Pm=UmR. 5串、并电路的特点和性质（1）串联电路 两个基本特点： U=U1=U2=U3= , I=I 1+I 2+I3 三个重要性质：R=R1+R2+R3+ U/R=U1/R1=U 2/R2；P/R=P1/R1=P2/R2= =Pn/Rn=I2. （2）并联电路 两个基本特点： U=U1=U2=U3= I=I1+I 2+I3 三个重要性质：1/

6、R=1/R1+1/R2+1/R3+ , IR=I1R1=I2R2=I3R3= I nRn=U P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3= =Pn/Rn=U 2. 熟记：n 个相同电阻 R 并联,总电阻 R 总R/n；两个电阻 R1、R2 并联,总电阻 R总R1R2/R1+R2；,总电阻必变大,反之变小；某一支路电阻变大 其它支路电阻不变 并联支路增多,总电阻变小,反之增大；并联电路总电阻小于任一支路电阻；6.闭合电路欧姆定律（1）三种表达式：I=E/R+R； E=U 外+U 内； U 端EIR（2）路端电压 U 和外电阻 R 外关系争论：R外增大, I 变小, U端变大； R外减小时, I

7、变大, U外变小 当 R外 断路 时, I 0,U端E最大 ；当 R 外 0短路 时, U 端0最小 ,IE/R最大 .电源被短路,是不答应的 . （4）几种功率：P 总E.I 消耗功率 ；电源总功率 输出功率 P 输出 U 端 I 外电路功率 ；电源损耗功率 P 内损I 2R内电路功率 . （二）典型题型分析：1、动态直流电路的分析 题型特点： 由于电路中某些元件如滑动变阻器的滑片移动或开关的断开、闭合,导致电 路电阻的变化,会引起电流、电压、电功率等相关物理量的变化 . 分析基本方法： （1）分析电路的结构, （2）电路的阻值变化, （3）由闭合电路欧姆定律判定总电流、路端电压变化, （

8、4）再依据电路特点和电路中电压、电流、电压的变化情形 . 电流安排原就判定各部分留意：分析这类题时,要紧紧抓住由局部整体局部的思,RSV 3 A R2V 1 想,先由局部的电阻变化,分析整体的电阻、 电流、电压的变化,R1然后再回到局部争论相差物理量的变化. PV 2 链接高考：图 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载P 向下滑例 1（06 上海） 在如图 1 所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头动时,四个抱负电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I 、U 1、U2 和 U3 表示,电

9、表示数变化量的大小分别用 I、 U1、 U2 和 U3 表示以下比值正确选项（）（A）U1/I 不变, U 1/ I 不变（C）U 2/I 变大, U 2/ I 不变（B）U 2/I 变大, U2/ I 变大（D）U 3/I 变大, U3/ I 不变【解析】：U1U1R 1,由于 R1不变,故rU1不变,U1不变,同理,U2R2,IIIII由于 R2 变大,所以U2变大 .但是U2R 1IR 1r,所以U2不变 . III而U3R 2R 1,所以U3变大 .由于U3Irr,所以U3不变 . IIIII应选项A 、C、D 正确 . 同型题：1（06 天津卷） 如图 2 所示的电路中,电池的电动势

10、为 E,内阻为 R,电路中的电阻 R1、R2和 R3的阻值都相同 .在电键 S 到处于闭合状态下,如将电键 S1 由位置 1 切换到位置 2,就（B ）A 电压表的示数变大 E R1 R3 B电池内部消耗的功率变大 R V 1 S1 C电阻 R2两端的电压变大 S R2 2D电池的效率变大2、稳态直流电阻电路的分析与运算 图 2 题型特点： 在电路中,是由电阻元件或纯电阻元件构成的回路,要求运算某电阻的电压,电功或电功率等 . 分析的基本方法：正确熟悉和判定电路的结构,应用闭合电路的欧姆定律求回路中的电流,在应用相关的公式求解 .会应用数学学问分析物理问题 . 链接高考：例 2（06 重庆卷）

11、 三只灯泡 L 1、L2 和 L 3 的额定电压分别为1.5 V、 1.5 V 和 2.5 V,它们名师归纳总结 的额定电流都为0.3 A.如将它们连接成如图3 和如图 4 所示电路,且灯泡都正常发光,第 3 页,共 19 页1试求图 3 电路的总电流和电阻R2消耗的电功率 ; 2分别运算两电路电源供应的电功率,并说明哪个电路更节能. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载L1L2R1L 1L2L3L 3SE=3. 0V R2S图 4 E /=6.0V R3R=0. 5R /=0. 5图 3 【解析】： 1由题意,在图3 电路中：电路的

12、总电流：I 总IL1+ IL2+ IL3=0.9 A U 路端 =E- I 总R=2.55 VU R2= U路程- UL3=0.05 VI R2= I总=0.9 A 电阻 R2 消耗功率 PR2= I R2 UR2=0.045 W（2）图 3 电源供应的电功率：P 总= I 总 E=0.9 3 W=2.7 W图 4 电源供应的电功率：P总= I总 E0.3 6W1.8 W由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而 P总 P 总所以图 4 电路比题电路节能 . 3、非纯电阻电路的分析与运算题型特点： 在直流电路中含有电动机、电解槽等装置,这些装置的共同特点是可以将电能转化为机械能、化学能等其他形

13、式的能量. . 求解的基本方法：分清电能的转化途径例 3、直流电动机线圈的电阻很小,起动电流很大,这对电动机本身和接在同一电源上的其他电器都产生不良的M R 时后果 .为了减小电动机起动时的电流,需要给电动机串联一个U R 起动电阻R,如图 5 所示 .电动机起动后再将R 逐步减小 .如果电源电压U=220V,电动机的线圈电阻R0=2 ,那么,（1）不串联电阻R 时的起动电流是多大？图 5 （2）为了使起动电流减小为20A ,起动电阻应为多大？【解析】：（1）起动时电动机仍没有转动,电机等效为一个纯电阻,所以不串联的起动电流为：名师归纳总结 IU220A110A20A ,电路的总电阻应为第 4

14、 页,共 19 页r02（2）为了使起动电流为R总U22011I20- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 故起动电阻应为R学习好资料2 9欢迎下载电动机S R 总0r 11同型题：2、某一用直流电动机提升重物的装置,如图 6 所示,重物的质量 m=50kg,电源电动势 E=110V,不计电源电阻及各处摩擦,当电动机以 V=0.90m/ S 的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度 I=5A ,由此可知,图 6 电动机线圈的电阻 R 是多少 .g=10m/ S 2. 答案： R=92 . 4、含容电路的分析与运算题型特点： 在直流电路中含有一个或多个电容器

15、 在电场中的运动问题；. 会涉及直流电路中电容器和带电粒子求解的基本方法： （1）在分析电路的特点时,把电容器支路看成断路 .即去掉该支路 . （2）凡是与电容器串联的电阻均用导线代替 .由于电阻与电容器的阻值比较忽视不计 . （3）电容器两端的电势差与并联的电阻两端的电压相等 . （4）对带电粒子在复合场中的运动,. 关键是分析清晰带电粒子的运动情形和受力情形,仍要善于挖掘题目中隐含条件,由功能关系求解链接高考：例 4（06 四川） 如图 7 所示的电路中,两平行 图 7 金属板 A、B 水平放置,两板间的距离 d=40 cm.电源电动势 E=24V,内电阻 R=1 ,电阻 R=15 .闭合

16、开关 S,待电路稳固后,将一带正电的小球从 B 板小孔以初速度 v0=4 m/s 竖直向上射入板间 .如小球带电量为 q=1 10-2 C,质量为m=2 10-2 kg,不考虑空气阻力 .那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达 A板.此时,电源的输出功率是多大？取 g=10 m/s 2 【解析】（1小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到设两板间电压为 UAB由动能定理得：mgdqUAB=01 mv 2滑动变阻器两端电压： U 滑 =UAB=8VA 板时速度为零 . 名师归纳总结 设通过滑动变阻器电流为I ,由欧姆定律得：I=EU滑1 A第 5 页,共 19 页Rr滑动变阻器接入

17、电路的电阻：R 滑U滑8I2电源的输出功率：P出I2R R 滑 =23 W- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载5、实际生活中的电路问题分析题型特点： 以人们日常生活中所用到的电路学问为背景,或以现实生活中使用的家用电器立意命题设置物理问题 . 求解的基本方法：把生活中的问题转化为常见的物理模型,应用相关的电路学问求解 .；将涉及电功、电功率、欧姆定律等学问,属简单题 . 链接高考：例 5（06 广东大综 ）爱护自然环境,开发绿色能源,实现旅行与环境的和谐进展 .某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统,用来满意园内用电需要1.0 105W,

18、输出电压为220V.求：.已知该发电系统的输出功率为按平均每天太阳照耀6 小时计,该发电系统一年（365 天计）能输出多少电能？该太阳能发电系统除了向10 台 1000W 的动力系统正常供电外,仍可以同时供园内多少盏功率为100W ,额定电压为220V 的照明灯正常工作？100W、额定电压为220V由于发电系统故障,输出电压降为110V,此时每盏功率为的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？【解析】：（2） P1.0 10 5W t365 6h EPt kW h 或 E7.884 0 11J 900 盏 设 P1 和 U1 分别为照明灯正常工作的功率和电压,故障后 照明灯的实际功率和电压P

19、1U2 1电功率 kW 2 1.5 1 0.5 RP2P 12P 1U14U2同型题：3（06 上海理综）夏天空调器正常工作时,制冷状态与送风状态交替运行.一空调器在P2 和 U2 分别为供电系统发生名师归纳总结 不同工作状态下电功率随时间变化的关系B ）0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 时间 分 第 6 页,共 19 页见图 8,此空调器运行1 小时用电（图 8 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A 1.0 度学习好资料欢迎下载B1.5 度C2.0 度D2.5 度三、 感应电路（一）重点学问回放：1、产生感应电

20、动势、感应电流的条件：（1）闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体内就可以产生感应电 动势和感应电流；（2）穿过线圈的磁通量发生变化时,线圈里就产生感应电动势或感应电流；留意：对于闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时不一 定产生感应电流；如：如图 9 所示,闭合线圈 abcd 部分导体在匀强磁场 中做切割磁感线运动,但整个线圈中却没有感应电流产生 .缘由是：整个 线圈中的磁通量并没有发生变化 . 2、感应电流、感应电动势方向的判定：（1）当部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电动势和 感应电流用右手定就判定 . （2）当闭合电路中的磁通量发生变化时,引起感应电流

21、时,用楞次 图 9 定律判定 . 3、法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中,产生的感应电动势大小,跟穿过这一回 路的磁通量的变化率 成正比 . = / t 留意：公式 = / t 运算的是 t 内的平均电动势 . 当回路中有部分导体在做切割磁感线运动时,在导体两端产生的感应电动势的运算公式 =BLVsin （BL）式中 为导体运动方向与磁感线方向的夹角.（应用时肯定要留意B与 V 之间的夹角 ）. 留意： v 是平均速度就求得平均感应电动势；如V 是瞬时速度,就求得瞬时感应电动势. （二）典型题型分析：1、电磁感应现象分析 题型特点： 由于闭合回路中某段导体做切割磁感线运动或穿过某闭合回路的磁

22、通量发生变化,在该回路中就要产生感应电流.可以判定感应电流的方向、大小等问题. 分析基本方法： （1）当部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流用右手定就判定：产生感应电动势和感应判定原就： a、感应电流方向的判定：四指所指的方向为感应电流的方向；b、对于感应电动势的方向判定,无论电路是否闭合,都可以用右手定就进 行判定：四指指向电动势的正极 . （2）当闭合电路中的磁通量发生变化时,引起感应电流时,用楞次定律判定；链接高考：名师归纳总结 例 6（06 广东物理） 如图 10 所示,用一根长为L 质量不图 10 第 7 页,共 19 页计的细杆与一个上弧长为l 0、下弧长为 d0 的金属线框的

23、中点联结并悬挂于O 点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为 2d0 的方向垂直纸面对里的匀强磁场,且d0 L.先将线框拉开到如图10 所示位置,松手后让线框进入磁场,忽视空气阻力和摩擦 .以下说法正确选项（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载A 金属线框进入磁场时感应电流的方向为：aBcdaB金属线框离开磁场时感应电流的方向为：adcBaC金属线框 dc 边进入磁场与 aB 边离开磁场的速度大小总是相等D金属线框最终将在磁场内做简谐运动【解析】：金属线框进入磁场时,由于电磁感应产生电流,依据楞次定律判定电流的方向为： aBc

24、da.金属线框离开磁场时由于电磁感应产生电流,依据楞次定律判 断电流的方向为 adcB a .依据能量转化和守恒,可知,金属线框 dc 边进入 磁场与 aB边离开磁场的速度大小不相等 .如此往复摇摆,最终金属线框在匀强磁场内摇摆,由于 d0L,单摆做简谐运动的条件是摆角小于等于 10 度,故最终在磁场内做简谐运动 .所以选（D）；2、电磁感应与电路 P a题型特点： 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体 Q在做切割磁感线运动 ,在回路中将产生感应电动势,回路中将有感应电流；从而争论相关电流、电压、电功等问题；R1其中包含电磁感应与力学问题、电磁感应与能量问题；v R2解题基本思路： 1. 产生

25、感应电动势的导体相当于一个电源,感应电动势等效于电源电动势,产生感应电动势的MbN导体的电阻等效于电源的内阻. 2. 电源内部电流的方向是从负极流向正极,即从低电势流向高电势 . 图 11 3. 产生感应电动势的导体跟用电器连接,可以对用电器供电,由闭合电路欧姆定律求解各种问题 . 4. 解决电磁感应中的电路问题,必需按题意画出等效电路,其余问题为电路分析和闭合电路欧姆定律的应用 . 例 6、如图 11 所示, PQNM 是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形导体框,水平放置, 金属棒 ab 与 PQ、MN 垂直,并接触良好 .整个装置放在竖直向下的匀强磁场中,磁感强度B=0.4T.已知

26、 ab 长 l R1ER2=0.5m,其余电阻均忽视不计,外力大小是多少？R1消耗的r电热功率为多少？（不计摩擦）名师归纳总结 解析：等效电路如图12 所示：2Re图 12 2va第 8 页,共 19 页产生的高压电感应电动势为：E=Blv = 0.4 0.5 5=1V Cc电阻 R1,R2 并联的总电阻为：R 并=4/3 由闭合电路的欧姆定律的：回路中的总电流为：I 总=3/4 A ab的安培力为： F=BI总l =0.4 0.75 0.5=0.15N ab向右匀速运动,据平稳条件：外力与安培力等a大反向；所以外力大小为0.15N BRO d依据并联电路的分流特点：2Rev C cR1通过的

27、电流为：I1=1/2 A 所以 R1消耗的电热功率为：P1= I 1 2R1=1/4 2=0.5W ；例 7、如图 13 所示,两个电E1R bE2fd图 13 bf图 14 图 15 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载阻的阻值分别为 R 和 2R,其余电阻不计,电容器的电容量为 C,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面对里,金属棒 ab、cd 的长度均为 l ,当棒 ab 以速度 v 向左切割磁感应线运动时,当棒 cd 以速度 2v 向右切割磁感应线运动时,电容 C 的电量为多大？哪一个极板带正电？解：画出等效电路如图 14 示

28、：棒 ab 产生的感应电动势为：E1=BlV棒 ab 产生的感应电动势为：E2=2BlV电容器 C充电后断路, Uef= - Blv /3,Ucd= E2=2BlVUC= Uce=7 BLV /3 Q=C UC=7 CBlV /3 R ba RbRO右板带正电；例 8、如图 15 所示,金属圆环的半径为R,电O阻的值为 2R.金属杆 oa 一端可绕环的圆心O 旋转,a另一端 a 搁在环上, 电阻值为 R.另一金属杆ob 一端固定在 O 点,另一端 B 固定在环上,电阻值也是R.甲图 16 乙加一个垂直圆环的磁感强度为B 的匀强磁场,并使oa 杆以角速度 匀速旋转 .假如全部触点接触良好,ob

29、不影响 oa 的转动,求流过oa 的电流的范畴 . 解析： Oa旋转时产生感生电动势,大小为：,E=1/2 B r 2 当 Oa 到最高点时,等效电路如图 16 甲所示：I min =E/2.5R= B r 2 /5R 当Oa与Ob重合时,环的电阻为 0,等效电路如图 16乙示：Imax =E/2R= B r 2 /4R B r 2 /5RI B r 2 /4R 链接高考：例 9（06 四川） 如图 17 所示,接有灯泡L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中,一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动,其运动情形与弹簧振子做简谐运动的情形相同.图中 O 位置对应于弹簧振子的平稳位置,P、Q 两位置对

30、应于弹L B 簧振子的最大位移处.如两导轨的电阻不计,就（）A 杆由 O 到 P 的过程中,电路中电流变大B杆由 P 到 Q 的过程中,电路中电流始终变大P O 图 17 Q C杆通过 O 处时,电路中电流方向将发生转变D杆通过 O 处时,电路中电流最大【解析】：导体杆往复运动,切割磁感线相当于电源,其产生的感应电动势 EBLV,由于杆相当于弹簧振子,其在O 点处的速度最大,产生的感应电动势最大,因此电路中的电名师归纳总结 流最大 .依据右手定就,电流在P、 Q 两处转变方向,此时的电流为零.故挑选 D. 第 9 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -

31、- - - 学习好资料欢迎下载MON 固定在水平面内,导例 10（06 江苏卷 ）如图 18 所示,顶角=45 ,的金属导轨轨处在方向竖直、磁感应强度为 B 的匀强磁场中 .一根与 a MyON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度 v0沿导轨BMON 向左滑动, 导体棒的质量为 m,导轨与导体棒单位长度的电阻匀称为 R.导体棒与导轨接触点的 a 和 B,导体棒 v0在滑动过程中始终保持与导轨良好接触 .t=0 时,导体棒位 O b N x于顶角 O 处,求：图 18 （1）t 时刻流过导体棒的电流强度 I 和电流方向 . （2）导体棒作匀速直线运动时水平外力 F 的表达式 . （ 3）导体

32、棒在 0t 时间内产生的焦耳热 Q. （4）如在 t0 时刻将外力 F 撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标 x. 解析：（1）0 到 t 时间内,导体棒的位移：xtt 时刻,导体棒的长度：lx 导体棒的电动势：EBl v 0 回路总电阻： R2x2 xR电流强度：IEBv 0 电流方向： BaR（ 2 2）r2 2（2）FBlI IEB v t2R（ 2 2）rF B2 3（3）t 时刻导体的电功率：PI 2RIEB v t 0R（ 2 2）rx0 xPtQPtIEB v t 2 3 2 S lv tl x2 R 222）r（4）撤去外力持,设任意时刻 t 导体的坐标为 x,速度为 v,取很

33、短时间 t 或很短距离 x名师归纳总结 在 tt+时间内,由动量定理得：BIl tmv第 10 页,共 19 页2B22r lv t2 m v- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2B22rSmv 0学习好资料欢迎下载扫过的面积 Sx 0xx 0x 2 x 0x2dd（x=v0t）22x222mv r v t 0 02B设滑行距离为d,就：Sv t 0 0（v t 0 02即： d 2+2v0t0d2 S0 解之： d v0t0+2Sv t 0 0222（负值已舍去）2得 ：xv0t0+ d2Sv t 0 022mv r v t 0 0B2小结：此题把感应

34、电动势、安培力、物体的运动直流电路学问奇妙结合在一起,是一道综合性很强的试题,学问容量大,综合考查考生分析、推理的才能和图形转换才能 .滑杆类问题历来是高考命题的重点和热点,这类问题设问敏捷,综合性强, 在复习过程中应引起足够的重视 . 同型题：4（06 重庆 两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图 19 所示放置, 它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面 .质量均为 m 的金属细杆 aB、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数为 ,导轨电阻不计,回路总电阻为 2R.整个装置处于磁感应强度大小为 B,方向竖直向上的匀强磁场中 .当 aB 杆在平行于水平导轨的拉力

35、 F 作用下以速度 V1 沿导轨匀速运动时,cd 杆也正好以速率向下 V2 匀速运动 .重力加速度为 g.以下说法正确选项 AD 2 2B L V 1A aB 杆所受拉力 F 的大小为 mg2 RBcd 杆所受摩擦力为零名师归纳总结 C. 回路中的电流强度为BL V 1V 2图 19 第 11 页,共 19 页2 RD 与大小的关系为2Rmg 2 2 B L V 1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载例 1106 全国卷 II 如图 20 所示,位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面,导

36、轨的一端与一电阻相连；具有肯定质量的金属杆aB 放在导轨上并与导轨垂直.图 20 现用一平行于导轨的恒力F 拉杆 aB,使它由静止开头向右运动.杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计.用 E 表示回路中的感应电动势, i 表示回路中的感应电流,在 i 随时间增大的过程中,电阻消耗的功率等于 AF 的功率B安培力的功率的肯定值CF 与安培力的合力的功率DiE 【解析】：随时间增大的过程中,杆的速度越来越大,加速度越来越小,由能量守恒可知,克服安培力做功的功率是把其它形式的能转化成电能的电功率,即等于电阻消耗的功率,整个回路中只有外电阻 R,故电源的功率即电阻消耗的功率 . 所以选（ BD ）

37、小结：此题涉及电磁感应现象中的安培力、感应电流等学问,考查了能量转化与守恒在电磁感应现象中的应用 . 法拉第电磁感应定律、安培力、能量守恒和转化定律、功率、牛顿运动定律等内容,而电磁感应一类题目的求解常用能量相结合的方法来解决 . 例 12（上海物理卷 ）如图 21 所示,将边长为a、质量为 m、电阻为 R 的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为B、磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面对里线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后连续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f 且线框不发生转动求：（1）线框在下落阶段匀速进

38、人磁场时的速度V 2；QB 图 21 a b 2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热【解析】：（1）由于线框匀速进入磁场,就合力为零.有mgf2 2B a vR解得： v mgf R2 2B a（2）设线框离开磁场能上升的最大高度为mgf h12 mv 12h,就从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - mgf h12 mv 2学习好资料欢迎下载2解得： v1mgf v 2fmgfmgf R: 2 B a2mg（3）在线框向上刚进入磁场到刚

39、离开磁场的过程中,依据能量守恒定律可得1m 2v 12 12 mv 1mg baQ22解得： Q3 m mgfmgfR2mg ba24 B a4小结：题目考查了电磁感应现象、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定就、动能定理和能量转化和守恒定律,而线框在磁场中的运动是典型的非匀变速直线运动,功能关系和能量守恒定律是解决该类问题的首选,备考复习中肯定要突出能量在磁场问题中的应用 . 同型题：506 上海物理卷 如图 21 所示,平行金属导轨与水平面成 角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒aB,质量为 m,导体棒的电阻与固定电名师归纳总结 阻 R1 和 R2 的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为,导体棒 aBB 第 13 页,共 19 页沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v 时,受到安培力的大小为F此a R1时 BCD （A）电阻 R1 消耗的热功率为Fv3R2b （B）电阻R.消耗的热功率为Fv6（C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgVcoS图 2