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1、高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。母题9:电磁感应与能量综合【方法归纳】.导体切割磁感线或磁通量变化过程,在回路中产生感应电流,机械能转化为电能。电流通过导体受到安培力作用或通过电阻发热、电能转化为机械能或内能。因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题,快捷方便。典例9 (2012山东理综)如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为
2、B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到v时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率为P,导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g,下列选项正确的是AP=2mgsinBP=3mgsinC当导体棒速度达到v/2时加速度为gsinD在速度达到2v以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功【针对训练题精选解析】1(2011上海物理)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=1.15m,两导轨间距L=0.75 m,导轨倾角为30,导轨上端ab接一阻值R=1.5的电阻,磁感应强度B=0.8T的匀强磁场垂直
3、轨道平面向上。阻值r=0.5,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr=0.1J。(取g=10m/s2)求:(1)金属棒在此过程中克服安培力的功;(2)金属棒下滑速度v=2m/s时的加速度(3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理,。由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。 (3)此解法正确。 金属棒下滑时受到重力和安培力作用,其运动满足上式表明,加速度随速度增加而减小,棒作加速度减小的加速运动。无论最终是否达到匀速,当棒到达斜面底端时速度一定为最大。由动能定理可
4、以得到棒的末速度,因此上述解法正确。 =2.74m/s。 2.(2011天津理综物理)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.01,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2,问:(1)通过棒cd的电流I是多大,方向如何?(2)棒ab受到的力F多大?(3)棒cd每产
5、生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?3(2007年北京理综)用密度为d、电阻率为、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。(1)求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在竖直方向足够长);(2)当方框下落的加速度为时,求方框的发热功率P;(3)已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vt0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动。已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中T0=。设小球在运动过程中电量保持不变,对原磁场的影响可忽略。(1)在t=0到t=T0 这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0;(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。试求t=T0 到t=1.5T0 这段时间内:细管内涡旋电场的场强大小E;电场力对小球做的功W。12