章末核心素养提升 一、“三定则一定律”的综合应用 1.“三定则一定律”的对比 名称 基本现象 因果关系 应用的定则或定律 电流的磁效应 运动电荷、电流产生磁场 因电生磁 安培定则 洛伦兹力、安培力 磁场对运动电荷、电流有力的作用 因电受力 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则 闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律 2.“三定则一定律”的应用方法 (1)弄清“因果关系”是正确应用定则、定律的关键。 (2)判断感应电流受到的安培力 ①先用右手定则判定感应电流的方向，再用左手定则确定安培力的方向。 ②根据楞次定律的推论可知安培力阻碍相对运动。 例1 (多选)如图所示，金属圆形线圈P与U形金属框架放在纸面内，图中虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，金属杆ab放在U形金属框架上，杆ab在U形金属框架上运动过程中始终与U形金属框架的边保持垂直且接触良好。若要使圆形线圈P中产生顺时针方向的感应电流，杆ab在U形金属框架上的运动情况可能是( ) A.向右加速运动 B.向右减速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 听课笔记 _____ _____ _____ _____ 例2 (多选)如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在安培力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( ) A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动 听课笔记 _____ _____ _____ _____ 二、电磁感应中的动量和能量综合问题 对于电磁感应问题中的导体棒在导轨上做变加速运动，用牛顿第二定律只能定性分析，有些题目，必须用动量守恒定律或动量定理才能定量求解。 1.动量守恒定律的应用 如图甲，a、b导体棒运动时，电流大小相等，根据F＝BIL，可知两棒所受安培力大小相等，且方向相反，这类问题可用动量守恒定律求解稳定时的速度。 2.动量定理的应用 (1)如图乙，导体棒运动时会受到向左的安培力F＝BIL＝(不计导体棒的电阻)，I、v、F均随时间变化。考虑很短的时间Δt，由动量定理得 －BILΔt＝－·Δt＝mΔv 对等式两边求和，考虑到 ΣIΔt＝q，ΣvΔt＝s，ΣΔv＝v′－v0 可得－BLq＝－＝m(v′－v0) 由此式可得，若知道导体棒的速度变化量，就能求出该运动过程中通过电路的电量q、位移s，反之亦可以求出末速度v′。 (2)上面是通过微元法求和分析的，由于动量定理只考虑初末状态，我们还可以从整体上以平均值的角度分析。导体棒运动的位移为s时，ΔΦ＝BLs，E＝，I＝，s＝vΔt，则－F安Δt＝－BILΔt＝－BLq＝－＝m(v′－v0)。 例3 如图所示，空间存在一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两根固定的足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为L。在导轨上面平放着两根平行的导体棒ab和cd，质量分别是2m和m，电阻分别是R和2R，其余部分电阻可忽略不计。初始时刻cd棒静止，给ab棒一个向右的初速度v0，求从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能。 _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ _____ 例4 (2024·广东广州高二期末)我国新一代航母准备采用全新的电磁阻拦技术使飞机着舰时在电磁阻尼下快速停止。现将其简化为如图所示的模型(俯视图)，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，轨道端点M、P间接有阻值为R的电阻，一个长度也为L、阻值为r的轻质导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。质量为m的飞机水平着舰时钩住导体棒ab上的绝缘绳的同时关闭动力系统，飞机与导体棒瞬间共速，测得此时飞机的加速度大小为a，之后在磁场中一起减速滑行，不计飞机和导体棒ab受到的摩擦阻力和空气阻力。求： (1)飞机着舰时的速度大小； (2)飞机从着舰至停止过程中，导体 ... ...
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