2019年高考物理大一轮复习江苏专版文档：第九章+电磁感应+本章学科素养提升+Word版含答案

基本模型　如图1，两光滑金属导轨水平放置，导轨间距为L，导体棒的质量为m，回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动，初速度为v0，导体棒在磁场中的运动情况分析如下： 图1 运动条件 运动情况分析 F为恒力 F＝ 合力为零，做匀速运动 F> v↑?BLv↑?I↑?BIL↑?a↓?a＝0，匀速运动 F< v↓?BLv↓?I↓?BIL↓?a↓?a＝0，匀速运动 F随时间t按一定线性规律变化 要使棒做匀加速运动，由牛顿第二定律：F＝ma＋ 例1　如图2所示，在倾角为θ＝37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中，导轨M、P端间接入阻值R1＝30 Ω的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2＝6 Ω的电阻．质量为m＝0.6 kg、长为L＝1.5 m的金属棒放在导轨上以v0＝5 m/s的初速度从ab处向右上方滑到a′b′处的时间为t＝0.5 s，滑过的距离l＝0.5 m．ab处导轨间距Lab＝0.8 m，a′b′处导轨间距La′b′＝1 m．若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变，不计金属棒和导轨的电阻．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： 图2 (1)此过程中电阻R1上产生的热量； (2)此过程中电流表的读数； (3)匀强磁场的磁感应强度． 解析　(1)因电流表的读数始终保持不变，即感应电动势不变， 故BLabv0＝BLa′b′va′b′，代入数据可得va′b′＝4 m/s， 根据能量转化和守恒定律，得Q总＝m(v02－v a′b′2)－mglsin 37°＝QR1＋QR2 由Q＝t， 得＝， 代入数据可求得QR1＝0.15 J. (2)由焦耳定律QR1＝I12R1t可知，电流表读数I1＝＝0.1 A. (3)不计金属棒和导轨上的电阻，则R1两端的电压始终等于金属棒与两轨接触点间的电动势，由E＝I1R1，E＝BLa′b′va′b′ 可得B＝＝0.75 T. 答案　(1)0.15 J　(2)0.1 A　(3)0.75 T 基本模型 1．初速度不为零，不受其他水平外力的作用 光滑的平行导轨 光滑不等距导轨 示意图 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 (杆MN、PQ间距足够长) 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝2L2 (杆MN、PQ间距足够长且只在各自的轨道上运动) 规律 分析 杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，以相等的速度匀速运动 杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度均为零，两杆的速度之比为1∶2 2．初速度为零，一杆受到恒定水平外力的作用 光滑的平行导轨 不光滑平行导轨 示意图 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 摩擦力Ff1＝Ff2 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 规律 分析 开始时，两杆做变加速运动；稳定时，两杆以相同的加速度做匀加速运动 开始时，若F≤2Ff，则PQ杆先变加速后匀速运动，MN杆静止．若F>2Ff，PQ杆先变加速后匀加速运动，MN杆先静止后变加速最后和PQ杆同时做匀加速运动，且加速度相同 例2　间距为L＝2 m的足够长的金属直角导轨如图3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＝0.1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直放置形成闭合回路．细杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ＝0.5，导轨的电阻不计，细杆ab、cd的电阻分别为R1＝0.6 Ω，R2＝0.4 Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B＝0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)．当ab杆水平在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动，且t＝0时，F＝1.5 N．g＝10 m/s2. 图3 (1)求ab杆的加速度a. (2)求当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小． (3)若从开始到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做的功为5.2 J，求该过程中ab杆所产生的焦耳热． 解析　(1)由题意可知，在t＝0时，F＝1.5 N 对ab杆进行受力分析，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma 代入数据解得a＝10 m/s2. (2)从d向c看，对cd杆进行受力分析，如图所示，当cd杆速度最大时，ab杆的速度大 ... ...