高考物理总复习 本章整合课件9 新人教版选修32

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[解析] 圆环下落过程中，穿过的磁通量先增大后减 小，电流方向为先顺时针后逆时针(从上往下看)，选项D错 误．圆环通过O位置时，不切割磁感线，没有感应电流，只受重 力作用，而在关于(guānyú)O对称的位置上穿过圆环的磁通量相 等，磁通量的变化率随圆环速度的不同而不同．在正x轴上的相 应位置上，圆环的速度较大，其磁通量的变化率较大，因而感 应电流的最大值大于圆环在负x轴上的感应电流最大值，选项B 对，A，C错误．
a RR0.
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(3)设在此过程中导轨运动距离为 S， 由动能定理得：W 合＝ΔEk W 合＝MaS 条件：Ff＝μ(mg＋FA) 运算：W＝μmgs＋μWA ＝μmgs＋μQ ∴S＝Wμ－mμgQ ΔEk＝MaS＝μMmag(W－μQ)
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[答案] (1)Blat/(R＋R0at2) (2)t＝
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整个装置处于磁感应强度大小为B＝1 T、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作用下沿导轨 向右匀速运动时，静止的cd杆所受摩擦力为最大静摩擦力，方 向沿斜面向下(xiànɡ xià)．求此拉力的功率．(重力加速度g＝10 m/s2.可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
R时 aR0
Fmax＝Ma＋μmg
＋1＋μB2L2 2
a RR0
(3)μMmag(W－μQ)
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【热点强化(qiánghuà)】 1．(2012·山东卷)如右图所示，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θ，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，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终 以2v的速度匀速运动．
[答案] B
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2. (2012·苏北四市一模)如右图所示，两个完全相同的矩
形导线框A，B在靠得很近的竖直平面内，线框的对应边相互平
行．线框A固定(gùdìng)且通有电流I，线框B从图示位置由静止
释放，在运动到A下方的过程中
()
A．穿过线框B的磁通量先变小后变大
B．线框B中感应电流的方向先顺时针后逆时针
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[解析] 对 cd 杆由平衡条件可得： BILcos37°＝mgsin37°＋μFN， FN＝mgcos37°＋BILsin37°， 解得 I＝20 A， 由闭合电路欧姆定律得：2I＝RB＋LvR2，v＝60 m/s， 又有 F＝μmg＋2BIL＝45 N， 故 P＝Fv＝2700 W.
[答案(dáàn)] 2700 W
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(2)牛顿第二定律：F－FA－Ff＝Ma
条件：FA＝BIL Ff＝μ(mg＋FA)
运 算 ： F＝ Ma ＋ FA＋ Ff ＝ Ma ＋ μmg ＋ (1＋ μ)B2L2at/(R ＋
R0at2)
当Rt ＝R0at 而 t＝
R 时外力 aR0F Nhomakorabea取最大值，最大值为：
Fmax＝Ma＋μmg＋1＋μ2B2L2
[答案(dáàn)] AC
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2．(2012·哈尔滨期末)两根相距为L＝1 m的足够长的平 行金属导轨如图所示放置，一组导轨水平，另一组导轨与水平 面成37°角，拐角处连接一阻值为R＝1 Ω的电阻．质量均为m ＝1 kg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(mócā)因数均为μ＝0.5，导轨电阻不计，两杆 的电阻均为R＝1 Ω.
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热点一、楞次定律、安培(ānpéi)定则、法拉第电磁感应 定律及图象问题的综合应用
(2012·高考课程标准卷)如右图，一载流长直导线和一矩形 导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与 长直导线平行．
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已知在t＝0到t＝t1的时间间隔内，直导线中电流i发生某 种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的 安培力的合力先水平(shuǐpíng)向左、后水平(shuǐpíng)向右．设 电流i正方向与图中箭头所示方向相同，则i随时间t变化的图线 可能是( )
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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
()
A．P＝2mgvsinθ
B．P＝3mgvsinθ
C．当导体棒速度达到v2时加速度为g2sinθ D．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
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[答案] A
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【热点强化】 1．(2012·福建卷)如右图所示，一圆形闭合(bìhé)铜环由 高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的 中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合．若取磁铁中心O为坐 标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则下图中最能正确反映 环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是 ( )
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[解析] 由楞次定律可知：线框受力水平向左时，线框 中的磁场要阻碍原磁场引起的磁通量的减弱，说明导线中的电 流正在减弱；线框受力水平向右时，线框中的磁场要阻碍原磁 场引起的磁通量的增强，说明导线中的电流正在增强；所以导 线中的电流先减弱后增强，CD错误；又因线框中的电流为顺时 针方向，所以由右手螺旋定则知线框产生磁场为垂直纸面向 (miàn xiànɡ)里，因为刚开始线框中的磁场要阻碍原磁场引起的 磁通量的减弱，故导线初始状态在导线右侧产生的磁场方向为 垂直纸面向(miàn xiànɡ)里，由右手螺旋定则知初始状态导线中 电流方向为正方向，A正确，B错误．
C．线框B所受安培力的合力为零
D．线框B的机械能一直减小
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[解析] 穿过线框B的磁通量在A的下方是由大变小的， 选项A错；由楞次定律得选项B错；因上下两边的安培力大小不 同，所以线框B所受安培力的合力不为零，C错；线框B运动的 过程中总是(zǒnɡ shì)克服安培力做功，实现机械能向电能的转 化，所以选项D对．
[答案] D
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热点二、导电(dǎodiàn)轨道模型 (2012·上海卷)如右图所示，质量为 M 的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上．一电阻不计、质量为 m 的导体 棒 PQ 放置在导轨上，始终与导轨接触良好，PQbc 构成矩形．
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棒与导轨间动摩擦因数为μ，棒左侧有两个固定于水平 面的立柱．导轨bc段长为L，开始时PQ左侧导轨的总电阻为R， 右侧导轨单位长度的电阻为R0.以ef为界，其左侧匀强磁场方向 竖直向上(xiàngshàng)，右侧匀强磁场水平向左，磁感应强度大 小均为B.在t＝0时，一水平向左的拉力F垂直作用于导轨的bc边 上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为a.
(对应学生用书 P201)
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高考试题中，主要以选择题的形式考查感应电流或感应 电动势产生的条件，考查电磁感应过程中e感－t图象、i感－t图 象以及(yǐjí)F安－t图象等；对于电磁感应中涉及力学、电路和 能量的综合性题目，既可以出现在选择题中，也可以以计算题 的形式进行考查．
[解析] 当速度达到 v 时开始匀速运动，受力分析可得 mgsinθ＝B2RL2v，导体棒最终以 2v 的速度匀速运动时，拉力为 F＝mgsinθ，所以拉力的功率为 P＝2mgvsinθ，选项 A 正确，B 错误．当导体棒速度达到v2时安培力 F＝12mgsinθ，加速度为 a ＝g2sinθ，选项 C 正确．在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中， 根据能量守恒定律，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功加上 重力做的功，选项 D 错误．
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(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达 式．
(2)经过(jīngguò)多长时间拉力F达到最大值，拉力F的最 大值为多少？
(3)某一过程中回路产生的焦耳热为Q，导轨克服摩擦力 做功为W，求导轨动能的增加量．
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[解题思维操作示范] 对象和过程模型：导体棒切割磁感线模型． 动力学、能量转化模型． 模型对应规律： (1)法拉第电磁感应定律：感应电动势 E＝Blv 条件：v＝at S＝12at2 运算：I＝Blv/R 总＝Blat/[R＋2R0(at2/2)] ＝Blat/(R＋R0at2)