【优化方案】2014届高考物理(大纲版)一轮复习配套课件 热点强化突破(十二)

解析： (1)下滑过程中安培力的功即为在电路中产生的焦耳热， 由于 R＝3r，因此 QR＝ 3Qr＝0.3 J W 安 ＝ Q＝ QR＋ Qr＝ 0.4 J. (2)金属棒下滑时受重力和安培力 B2L2 F 安 ＝ BIL＝ v R＋ r B2L2 由牛顿第二定律 mgsin30° － v＝ ma R＋ r B2L2 得 a＝ gsin30° － v m R＋ r
A．感应电流的大小先增大后减少再增大再减小 B．感应电流的方向先逆时针后顺时针 C．金属圆环受到的安培力先向左后向右 － 1 D．进入磁场时感应电动势平均值 E ＝ πBlv 2
解析：选 AB.在圆环进入磁场的过程中，通过圆环的磁通量逐 渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向，感 应电动势 E＝ Blv，有效长度先增大后减小，所以感应电流先 增大后减小，同理可以判断出磁场时的情况，A、B 两项正确； 根据左手定则可以判断， 进入磁场和出磁场时受到的安培力都 － ΔΦ 向左， C 项错误；进入磁场时感应电动势平均值 E ＝ ＝ Δt 1 2 B·πl 4 1 ＝ πBlv， D 项错误． 4 l v
答案：(1)0.4 J
(2)3.2 m/s2
(3)见解析
物理图象(常用分段法、数学法)．
(3)对图象的理解：看清横、纵坐标表示的量，理解图象的 物理意义．
实战演练
3．(2011· 高考江苏卷)如图所示,水平面内有一平行金属导轨, 导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触良好，t＝0时,将 开关S由1掷到2,q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、
施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始
终与MM′、NN′保持良好接触．当ab运动到某处时，框 架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小；
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的
热量Q＝0.1 J，求该过程a阻相连构成闭合回路，在线圈上方
有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极 插入线圈的过程中( )
A．通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥 B．通过电阻的感应电流的方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引
C．通过电阻的感应电流的方向由b到a,
线圈与磁铁相互排斥 D．通过电阻的感应电流的方向由b到a, 线圈与磁铁相互吸引
热点强化突破（十二）
热点 1
楞次定律和电磁感应定律的应用
高考对楞次定律和电磁感应定律的考查一般在选择题和计算 题中出现，在应用楞次定律时要注意两种理解：一是从阻碍磁 通量变化的角度； 二是从阻碍相对运动的角度判断感应电流的 ΔS 方向． 电磁感应定律的表达式可为 E＝ nB (动生电动势)和 E Δt ΔB ＝ nS (感生电动势 )， E＝ Blv 适用于部分导体切割磁感线运 Δt 动的情况．
解析： (1)ab 对框架的压力 F1＝m1g 框架受水平面的支持力 FN＝ m2g＋ F1 依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩 擦力 F2＝ μFN ab 中的感应电动势 E＝ Blv E MN 中电流 I＝ R1＋ R2 MN 受到的安培力 F 安 ＝ IlB 框架开始运动时 F 安 ＝ F2 由上述各式代入数据解得 v＝6 m/s.
热点2
电磁感应中的图象问题
电磁感应中涉及的图象常有：B－t图象，Φ －t图象、E－t
图象、I－t图象、E－s图象、I－s图象等．解题应注意以下
三点：
(1)对于有关图象的选择题常用排除法：先看方向再看大小 及特殊点． (2)对于图象的描绘：先定性或定量分析所研究问题的函数 关系，注意横、纵坐标表示的物理量及单位，再画出对应
棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是(
)
解析：选D.当S由1掷到2时，电容器瞬间放电，导体中产生 放电电流，从而使导体棒向右运动，当导体棒向右运动时又 会在导体棒中产生反向感应电流，当q减小到感应电动势和 电容器上的电压平衡稳定时，q将保持不变，故A错；当稳定 后导体棒中的i为零，故B错；电容器放电相当于给导体棒一
解析：选C.穿过线圈的原磁场方向向上，磁通量增加，根
据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下，根据安培定则 判断出通过电阻的感应电流的方向由b到a，并且根据楞次 定律可知产生的感应电流阻碍相对运动，所以线圈与磁铁 相互排斥．
2． (2013· 宜昌模拟 )如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁 场，磁场方向垂直纸面向里，虚线间的距离为 l.金属圆环的直 径也是 l.圆环从左边界进入磁场，以垂直于磁场边界的恒定速 度 v 穿过磁场区域．则下列说法正确的是( )
解此类问题的方法：
(1)选取金属棒为研究对象，分析棒的受力，分清变力和不 变力． (2)分析棒速度变化引起的感应电动势、感应电流、安培力 的变化情况．
(3)根据牛顿第二定律(含平衡条件)分析金属棒的加速度和
速度的变化情况，充分运用力学知识、电路知识求解．
实战演练
4．(2010· 高考天津卷)如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝ 0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上，框 架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩 擦因数μ＝0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不 计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处 于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab
个冲量，导体棒将做a减小的加速运动，当稳定时，i＝0，a
＝0，v达到最大且保持匀速直线运动．故C错D正确．
热点3 电磁感应中的“杆＋导轨”模型
“杆＋导轨”模型问题是高考的必考内容，常见的有平面
导轨和斜面导轨两种,此类问题的物理情境变化空间大,涉 及的知识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量 问题等,常用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、 右手定则、左手定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动 能定理、功能关系、能的转化和守恒定律等，其基本元素 有：导轨、金属棒、磁场．
强磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω，质量m＝0.2 kg
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＝ 0.1 J．(取g＝10 m/s2)求：
(1)金属棒在此过程中克服安培力的功 W 安； (2)金属棒下滑速度 v＝2 m/s 时的加速度 a； (3)为求金属棒下滑的最大速度 vm，有同学解答如下：由动能 1 2 定理， W 重－ W 安＝ mvm， „ .由此所得结果是否正确？若正确， 2 说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答．
2 2 1 0.8 × 0.75 × 2 ＝ 10× － m/s2＝ 3.2 m/s2. 2 0.2×1.5＋ 0.5
(3)此解法正确． 金属棒下滑时受重力和安培力作用，其运动满足 B2L2 mgsin30° － v＝ ma R＋ r 上式表明，加速度随速度增加而减小，棒做加速度减小的加速 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． 由动能定理可以得到棒的末速度， 因此上述解法正确． 1 mgssin30° － Q＝ mv2 2 m 2Q vm＝ 2gssin30° － m ＝ 1 2×0.4 2×10× 1.15× － m/s＝ 2.74 m/s. 2 0.2
R1＋R2 (2)闭合回路中产生的总热量 Q 总＝ Q R2 1 由能量守恒定律，得 Fs＝ m1v2＋ Q 总 2 代入数据解得 s＝1.1 m.
答案：(1)6 m/s
(2)1.1 m
5. (2011· 高考上海卷)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s＝ 1.15 m，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 Ω的电阻，磁感应强度B＝0.8 T的匀