2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版讲义：第十章+本章学科素养提升+含解析

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1、自主阅读素材制本章学科素养提升u电磁感应中的律杆”模型【基本模型】如图1，两光滑金属导轨在水平面内，导轨间距为厶导体棒的质量为加，回路总电阻为R导体棒在水平力F的作用下运动，某时刻速度为如，导体棒在磁场中的运动情况分析如下：图1运动条件运动悄况分析F为恒力F—R合力为零，做匀速运动B2L2v0QRvtt=>/14BILt»=0,匀速运动B2L2v0FRv1=BLu=4/I=BIL\今a=0,匀速运动F随时间/按一定线性规律变化要使棒做匀加速运动，由牛顿笫二定律：F.B2l}(v.+at)ma1r【例1】如图2所示，在倾角为&=37。的斜面内，放置MN和FQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装

2、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&=300的电阻和理想电流表，N、Q端间接阻值为R2=6Q的电阻.质量为加=0.6kg、长为厶=1.5m的金属棒放在导轨上以p0=5m/s的初速度从〃处向右上方滑到o'b1处的时间为/=0.5s,滑过的距离/=0.5m.ab处导轨间距Lab=0.Sa'b'处导轨间距厶r戻=lm.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.sin37。=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求：⑵此过程中电流表上的读数；(3)匀强磁场的磁感应强度的大小.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BL(lhVo=

3、BLa'b'va'h-,代入数据可得va'b1=4m/s,根据能量守恒定律，得0总=如(％2—切b>2)—wg/sinO=Qr+Qri由Q_沙付Qr2—R「代入数据解得01=0.15J.(2)由焦耳定律QR]=I2Rt可知，电流表读数厶='=°」A.⑶不计金属棒和导轨的电阻，则7?i两端的电压始终等于金属棒与两轨接触间的电动势，由E=/必，E=BLa'h'va'h'可得B=—=0.75T.b'S'h'答案(1)0.15J(2)0.1A(3)0.75T❷电磁感应中的啾杆”模型【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不意图NQN一QZMP质重W)=加

4、2电阻r=r2长度L=厶2杆MN、尸0间距足够长M质量加i=〃?2电阻r{=r2长度L=2厶2MN.PQ间距足够长且只在各自的轨道上运动规律07分析杆MN做变减速运动，杆卩0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P0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1:22.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BNBQNQ~~77/75意图///IFMP质量m=加2电阻门=々长度L=厶2MP摩擦力Ffi=F（2质車1=加2电阻r）=r2长度L=Li规律zLI20totOtFW2F©F>2F(分析开

5、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FW2Ff,则尸0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21I'可距为厶=2m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.质量均为加=0.1kg的金属细杆°方、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“=0.5,导轨的电阻不计，细杆“、M接入电路的电阻分别为&=0.6Q,7?2=0.4Q.整个装置处于磁感应强度大小为3=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中（

6、图中未画岀）.当ab杆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，杆也同时从静止开始沿导轨向下运动，且/=0时，F=1.5N.g=10m/s2.B图3⑴求〃杆的加速度Q的大小；(2)求当cd杆达到最大速度吋ab杆的速度大小；(3)若从开始到刃杆达到最大速度的过程中拉力尸做的功为5.2J,求该过程中ab杆所产生的隹耳热解析⑴由题可知，在/=0时，F=1・5N对ab杆进行受力分析，由牛顿第二定律得F—jnmg=ma代入数据解得t?=10m/s2.⑵从〃向c看，对cd杆进行受力分析，如图所示，当c〃杆速度最大时，〃杆的速度大小为BLvf+R2V,有Ff=/7?g=//FN,Fn=F冬

7、,Fw=BILmg综合以上各式，解得0=2m/s、、v222⑶整个过程中，ab杆发生的位移x=石=。*]()m=0.2m对ab杆应用动能定理，有WF—jumgx—W安=苏?异代入数据解得"姿=4.9J根据功能关系得0总="安R所以ab杆上产生的热量Qah=R^RQ总=2.94J.答案(1)10m/s2(2)2m/s(3)2.94J