2020版物理新导学浙江选考大一轮精讲第十章电磁感应交变电流本章学科素养提升Word版含答案.doc

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1、本章学科素养提升基本模型　如图1，两光滑金属导轨在水平面内，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，某时刻速度为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

2、不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上.长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R.两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻也为R.现闭合开关K，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率.g为重力加速度，求：图2(1)金属棒能达到的最大速度vm；(2)灯泡的额定功率PL；(3)若金属棒上滑距离为s时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑2s的过程中，金属棒上产生的热量

3、Q1.答案　(1)　(2)　(3)mgs－解析　(1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动.设最大速度为vm，则速度达到最大时有：E＝BLvm，I＝，F＝BIL＋mgsinθ，解得：vm＝(2)根据电功率表达式：PL＝I2R解得：PL＝()2R＝＝(3)设整个电路产生的热量为Q，由能量守恒定律有：F·2s＝Q＋mgsinθ·2s＋mvm2解得：Q＝3mgs－根据串联电路特点，可知金属棒上产生的热量Q1＝解得：Q1＝mgs－.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

4、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大小之比为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

5、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＝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m＝0.1kg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接入电路的电阻分别为R1＝0.6Ω，R2＝0.

6、4Ω.整个装置处于磁感应强度大小为B＝0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出).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，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动，且t＝0时，F＝1.5N.g＝10m/s2.图3(1)求ab杆的加速度a的大小；(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5.2J，求该过程中ab杆所产生的焦耳热.答案　(1)10m/s2　(2)2m/s　(3)2.94J解析　(1)由题可知，在t＝0时，F＝1.5N对ab杆进行受力

7、分析，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma代入数据解得a＝10m/s2.(2)从d向c看，对cd杆进行受力分析，如图所示.设当cd杆速度最大时，ab杆的速度大小为v，有Ff＝mg＝μFN，FN＝F安，F安＝BIL，I＝联立解得v＝2m/s(3)整个过程中，ab杆发生的位移x＝＝m＝0.2m对ab杆应用动能定理，有WF－μmgx－W安＝mv2代入数据解得W安＝4.9J根据功能关系得Q总＝W安所以ab杆上产生的焦耳热Qab＝Q总＝2.94J.