1、第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识第4讲 电磁感应中的动力学和能量问题第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识夯实必备知识第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识考点1 电磁感应中的动力学问题思维驱动1如图所示，竖直放置的两根足够长平行金属导轨相距L，导轨间接有一定值电阻R，质量为
2、m、电阻为r的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触，且无摩擦，整个装置放在磁感应强度为B的匀 强磁场中，磁场方 向与导轨 平面垂直现将金属棒由静止释放金属棒下落高度为h时开始做匀速运动，在此过程中()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识答案：BDA金属棒的最大速度为 2ghB通过电阻 R 的电荷量为BLhRrC金属棒克服安培力做的功等于电阻 R 上产生的热量D重力和安培力对金属棒做功的代数和等于金属棒动能的增加量第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识知识
3、存盘1安培力的大小感应电动势：E_感应电流：I ERr安培力公式：F_FB2l2vRrBlvBIl第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2安培力的方向(1)先用_确定感应电流方向，再用_确定安培力方向(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向_右手定则左手定则相反第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识考点2 电磁感应中的能量问题思维驱动2如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接
4、触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识A棒的机械能增加量B棒的动能增加量C棒的重力势能增加量D电阻R上放出的热量答案：A第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识知识存盘1能量的转化闭合电路的部分导体做_运动产生感应电流，感应电流在磁场中受_外力_安培力做功，将其他形式的能转化为_，电能转化为
5、_切割磁感线安培力克服电能其他形式的能第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和_之间的转化电能第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识1.如图所示，金属棒AB垂直跨接在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒AB和导轨的电阻均忽略不计，导轨左端接有电阻R.垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面，现以水平向右的恒力F拉着棒AB由静止开始向右移动，t s末棒AB的速度为v，移动距离为x，且在t s内
6、速度大小一直在增大，则下列判断正确的是()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识答案：ABAt s 内 AB 棒所受安培力方向水平向左且逐渐增大Bt s 内 AB 棒做加速度逐渐减小的加速运动Ct s 内 AB 棒做匀加速直线运动Dt s 末外力 F 做功的功率为2Fxt第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置若使棒以一定的初速度v0
7、向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识A回路中产生的内能相等B棒运动的加速度相等C安培力做功相等D通过棒横截面的电荷量相等答案：D第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识3如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地
8、拉到磁场外，若外力对环境做的功分别为Wa、Wb，则WaWb为()A14 B12C11D不能确定第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析：根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为焦耳热WaQaBLv2RaLv，WbQbB2Lv2Rb2Lv由电阻定律知 Rb2Ra，故 WaWb14.A 项正确答案：A第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识4如图所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框如从图示位置自由下落，在下落h后进
9、入磁感应强变为B的磁场，恰好做匀速直线运动该磁场的宽度也为L.在这个磁场的正下方hL处还有一个未知磁场金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识答案：CA未知磁场的磁强度是 2BB未知磁场的磁感应强度是 2BC线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 4mgLD线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为 2mgL第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识5如图所示固定放置在同一水平面 内的
10、两根平行长直金属导轨的间距为d，其 右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖 直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中 一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为，小细杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计重力加速度大小为 g.则此过程()A杆的速度最大值为FmgRB2d2B流过电阻 R 的电荷量为 BdlRrC恒力
11、F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D恒力 F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量答案：BD第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识精研疑难要点第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识要点一 电磁感应中的动力学问题1所用知识及规律(1)安培力的大小由感应电动势 EBLv，感应电流 IER和安培力公式 FBIL 得 FB2L2vR.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)
12、安培力的方向判断(3)牛顿第二定律及功能关系第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2导体的两种运动状态(1)导体的平衡状态静止状态或匀速直线运动状态(2)导体的非平衡状态加速度不为零3两大研究对象及其关系电磁感应中导体棒既可看作电学对象(因为它相当于电源)，又可看作力学对象(因为感应电流受到安培力)而感应电流I和导体棒的速度v则是联系这两大对象的纽带：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能
13、课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识4电磁感应中的动力学问题分析思路(1)电路分析导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流 I BlvRr(2)受力分析导体棒受到安培力及其他力，安培力 F 安BIl 或B2l2vR总，根据牛顿第二定律列动力学方程：F 合ma.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(3)过程分析由于安培力是变力，导体棒做加速度逐渐减小的变速运动，当加速度减为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力平衡条件列平衡方程：F合0.第九章2016年新课标高考
14、大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识典例1 如图所示，光滑斜面的倾角30，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l11 m，bc边的边长l20.6 m，线框的质量m1 kg.电阻R0.1，线框通过细线与重物相连重物质量M2 kg，斜面上ef(efgh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场磁感应强变B0.5 T，如果线框从静止开始运动进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ef和gh的距离s11.4 m，(取g10m/s2)，求：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)线框进入磁场前
15、重物的加速度a；(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v；(3)cb边由静止开始到运动到gh处所用的时间t；(4)ab边运动到gh处的速度大小及在线框由静止开始运动到gh处的整个过程中产生的焦耳热第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识审题指导第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析(1)线框进入磁场前，仅受到细线的拉力F，斜面的支持力和线框的重力，重物受到自身的重力和细线的拉力F.对线框由牛顿第二定律得Fmgsin ma对重物由牛顿第二定律得MgFMa又FF
16、联立解得线框进入磁场前重物的加速度：aMgmgsin Mm5 m/s2.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，则重物受力平衡：MgF1线框 abcd 受力平衡：F1mgsin FAab 边进入磁场切割磁感线，产生的感应电动势 EBl1v回路中的感应电流为 IERBl1vR，ab 边受到安培力为 FABIL1联立解得 Mgmgsin B2l21vR代入数据解得 v6 m/s.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知
17、识(3)线框 abcd 进入磁场前，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到 gh 处，仍做匀加速直线运动进入磁场前线框的加速度大小与重物的加速度大小相同，为 a5 m/s2，该阶段的运动时间 t1va1.2 s进入磁场过程中匀速运动的时间 t2l2v0.1 s线框完全进入磁场后的受力情况同进入磁场前的受力情况相同，所以该阶段的加速度仍为 a5 m/s2第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识由匀变速直线运动的规律得 sl2vt312at23解得 t31.2 s因此 ab 边由静止开始运动到 gh
18、处所用的时间为 tt1t2t32.5 s.(4)线框 ab 边运动到 gh 处的速度vvat36 m/s51.2 m/s12 m/s整个运动过程产生的焦耳热 QFAl2(Mgmgsin)l29 J.答案(1)5 m/s2(2)6 m/s(3)2.5 s(4)9 J第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识1(2014年江苏卷，13)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直质量为m 的导体
19、棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为 R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为 g求：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小 v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热 Q.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析：(1)在绝缘涂层上受力平衡mgsin mgcos 解得tan(2)在光滑导轨
20、上感应电动势 EBLv感应电流 IER安培力 F 安BIL受力平衡 F 安mgsin 解得 vmgRsin B2L2第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(3)摩擦生热Qfmgdcos 能量守恒定律 3mgdsin QQf12mv2解得 Q2mgdsin m3g2R2sin22B4L4答案：(1)tan (2)vmgRsin B2L2(3)Q2mgdsin m3g2R2sin22B4L4第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识分析电磁感应中动力学问题的基本思
21、路电磁感应中产生的感应电流使导体棒在磁场中受到安培力的作用从而影响导体棒的受力情况和运动情况分析如下：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识要点二 电磁感应中的能量问题1电磁感应中的能量转化安培力做功做正功：电能转化 机械能等，如电动机做负功：机械能转化 电能 电流做功焦耳热或其他形式，的能量如发电机第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2求解焦耳热Q的三种方法第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点
22、夯实必备知识典例2 间距为L2 m的足够长的金属直角导轨如图甲所示放置，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m0.1 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直放置形成闭合回路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ab、cd的电阻分别为R10.6，R20.4.整个装置处于磁感应强度大小为B0.50 T、方向竖直向上的匀强磁场中(图中未画出)第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识当ab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测得拉力F与时间t的
23、关系图象如图乙所示g10 m/s2.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(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做了5.2 J的功，通过cd杆横截面的电荷量为2 C，求该过程中ab杆所产生的焦耳热审题指导第一步：读题抓关键词ab 杆做匀加速运动隐含 加速度是定值读图(F-t 图象)在 t0 时，F1.5 N隐含 此时安培力为零第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识cd 杆达到
24、最大速度隐含 此时 cd 杆合力为零第二步：找突破理思路对 ab 杆受力分析：由 F-t 图象得 t0 时，F1.5 N由牛顿第二定律求加速度 a.对 cd 杆受力分析：由平衡条件得 cd 杆的最大速度由运动学公式求 ab 杆全过程的位移再由动能定理得 W 安由功能关系得 Q 总再由电阻的串联知识得 ab 杆上热的量 Qab.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析(1)由题图乙可知，在t0时，F1.5 N对ab杆进行受力分析，由牛顿第二定律得Fmgma代入数据解得a10 m/s2(2)从 a 向 f 看，对 cd 杆进行
25、受力分析如图所示，当 cd 速度最大时，有FfmgFN，FNF 安，F 安BIL，I BLvR1R2综合以上各式解得 v2 m/s第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识答案(1)10 m/s2(2)2 m/s(3)2.94 J(3)整个过程中，ab 杆发生的位移 xv22a22210m0.2 m对 ab 杆应用动能定理，有 WFmgxW 安12mv2代入数据解得 W 安4.9 J，根据功能关系 Q 总W 安所以 ab 杆上产生的热量 QabR1R1R2Q 总2.94 J.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演
26、练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2如图所示足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面导轨的上端M与P间连接阻值为R0.40 的电阻质量为m0.01 kg、电阻为r0.30 的金属棒ab紧贴在导轨上现使金属棒ab由静止开始下滑，其下滑距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g取10 m/s2.试求：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)当t0.7 s时，重力对金属棒ab做功的功率；(2)金属棒ab在开始运动的0.7 s内，电阻R上产生的焦耳热；(3)从开始运动
27、到t0.4 s的时间内，通过金属棒ab的电荷量时间t(s)00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s(m)00.10.30.71.42.12.83.5第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析：(1)由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以 7 m/s 的速度匀速下落，则 t0.7 s 时，重力对金属棒 ab 做功的功率为 PGmgv0.7 W.(2)根据动能定理：WGW 安12mv212mv20W 安12mv212mv20mgh0.105 JQR RRr|W 安|0.06 J.第九章2016年新
28、课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(3)当金属棒 ab 匀速下落时，GF 安，则 mgBILB2L2vRr，解得 BL0.1 Tm则电荷量 qIt Rr BLsRr0.2 C.答案：(1)0.7 W(2)0.06 J(3)0.2 C第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识电磁感应中能量转化问题的分析技巧1电磁感应过程往往涉及多种能量的转化(1)如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分
29、转化为金属棒的动能，即EpE电Ek.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)若导轨足够长，棒最终达到稳定状态做匀速运动，之后重力势能的减小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，即Ek0，EpE电2安培力做功和电能变化的特定对立关系(1)“外力”克服安培力做多少功，就有有多少其他形式的能转化为电能E 其它克服安培力做功安培力做正功 E 电第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功
30、就有多少电能转化为其他形式的能3解决此类问题的步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向(2)画出等效电路图，分清内外电路，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，联立求解第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识微课方法技巧第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识“压轴大题步骤化”系列之七 用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律决电磁
31、感应与电路的综合问题第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识方法阐述电磁感应与电路的综合问题，通常的情景是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源本类压轴大题往往涉及楞次定律、法拉第电磁感应定律、右手定则、闭合电路或部分电路的欧姆定律、串并联知识、电功率的计算公式等，电路的分析计算是考查的重点本类压轴大题知识综合性较强，涉及物理的主干知识多，是近几年高考命题的热点之一第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识典例赏析(20
32、14年全国新课标卷，25)半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r，质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽略重力加速度大小为g.求：(
33、1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解题流程第一步：审题干：抓关键信息(1)导体棒绕O点逆时针匀速转动可求 在 t 内导体扫过的面积可求 感应电动势的大小.可判 感应电流的方向(2)导体棒质量分布均匀可知 导体棒对内、外圆环的压力相等第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(3)导体棒与导轨的电阻均可忽略可知 导体棒 AB 是“电源”，电阻 R 是外电路第二步：审设问，找问题的突破口(1)求电阻 R 上
34、的感应电流的大小可利用 IER可利用 EBSR(2)判断感应电流的方向可利用 右手定则(3)求外力的功率可利用 PWt第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识求W 能的转化和守恒定律第三步：三定位，将解题过程步骤化第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析(1)在 t 时间内，导体棒扫过的面积为：S12t2r2r2 根据法拉第电磁感应定律，导体棒产生的
35、感应电动势大小：EBSt 根据右手定则，感应电流的方向是从 B 端流向 A 端，因此流过导体 R 的电流方向是从 C 端流向 D 端；由欧姆定律流过导体 R 的电流满足：IER 第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识联立可得：I3Br22R (2)在竖直方向有：mg2N0式中，由于质量分布均匀，内外圆导轨对导体棒的正压力相等，其值为 N，两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为：fN在 t 时间内，导体棒在内外圆导轨上扫过的弧长分别为：l1rt第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精
36、研疑难要点夯实必备知识l22rt克服摩擦力做的总功为：Wff(l1l2)在 t 时间内，消耗在电阻 R 上的功为：WRI2Rt 根据能量转化和守恒定律，外力在 t 时间内做的功为：WWfWR第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识外力的功率为 PWt 由至式可得：P32mgr92B2r44R 答案(1)方向为 CD 大小为3Br22R(2)32mgr92B2r44R第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解后悟道 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则、欧姆定律
37、、摩擦力做功特点及能量守恒定律等知识，意在考查学生对电磁感应知识与电路、力学、能量等知识的综合应用能力，要求学生有较高的分析问题、解决问题的能力第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成30角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B0.5 T质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接人电路的电阻值为r.现从静止释放杆ab，测得其在下滑过程中的最大速度为vm.改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系图象如图乙所示已知轨道间距
38、为L2 m，重力加速度g取10 m/s2，轨道足够长且电阻不计第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)当R0时，求杆ab匀速下滑过程中产生的感应电动势E的大小及杆中电流的方向；(2)求杆ab的质量和阻值r；(3)当R4 时，求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析：(1)由图可知，当R0时，杆ab最终以v2 m/s的速度匀速运动，杆ab切割磁感线产生的电动势为：EBLv2 V根据楞次定律可知杆a
39、b中电流方向为ba.(2)设杆ab下滑过程中的最大速度为vm，杆切割磁感线产生的感应电动势EBLvm由闭合电路的欧姆定律：I ERr杆 ab 达到最大速度时满足 mgsin BIL0解得：vmmgsin B2L2 Rmgsin B2L2 r第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识由图象可知斜率为 k422 m/(s)1 m/(s)，纵截距为v02 m/s根据图象和上式可知图象的截距为mgsin B2L2 r2 图象的斜率为mgsin B2L2 1 m/(s)解得 m0.2 kg，r2.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微
40、课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(3)由法拉第电磁感应定律得 EBlv回路的瞬时电功率 P E2Rr由以上两式解得 PB2L2v2Rr杆 ab 的速度由 v1 变到 v2 时，回路瞬时电功率的变化量为PB2L2v22Rr B2L2v21Rr第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识由动能定理得 W12mv2212mv21由以上两式得：WmRr2B2L2 P，解得 W0.6 J.答案：(1)2 V ba(2)0.2 kg 2 (3)0.6 J第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练
41、目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识备课札记_第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识演练目标课堂第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识1(2013年天津卷)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入
42、磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2DQ1Q2，q1q2解析：设 ab 边长 L1，bc 边长 L2，第一种情况下，由法拉第电磁感应定律，线框中的感应电动势 EBL1v，完全进入过程中产生的热量 Q1B2L21v2L2RvB2L21L2vR，通过导线横截面的电荷量 q1R BL1L2R；同理第二种情况，Q2B2L22L1vR，q2BL1L2R，因为 L1L2，则 Q1Q2，q1q2，A 正确答
43、案：A第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识2(2013年全国新课标卷，25)如图所示，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g.忽略所有电阻让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备
44、知识(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系解析：(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为EBLv，平行板电容器两极板之间的电势差UE 第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识设此时电容器极板上积累的电荷量为 Q，按定义有 CQU联立式得 QCBLv(2)设金属棒的速度大小为 v 时经历的时间为 t，通过金属棒的电流为 i，金属棒受到的磁场的作用力方向力沿导轨向上，大小为 FBLi设在时间间隔(t，tt)内流过金属棒的电荷量为 Q，按定义有 iQt 第九章2016年新
45、课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识Q 也是平行板电容器极板在时间间隔(t，tt)内增加的电荷量，由式得 QCBLv式中，v 为金属棒 的速度变化按定义有 avt 金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为 FfFN 式中，FN 是金属棒对于导轨的正压力的大小，有FNmgcos 金属棒在时刻 t 的加速度方向沿斜面向下，设其大小为 a，根据牛顿第二定律有 mgsin FFfma第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识联立至式得 amsin cos mB2L2Cg由式及题设可知，
46、金属棒做初速度为零的匀加速运动t 时刻金属棒的速度大小为 vmsin cos mB2L2Cgt答案：(1)QCBLv(2)vmsin cos mB2L2Cgt第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识3(2014年安徽卷，23)如图1所示，匀强磁场感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为30的斜面向上绝缘斜面上固定有“”形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m，以MN中点O为原点，OP为x轴建立一维坐标系Ox.一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电
47、阻R为0.3，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)g取10 m/s2.第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x0.8 m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识解析：(1)金属杆
48、CD在匀速运动中产生的感应电动势EBlv(ld)E1.5 V(D点电势高)当x0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零设此时杆在导轨外的长度为l外，则l 外dOPxOP d OPMP2MN222 m，得 l 外1.2 m由楞次定律判断 D 点电势高，故 CD 两端电势差UCDBl 外v0.6 V第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)杆在导轨间的长度 l 与位置 x 关系是lOPxOP d332x对应的电阻 Rl 为 RlldR 电流 IBlvRl杆受安培力为 F 安BIl7.53.75x根据平衡条件时 FF 安mgsi
49、n F12.53.75x(0 x2)第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识画出的Fx图象如图所示(3)外力F所做的功WF等于Fx图线下所围成的“面积”，即WF512.522 J17.5 J而杆的重力势能增加量 Ep 为 Epmg OP sin 10 J故全过程产生的焦耳热为 QWFEp7.5 J.答案：(1)1.5 V 0.6 V(2)F12.53.75x(0 x2)如解析图(3)7.5 J第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识4如图所示，两光滑平行导轨水
50、平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒ab可沿导轨自由滑动，导轨一端连接一个定值电阻R，金属棒和导轨电阻不计现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力F恒定，经时间t1后速度为v，加速度为a1，最终以速度2v做匀速运动；若保持拉力的功率P恒定，棒由静止经时间t2后速度为v，加速度为a2，最终也以速度2v做匀速运动，则()第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识At2t1Bt1t2Ca22a1Da25a1解析：若保持拉力 F 恒定，在 t1 时刻，棒 ab 切割磁感线产生的感应电动势为 EBLv，其所受安培力 F1BIL
51、B2L2vR，由牛顿第二定律，有 FB2L2vRma1；棒最终以 2v 做匀速运动，则 F2B2L2vR，故 a1B2L2vmR.若保持拉力的功率 P 恒定，第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识答案：B在 t2 时刻，有PvB2L2vRma2；棒最终也可以 2v 做匀速运动，则 P2v2B2L2vR，故 a23B2L2vmR 3a1，选项 C、D 错误由以上分析可知，在瞬时速度相同的情况下，恒力 F 作用时棒的加速度比拉力的功率 P 恒定时的加速度小，故 t1t2，选项 B 正确，A 错误第九章2016年新课标高考大一轮复
52、习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识5如图所示，两光滑金属导轨，间距d0.2 m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B0.1 T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R3，桌面高H0.8 m，金属杆ab的质量m0.2 kg，电阻r1，在导轨上距桌面h0.2 m的高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s0.4 m，g10 m/s2.求：第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小；(2)整个过程中R上产生的热量解析：(1)设杆 ab 刚进入磁场时的速度为 v1，刚离开磁场时的速度为 v2，则有mgh12mv21EBdv1I ERr0.01 A第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识(2)金属杆飞出桌面后做平抛运动，H12gt2sv2t整个过程回路中产生的总热量Q12mv2112mv220.3 J整个过程中 R 上产生的热量QR RRrQ0.225 J答案：(1)0.01 A(2)0.225 J第九章2016年新课标高考大一轮复习讲义微课方法技巧演练目标课堂提能课时冲关人教物理精研疑难要点夯实必备知识点击进入WORD链接提能课时冲关
