高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題八 電路和電磁感應(yīng)課件

專題八電路和電磁感應(yīng)專題八電路和電磁感應(yīng)展示考綱展示考綱明晰考向明晰考向方法歸納方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥重點(diǎn)點(diǎn)撥鎖定考點(diǎn)鎖定考點(diǎn)高效突破高效突破必備模型必備模型全面解讀全面解讀展示考綱展示考綱明晰考向明晰考向重要考點(diǎn)重要考點(diǎn)考題預(yù)測考題預(yù)測1.1.歐姆定律歐姆定律.().()2.2.電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻.().()3.3.閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律.().()4.4.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律.().()5.5.楞次定律楞次定律.().()直流電路的故障與動(dòng)態(tài)分析、電功和電熱的直流電路的故障與動(dòng)態(tài)分析、電功和電熱的計(jì)算、感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向的判斷、楞次計(jì)算、感應(yīng)電流的產(chǎn)生和方向的判斷、楞次定律的理解、感應(yīng)電動(dòng)勢的求解、法拉第電定律的理解、感應(yīng)電動(dòng)勢的求解、法拉第電磁感應(yīng)定律與圖象結(jié)合設(shè)計(jì)問題是本專題在磁感應(yīng)定律與圖象結(jié)合設(shè)計(jì)問題是本專題在高考中的熱點(diǎn)高考中的熱點(diǎn). .預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20162016年高考對(duì)直流電路的故障與動(dòng)態(tài)分年高考對(duì)直流電路的故障與動(dòng)態(tài)分析、電功和電熱的計(jì)算、各種圖象的考查析、電功和電熱的計(jì)算、各種圖象的考查( (如如-t-t圖、圖、B-tB-t圖和圖和I-tI-t圖圖) )、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件、感應(yīng)電流產(chǎn)生條件和方向的判斷、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電和方向的判斷、導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算是命題頻率較高的知識(shí)點(diǎn)動(dòng)勢的計(jì)算是命題頻率較高的知識(shí)點(diǎn), ,主要以主要以選擇題的形式出現(xiàn)選擇題的形式出現(xiàn). .方法歸納方法歸納重點(diǎn)點(diǎn)撥重點(diǎn)點(diǎn)撥(2)(2)與總電流的關(guān)系與總電流的關(guān)系關(guān)系式為關(guān)系式為U=E-U=E-IrIr, ,用圖像表示如圖所示用圖像表示如圖所示. .當(dāng)總電流增大時(shí)當(dāng)總電流增大時(shí), ,路端電壓減小路端電壓減小, ,內(nèi)電壓增大內(nèi)電壓增大, ,但兩者之和保持不變但兩者之和保持不變. .2.2.功率與效率功率與效率(1)(1)電源的功率電源的功率P PP=IE(P=IE(普遍適用普遍適用);P=I);P=I2 2(R+r)(R+r)(適用純電阻電路適用純電阻電路).).(2)(2)電源損耗功率電源損耗功率P PP P內(nèi)內(nèi)=I=I2 2r.r.二、楞次定律的應(yīng)用及感應(yīng)電動(dòng)勢的求解二、楞次定律的應(yīng)用及感應(yīng)電動(dòng)勢的求解1.1.楞次定律推廣的三種表述楞次定律推廣的三種表述(1)(1)阻礙原磁通量的變化阻礙原磁通量的變化( (增反減同增反減同).).(2)(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)( (來拒去留來拒去留).).(3)(3)阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化( (自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象).).2.2.楞次定律和右手定則的適用對(duì)象楞次定律和右手定則的適用對(duì)象(1)(1)楞次定律楞次定律: :一般適用于線圈面積不變一般適用于線圈面積不變, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形. .(2)(2)右手定則右手定則: :一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的情形一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的情形. .(4)(4)平動(dòng)切割型平動(dòng)切割型:E=:E=BlvBlv. .三、電磁感應(yīng)中的圖象問題三、電磁感應(yīng)中的圖象問題1.1.問題分類問題分類在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中, ,回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流及磁場對(duì)導(dǎo)線的作回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流及磁場對(duì)導(dǎo)線的作用力隨時(shí)間的變化規(guī)律用力隨時(shí)間的變化規(guī)律, ,也可用圖象直觀地表示出來也可用圖象直觀地表示出來, ,如如I I- -t,Bt,B- -t,Et,E- -t,Et,E- -x,Ix,I- -x x圖象等圖象等. .此問題可分為此問題可分為兩類兩類: :(1)(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖象由給定的電磁感應(yīng)過程選出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖象. .(2)(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程, ,確定相關(guān)的物確定相關(guān)的物理量理量. .2.2.分析思路分析思路(1)(1)明確圖象的種類明確圖象的種類. .(2)(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(yīng)的具體過程. .(3)(3)結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式. .(4)(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖象分析根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖象分析. .鎖定考點(diǎn)鎖定考點(diǎn)高效突破高效突破考點(diǎn)一考點(diǎn)一直流電路的電功、電功率及動(dòng)態(tài)分析直流電路的電功、電功率及動(dòng)態(tài)分析 典例典例(2015(2015浙江全真模擬浙江全真模擬) )如圖所示如圖所示, ,整個(gè)裝置處在豎直平面內(nèi)整個(gè)裝置處在豎直平面內(nèi), ,平行金平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)原來處于靜止?fàn)顟B(tài), ,不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響影響,R,R1 1的阻值和電源內(nèi)阻的阻值和電源內(nèi)阻r r相等相等. .當(dāng)滑動(dòng)變阻器當(dāng)滑動(dòng)變阻器R R4 4的滑片向的滑片向b b端移動(dòng)時(shí)端移動(dòng)時(shí), ,則下列說法正確的是則下列說法正確的是( () )A.RA.R3 3上消耗的功率逐漸增大上消耗的功率逐漸增大B.B.電流表讀數(shù)減小電流表讀數(shù)減小, ,電壓表讀數(shù)增大電壓表讀數(shù)增大C.C.電源的輸出功率逐漸增大電源的輸出功率逐漸增大D.D.質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)P P將向上運(yùn)動(dòng)將向上運(yùn)動(dòng)審題突破審題突破解析解析: :滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R R4 4的滑片向的滑片向b b端移動(dòng)時(shí)端移動(dòng)時(shí),R,R4 4的阻值越來越小的阻值越來越小, ,故并聯(lián)電路的故并聯(lián)電路的總電阻減小總電阻減小, ,根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得:R:R3 3的電壓減小的電壓減小, ,消耗的功率減消耗的功率減小小, ,故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;電容器電壓等于電容器電壓等于R R3 3的電壓的電壓, ,故也減小故也減小, ,所以質(zhì)點(diǎn)所以質(zhì)點(diǎn)P P向下運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng), ,所所以以D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;外電路總電阻減小外電路總電阻減小, ,所以干路電流所以干路電流I I1 1增大增大, ,而而R R3 3的電流的電流I I3 3減小減小, ,根根據(jù)據(jù)I I1 1=I=I3 3+I+IA A, ,可得電流表讀數(shù)可得電流表讀數(shù)I IA A增大增大, ,所以所以B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;因?yàn)橐驗(yàn)镽 R1 1的阻值和電源內(nèi)阻的阻值和電源內(nèi)阻r r相等相等, ,故外電路電阻大于電源內(nèi)阻故外電路電阻大于電源內(nèi)阻, ,且逐漸減小且逐漸減小, ,由輸出功率與外電阻的關(guān)由輸出功率與外電阻的關(guān)系可知電源的輸出功率增大系可知電源的輸出功率增大, ,所以所以C C正確正確. .答案答案: :C C以例說法以例說法 閉合電路動(dòng)態(tài)分析、含容電路、故障分析方法閉合電路動(dòng)態(tài)分析、含容電路、故障分析方法(1)(1)閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法程序法程序法: :流程如下流程如下(2)(2)含容電路分析含容電路分析首先確定電容器兩極板電勢高低首先確定電容器兩極板電勢高低, ,當(dāng)兩板電勢當(dāng)兩板電勢( (電壓電壓) )變化時(shí)變化時(shí), ,內(nèi)部場內(nèi)部場強(qiáng)發(fā)生變化強(qiáng)發(fā)生變化, ,且電容器充且電容器充( (放放) )電量電量qq=U=UCC也等于與其串聯(lián)電表也等于與其串聯(lián)電表( (或電阻或電阻) )中流過的電量中流過的電量.(3)(3)電路故障分析電路故障分析電路故障常由斷路電路故障常由斷路( (或短路或短路) )引起引起, ,先由題目表述的現(xiàn)象判定故障發(fā)先由題目表述的現(xiàn)象判定故障發(fā)生在干路還是支路生在干路還是支路. .用電壓表判定干路斷路點(diǎn)兩端電壓時(shí)用電壓表判定干路斷路點(diǎn)兩端電壓時(shí),(,(若只有若只有一處斷路一處斷路) )其值等于電源電動(dòng)勢其值等于電源電動(dòng)勢, ,用導(dǎo)線短接時(shí)其他部分將導(dǎo)通用導(dǎo)線短接時(shí)其他部分將導(dǎo)通. .題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練1.1.直流電路的動(dòng)態(tài)分析直流電路的動(dòng)態(tài)分析(2015(2015嘉興適應(yīng)性考試嘉興適應(yīng)性考試) )如圖所示為一直流電路如圖所示為一直流電路, ,電源內(nèi)阻電源內(nèi)阻不能忽略不能忽略, ,但但R R0 0大于電源內(nèi)阻大于電源內(nèi)阻, ,滑動(dòng)變阻器的最大阻值小滑動(dòng)變阻器的最大阻值小于于R,R,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P P從滑動(dòng)變阻器的最右端滑向最左從滑動(dòng)變阻器的最右端滑向最左端的過程中端的過程中, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.電壓表的示數(shù)一直增大電壓表的示數(shù)一直增大B.B.電流表的示數(shù)一直增大電流表的示數(shù)一直增大C.C.電阻電阻R R0 0消耗的功率一直增大消耗的功率一直增大D.D.電源的輸出功率一直增大電源的輸出功率一直增大解析解析: :根據(jù)電路圖可知根據(jù)電路圖可知, ,滑動(dòng)變阻器的左半部分與滑動(dòng)變阻器的左半部分與R R串聯(lián)后再與變阻器的右串聯(lián)后再與變阻器的右半部分并聯(lián)后再與半部分并聯(lián)后再與R R0 0串聯(lián)串聯(lián), ,接入電源接入電源,P,P向左滑動(dòng)時(shí)向左滑動(dòng)時(shí), ,由于滑動(dòng)變阻器的最大由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值小于阻值小于R,R,所以并聯(lián)部分電阻增大所以并聯(lián)部分電阻增大, ,則總電阻增大則總電阻增大, ,電路中總電流減小電路中總電流減小, ,電電源的內(nèi)電壓以及源的內(nèi)電壓以及R R0 0所占電壓都減小所占電壓都減小, ,則由閉合電路歐姆定律可知?jiǎng)t由閉合電路歐姆定律可知, ,電壓表示電壓表示數(shù)增大數(shù)增大, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A正確正確; ;電流表測量干路電流電流表測量干路電流, ,則電流表示數(shù)減小則電流表示數(shù)減小, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B錯(cuò)錯(cuò)誤誤; ;根據(jù)根據(jù)P P0 0=I=I2 2R R0 0可知可知,I,I減小減小, ,則功率減小則功率減小, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)外電路電阻等于當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)電源內(nèi)阻時(shí), ,電源的輸出功率最大電源的輸出功率最大, ,而而R R0 0大于電源內(nèi)阻大于電源內(nèi)阻, ,所以隨著外電阻增大所以隨著外電阻增大, ,電源的輸出功率一直減小電源的輸出功率一直減小, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .A AADAD解析解析: :當(dāng)沒有光照時(shí)當(dāng)沒有光照時(shí),C,C不帶電說明不帶電說明C C所接兩點(diǎn)電勢相等所接兩點(diǎn)電勢相等, ,以電源正極為參考點(diǎn)以電源正極為參考點(diǎn),R,R4 4上的上的分壓減小分壓減小, ,而而R R3 3上的分壓增大上的分壓增大, ,故上極板所接處的電勢低于下極板的電勢故上極板所接處的電勢低于下極板的電勢, ,故下極板故下極板帶正電帶正電, ,上極板帶負(fù)電上極板帶負(fù)電, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A正確正確,B,B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;因有光照射時(shí)因有光照射時(shí), ,光敏電阻的阻值減小光敏電阻的阻值減小, ,故總電阻減小故總電阻減小; ;由閉合電路的歐姆定律可知由閉合電路的歐姆定律可知, ,干路中電流增大干路中電流增大, ,則電源提供的總功率則電源提供的總功率增大增大, ,由由E=E=U+IrU+Ir可知路端電壓減小可知路端電壓減小,R,R1 1與與R R2 2支路中電阻不變支路中電阻不變, ,故該支路中的電流減小故該支路中的電流減小; ;則由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知?jiǎng)t由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知, ,另一支路中電流增大另一支路中電流增大, ,即通過即通過R R2 2的電流減小的電流減小, ,而通過而通過R R4 4的電流增大的電流增大, ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確. .考點(diǎn)二考點(diǎn)二法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用審題突破審題突破答案答案: :BDBD以例說法以例說法 電磁感應(yīng)中電動(dòng)勢的求解及電源極性的判斷電磁感應(yīng)中電動(dòng)勢的求解及電源極性的判斷(1)(1)導(dǎo)體切割磁感線的情況下導(dǎo)體切割磁感線的情況下, ,利用公式利用公式E=E=BLvBLv, ,當(dāng)導(dǎo)體各點(diǎn)速度不相等時(shí)當(dāng)導(dǎo)體各點(diǎn)速度不相等時(shí), ,其中的其中的v v應(yīng)為平均速度應(yīng)為平均速度. .(3)(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體為電源產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的導(dǎo)體為電源, ,其正電荷集聚的一端為正極其正電荷集聚的一端為正極. .題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練B BAD AD 3.3.法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用(2015(2015諸暨市質(zhì)檢諸暨市質(zhì)檢) )在抗震救災(zāi)中常常利用懸停直升機(jī)向?yàn)?zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資在抗震救災(zāi)中常常利用懸停直升機(jī)向?yàn)?zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資. .醫(yī)藥救災(zāi)醫(yī)藥救災(zāi)物資只能從不高于物資只能從不高于h=20 mh=20 m處自由釋放才能安全著地處自由釋放才能安全著地, ,實(shí)際一些災(zāi)區(qū)往往地處深山峽谷實(shí)際一些災(zāi)區(qū)往往地處深山峽谷, ,直升機(jī)能夠安全懸停的高度比直升機(jī)能夠安全懸停的高度比h h要高得多要高得多, ,直接空投會(huì)造成損失直接空投會(huì)造成損失. .為解決這一問為解決這一問題題,“,“我愛發(fā)明我愛發(fā)明”研究小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)限速裝置研究小組設(shè)計(jì)了一臺(tái)限速裝置, ,不論從多高處釋放物資不論從多高處釋放物資, ,最終都能以最終都能以安全速度著地安全速度著地. .該裝置簡化工作原理如圖所示該裝置簡化工作原理如圖所示, ,豎直絕緣圓盤可以繞圓心豎直絕緣圓盤可以繞圓心O O自由轉(zhuǎn)動(dòng)自由轉(zhuǎn)動(dòng), ,其上固定半徑分別為其上固定半徑分別為r r1 1=1 m=1 m和和r r2 2=0.5 m =0.5 m 的兩個(gè)同心金屬圓環(huán)的兩個(gè)同心金屬圓環(huán), ,連接兩圓環(huán)的金屬桿連接兩圓環(huán)的金屬桿EFEF的延長線通過圓心的延長線通過圓心O,O,足夠長的不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端纏繞在大金屬圓環(huán)上足夠長的不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩一端纏繞在大金屬圓環(huán)上, ,另一另一端通過光滑滑輪掛救災(zāi)物資端通過光滑滑輪掛救災(zāi)物資, ,圓環(huán)上的圓環(huán)上的a a點(diǎn)和點(diǎn)和b b點(diǎn)通過電刷連接一可調(diào)電阻點(diǎn)通過電刷連接一可調(diào)電阻R,R,兩圓環(huán)之兩圓環(huán)之間區(qū)域存在垂直于圓盤平面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場間區(qū)域存在垂直于圓盤平面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=40 T.B=40 T.( (細(xì)繩與大金屬圓環(huán)間沒有滑動(dòng)細(xì)繩與大金屬圓環(huán)間沒有滑動(dòng), ,金屬桿、金屬圓環(huán)、導(dǎo)金屬桿、金屬圓環(huán)、導(dǎo)線及電刷的電阻均不計(jì)線及電刷的電阻均不計(jì), ,空氣阻力及一切摩擦均不計(jì)空氣阻力及一切摩擦均不計(jì), ,重重力加速度力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2) )(1)(1)求醫(yī)藥物資能安全著地的最大速度求醫(yī)藥物資能安全著地的最大速度; ;答案答案: :(1)20 (1)20 m/sm/s(2)(2)利用該裝置使醫(yī)藥物資以最大安全速度勻速下降利用該裝置使醫(yī)藥物資以最大安全速度勻速下降, ,求此時(shí)電阻求此時(shí)電阻R R兩端的電兩端的電勢差勢差; ;(3)(3)若醫(yī)藥物資的質(zhì)量若醫(yī)藥物資的質(zhì)量m=60 kg,m=60 kg,應(yīng)如何設(shè)置可調(diào)電阻應(yīng)如何設(shè)置可調(diào)電阻R R的阻值的阻值? ?答案答案: :(2)300 V(2)300 V(3)7.5 (3)7.5 (4)(4)試推導(dǎo)質(zhì)量為試推導(dǎo)質(zhì)量為m m的醫(yī)藥物資在勻速下降時(shí)的醫(yī)藥物資在勻速下降時(shí), ,金屬桿金屬桿EFEF所受安培力與重力的所受安培力與重力的大小關(guān)系大小關(guān)系. .考點(diǎn)三考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題答案答案: :ACAC以例說法以例說法 解答電磁感應(yīng)圖象問題的解答電磁感應(yīng)圖象問題的“三個(gè)關(guān)注三個(gè)關(guān)注”題組訓(xùn)練題組訓(xùn)練A AD D3.3.由由I I- -t t圖象確定磁場的變化圖象確定磁場的變化(2015(2015余姚第三次理綜余姚第三次理綜) )如圖如圖( (甲甲) )所示所示, ,圓形導(dǎo)線框與電阻圓形導(dǎo)線框與電阻R R串聯(lián)串聯(lián), ,框內(nèi)有框內(nèi)有變化的磁場變化的磁場. .取由取由a a經(jīng)經(jīng)R R流向流向b b為感應(yīng)電流為正方向?yàn)楦袘?yīng)電流為正方向, ,通過通過R R的電流隨時(shí)間的電流隨時(shí)間t t變化的圖象如圖變化的圖象如圖( (乙乙) )所示所示. .取垂直紙面向里為磁場的正方向取垂直紙面向里為磁場的正方向, ,則描述磁則描述磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖象正確的是變化的圖象正確的是( ( ) )B B必備模型必備模型全面解讀全面解讀“電磁感應(yīng)中的單桿電磁感應(yīng)中的單桿”模型模型模型解讀模型解讀1.1.模型概述模型概述“桿桿+ +導(dǎo)軌導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的“基本道具基本道具”, ,也是高考的也是高考的熱點(diǎn)熱點(diǎn), ,考查的知識(shí)點(diǎn)多考查的知識(shí)點(diǎn)多, ,題目的綜合性強(qiáng)題目的綜合性強(qiáng), ,物理情景變化空間大物理情景變化空間大, ,是復(fù)習(xí)中是復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)的難點(diǎn).“.“桿桿+ +導(dǎo)軌導(dǎo)軌”模型又分為模型又分為“單桿單桿”型和型和“雙桿雙桿”型型; ;導(dǎo)軌放置方式導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜可分為水平、豎直和傾斜; ;桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、桿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速運(yùn)動(dòng)、非勻變速運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)等非勻變速運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)等; ;磁場的狀態(tài)可分為恒定不變、均勻變化和非均勻磁場的狀態(tài)可分為恒定不變、均勻變化和非均勻變化等變化等, ,情景復(fù)雜形式多變情景復(fù)雜形式多變. .典例典例 兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為兩足夠長的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為L,L,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì), ,導(dǎo)導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為軌所在的平面與水平面夾角為,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)在導(dǎo)軌所在平面內(nèi), ,分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B B、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場. .把一個(gè)質(zhì)量為把一個(gè)質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab放放在金屬導(dǎo)軌上在金屬導(dǎo)軌上, ,在外力作用下保持靜止在外力作用下保持靜止, ,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好好, ,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻為導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻為R R1 1. .完成下列問題完成下列問題: :(1)(1)如圖如圖( (甲甲),),金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)內(nèi)阻為金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)內(nèi)阻為r r的直流電源的直流電源. .撤去外力后導(dǎo)撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止體棒仍能靜止, ,求直流電源電動(dòng)勢求直流電源電動(dòng)勢. .思路探究思路探究(1)(1)撤去外力后撤去外力后, ,導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上的條件是什么導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上的條件是什么? ?答案答案: :安培力與重力的下滑分力大小相等安培力與重力的下滑分力大小相等. .(2)(2)如圖如圖( (乙乙),),金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)阻值為金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)阻值為R R2 2的定值電阻的定值電阻, ,撤去外力讓導(dǎo)撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開始下滑體棒由靜止開始下滑. .在加速下滑的過程中在加速下滑的過程中, ,當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v v時(shí)時(shí), ,求求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度. .思路探究思路探究 (2)(2)導(dǎo)體棒速度為導(dǎo)體棒速度為v v時(shí)受幾個(gè)力時(shí)受幾個(gè)力? ?合力為多少合力為多少? ?答案答案: :重力、安培力、支持力重力、安培力、支持力. .合力沿導(dǎo)軌平面向下合力沿導(dǎo)軌平面向下, ,大小等于大小等于ma.ma.(3)(3)求求(2)(2)問中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度問中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度. .思路探究思路探究 (3)(3)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度的條件是什么導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度的條件是什么? ?答案答案: :合力為零合力為零. .以例說法以例說法 導(dǎo)體切割磁感線動(dòng)態(tài)問題分析的思路導(dǎo)體切割磁感線動(dòng)態(tài)問題分析的思路導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力通電導(dǎo)體受安培力合外合外力變化力變化加速度變化加速度變化速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢變化感應(yīng)電動(dòng)勢變化, ,周而復(fù)始地循周而復(fù)始地循環(huán)環(huán), ,直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài), ,此時(shí)加速度為零此時(shí)加速度為零, ,而速度而速度v v通過加速達(dá)到最通過加速達(dá)到最大值大值, ,做勻速直線運(yùn)動(dòng)或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動(dòng). .如圖所示如圖所示, ,兩根相距為兩根相距為d d的足夠長的、光滑的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的的足夠長的、光滑的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的xOyxOy平面內(nèi)平面內(nèi), ,左端接有阻值為左端接有阻值為R R的電阻的電阻, ,其他部分的電阻均忽略不計(jì)其他部分的電阻均忽略不計(jì). .在在x0 x0的一側(cè)存在方向垂直的一側(cè)存在方向垂直xOyxOy平面向下的磁場平面向下的磁場, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按B=B=kxkx變化變化( (式中式中k0,k0,且為常數(shù)且為常數(shù)).).質(zhì)量為質(zhì)量為m m的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直架在導(dǎo)軌的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直架在導(dǎo)軌上上, ,兩者接觸良好兩者接觸良好. .在在x0 x0的某位置的某位置, ,金屬桿獲得大小為金屬桿獲得大小為v v0 0、方向沿、方向沿x x軸軸正方向的速度正方向的速度. .求求: :(1)(1)在金屬桿運(yùn)動(dòng)過程中在金屬桿運(yùn)動(dòng)過程中, ,電阻電阻R R上產(chǎn)生的總熱量上產(chǎn)生的總熱量; ;拓展變式拓展變式(2)(2)若從金屬桿進(jìn)入磁場的時(shí)刻開始計(jì)時(shí)若從金屬桿進(jìn)入磁場的時(shí)刻開始計(jì)時(shí), ,始終有一個(gè)方向向左的變力始終有一個(gè)方向向左的變力F F作作用于金屬桿上用于金屬桿上, ,使金屬桿的加速度大小恒為使金屬桿的加速度大小恒為a,a,方向一直沿方向一直沿x x軸負(fù)方向軸負(fù)方向. .閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間閉合回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間; ;金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中, ,外力外力F F與時(shí)間與時(shí)間t t關(guān)系的表達(dá)式關(guān)系的表達(dá)式. .