高三物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題攻略 專題五 電路和電磁感應(yīng) 第13講 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用課件

第13講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用【主干回顧主干回顧】【核心速填核心速填】(1)(1)“三定則、一定律三定則、一定律”的應(yīng)用。的應(yīng)用。安培定則安培定則: :運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生_。左手定則左手定則: :磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)_。右手定則右手定則: :部分導(dǎo)體部分導(dǎo)體_。楞次定律楞次定律: :閉合電路閉合電路_發(fā)生變化。發(fā)生變化。運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力切割磁感線運(yùn)動(dòng)切割磁感線運(yùn)動(dòng)磁通量磁通量磁場(chǎng)磁場(chǎng)(2)(2)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種方法。求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種方法。_,_,用來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的用來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的_。_,_,主要用來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的主要用來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的_。Ent平均值平均值E=E=BLvBLv瞬時(shí)值瞬時(shí)值熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題【典例典例1 1】(2014(2014新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖甲如圖甲, ,線圈線圈abab、cdcd繞在同一軟鐵芯上。在繞在同一軟鐵芯上。在abab線圈中通以變化的電流線圈中通以變化的電流, ,用用示波器測(cè)得線圈示波器測(cè)得線圈cdcd間電壓如圖乙所示。已知線圈內(nèi)部間電壓如圖乙所示。已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比, ,則下列描述線圈則下列描述線圈abab中中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的圖中, ,可能正確的是可能正確的是( () )【思考思考】(1)(1)從乙圖象能獲得哪些信息從乙圖象能獲得哪些信息? ?提示提示: :線圈線圈cdcd間的電壓大小保持不變間的電壓大小保持不變, ,方向周期性的變方向周期性的變化化; ;由法拉第電磁感應(yīng)定律可知由法拉第電磁感應(yīng)定律可知, ,穿過線圈穿過線圈cdcd的磁場(chǎng)周的磁場(chǎng)周期性的線性變化。期性的線性變化。(2)(2)判斷線圈判斷線圈abab中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的依據(jù)中電流隨時(shí)間變化關(guān)系的依據(jù)? ?提示提示: :線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比。線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)與流經(jīng)線圈的電流成正比?！窘馕鼋馕觥窟x選C C。本題考查了電磁感應(yīng)的圖象。根據(jù)法拉。本題考查了電磁感應(yīng)的圖象。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律第電磁感應(yīng)定律, ,abab線圈電流的變化率與線圈線圈電流的變化率與線圈cdcd上的波上的波形圖一致形圖一致, ,線圈線圈cdcd上的波形圖是方波上的波形圖是方波, ,abab線圈電流只能線圈電流只能是線性變化的是線性變化的, ,因?yàn)橹挥芯€性變化的變化率才是常數(shù)。因?yàn)橹挥芯€性變化的變化率才是常數(shù)。所以所以C C正確。正確。真題變式真題變式1.1.若將其中一個(gè)線圈豎直放置若將其中一個(gè)線圈豎直放置, ,線圈與一定值線圈與一定值電阻相連電阻相連, ,線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場(chǎng)線圈中存在方向豎直向上、大小變化的磁場(chǎng), ,線圈電阻恒定線圈電阻恒定, ,規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所規(guī)定線圈中感應(yīng)電流的正方向如圖甲所示示, ,當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度當(dāng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t如圖乙所示規(guī)律變化如圖乙所示規(guī)律變化時(shí)時(shí), ,則正確表示線圈中感應(yīng)電流則正確表示線圈中感應(yīng)電流i i隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化規(guī)律的圖變化規(guī)律的圖象是象是( () )【解析解析】選選D D。根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得。根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得I=I= 所以線圈中的感應(yīng)電流取決于磁感所以線圈中的感應(yīng)電流取決于磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B隨隨t t的變化率。由圖乙可知的變化率。由圖乙可知,0,01s1s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,磁磁場(chǎng)增強(qiáng)場(chǎng)增強(qiáng),增大增大, ,感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反( (感應(yīng)磁感應(yīng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向下場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向向下),),由楞次定律可知感應(yīng)電由楞次定律可知感應(yīng)電流是順時(shí)針的流是順時(shí)針的, ,因而是正值因而是正值, ,所以可判斷所以可判斷0 01s1s電流大電流大小不變小不變, ,方向沿正方向方向沿正方向; ;在在1 12s2s內(nèi)內(nèi), ,因磁場(chǎng)保持不變因磁場(chǎng)保持不變, ,EBSnRrt Rr，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零, ,所以感應(yīng)電流為零所以感應(yīng)電流為零; ;同理同理2 23s,3s,磁場(chǎng)減弱磁場(chǎng)減弱, ,由楞次定律可知由楞次定律可知, ,感應(yīng)電流方向與正方向感應(yīng)電流方向與正方向相反相反; ;根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得根據(jù)電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得I=I=可知可知, ,因因0 01s1s與與2 23s3s斜率一樣大斜率一樣大, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同同, ,則感應(yīng)電流大小相同則感應(yīng)電流大小相同, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確正確,A,A、B B、C C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。BSnt Rr真題變式真題變式2.2.若取一匝線圈構(gòu)成半徑為若取一匝線圈構(gòu)成半徑為R R的導(dǎo)線環(huán)的導(dǎo)線環(huán), ,如如圖所示圖所示, ,導(dǎo)線環(huán)對(duì)心、勻速穿過半徑也為導(dǎo)線環(huán)對(duì)心、勻速穿過半徑也為R R的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)區(qū)域, ,關(guān)于導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電流關(guān)于導(dǎo)線環(huán)中的感應(yīng)電流i i隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變化關(guān)的變化關(guān)系系, ,如圖圖象中如圖圖象中( (以逆時(shí)針方向的電流為正以逆時(shí)針方向的電流為正) )最符合實(shí)最符合實(shí)際的是際的是( () )【解析解析】選選C C。開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)。開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), ,導(dǎo)線環(huán)切割磁感線導(dǎo)線環(huán)切割磁感線, ,由右手定則由右手定則可以判斷導(dǎo)線環(huán)中電流方向?yàn)槟婵梢耘袛鄬?dǎo)線環(huán)中電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)針, ,即電流方向?yàn)檎较蚣措娏鞣较驗(yàn)檎较? ,當(dāng)開當(dāng)開始出磁場(chǎng)時(shí)始出磁場(chǎng)時(shí), ,產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時(shí)針, ,即電流方向?yàn)榧措娏鞣较驗(yàn)樨?fù)方向負(fù)方向; ;當(dāng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)當(dāng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí), ,導(dǎo)線環(huán)切割磁感線的有效長(zhǎng)度導(dǎo)線環(huán)切割磁感線的有效長(zhǎng)度變大變大, ,則產(chǎn)生感應(yīng)電流也變大則產(chǎn)生感應(yīng)電流也變大, ,當(dāng)離開磁場(chǎng)時(shí)當(dāng)離開磁場(chǎng)時(shí), ,導(dǎo)線環(huán)切割磁感線的有效長(zhǎng)度變小導(dǎo)線環(huán)切割磁感線的有效長(zhǎng)度變小, ,則產(chǎn)生感應(yīng)電流則產(chǎn)生感應(yīng)電流也變小也變小, ,根據(jù)根據(jù)i= i= 故電流按正弦規(guī)律變化故電流按正弦規(guī)律變化, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A A、B B、D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤,C,C正確。正確。eBv 2RsinRR2Bvsin2Bvsin tRRRR ，真題變式真題變式3.3.若將一匝線圈置于水平桌面上若將一匝線圈置于水平桌面上, ,線圈處于勻線圈處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,線圈平面與磁場(chǎng)垂直線圈平面與磁場(chǎng)垂直, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變化關(guān)系如圖甲所示的變化關(guān)系如圖甲所示,0,01s1s內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線圈平內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直線圈平面向下。線圈與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接面向下。線圈與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接, ,導(dǎo)軌導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒上放置一根導(dǎo)體棒, ,導(dǎo)體棒的長(zhǎng)為導(dǎo)體棒的長(zhǎng)為L(zhǎng) L、電阻為、電阻為R,R,且與導(dǎo)且與導(dǎo)軌接觸良好軌接觸良好, ,導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,如圖乙所示。若導(dǎo)體棒始終保持靜止如圖乙所示。若導(dǎo)體棒始終保持靜止, ,則其所受的靜摩則其所受的靜摩擦力擦力F Ff f隨時(shí)間變化的圖象是圖中的隨時(shí)間變化的圖象是圖中的( (設(shè)向右的方向?yàn)殪o設(shè)向右的方向?yàn)殪o摩擦力的正方向摩擦力的正方向) )( () )【解析解析】選選B B。由題圖甲可知在。由題圖甲可知在0 01s1s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大勻增大, ,由由E= E= 可知線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)保持不變可知線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)保持不變, ,回路中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流回路中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流, ,根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針, ,導(dǎo)體棒受到的安培力的方向是水平導(dǎo)體棒受到的安培力的方向是水平向左向左, ,棒靜止不動(dòng)棒靜止不動(dòng), ,摩擦力方向水平向右摩擦力方向水平向右, ,為正方向?yàn)檎较? ;同同理理, ,分析以后幾秒內(nèi)摩擦力的方向分析以后幾秒內(nèi)摩擦力的方向, ,從而得出從而得出F Ff f-t-t圖象圖象為為B B圖圖, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B正確正確,A,A、C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。BSt【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】解決電磁感應(yīng)圖象問題的三點(diǎn)關(guān)注和一解決電磁感應(yīng)圖象問題的三點(diǎn)關(guān)注和一般步驟般步驟(1)(1)解決電磁感應(yīng)圖象問題的解決電磁感應(yīng)圖象問題的“三點(diǎn)關(guān)注三點(diǎn)關(guān)注”: :關(guān)注初始時(shí)刻關(guān)注初始時(shí)刻, ,如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零, ,是正是正方向還是負(fù)方向。方向還是負(fù)方向。關(guān)注變化過程關(guān)注變化過程, ,看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段, ,這幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)。這幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)。關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì), ,看圖線斜率的大小、圖看圖線斜率的大小、圖線的曲、直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。線的曲、直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。(2)(2)解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟: :明確圖象的種類明確圖象的種類, ,即是即是B-tB-t圖還是圖還是-t-t圖圖, ,或者或者E-tE-t圖、圖、I-tI-t圖等。圖等。分析電磁感應(yīng)的具體過程。分析電磁感應(yīng)的具體過程。用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系。用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系。結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式。根據(jù)函數(shù)關(guān)系式根據(jù)函數(shù)關(guān)系式, ,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析進(jìn)行數(shù)學(xué)分析, ,如分析斜率的變化、如分析斜率的變化、截距等。截距等。畫圖象或判斷圖象。畫圖象或判斷圖象?！炯庸逃?xùn)練加固訓(xùn)練】1.1.如圖甲所示如圖甲所示, ,一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)同一平面內(nèi), ,線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè), ,且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行。已知在線平行。已知在t=0t=0到到t=tt=t1 1的時(shí)間內(nèi)的時(shí)間內(nèi), ,直導(dǎo)線中電流直導(dǎo)線中電流i i發(fā)發(fā)生某種變化生某種變化, ,而線框中感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向而線框中感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向; ;線線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流電流i i正方向與圖中箭頭方向相同正方向與圖中箭頭方向相同, ,則則i i隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的變化的圖線可能是圖乙中的圖線可能是圖乙中的( () )【解析解析】選選A A。本題題設(shè)要求線框中感應(yīng)電流順時(shí)針方。本題題設(shè)要求線框中感應(yīng)電流順時(shí)針方向向, ,根據(jù)楞次定律根據(jù)楞次定律, ,可知框內(nèi)磁場(chǎng)要么向里減弱可知框內(nèi)磁場(chǎng)要么向里減弱( (載流直載流直導(dǎo)線中電流正向減小導(dǎo)線中電流正向減小),),要么向外增強(qiáng)要么向外增強(qiáng)( (載流直導(dǎo)線中電載流直導(dǎo)線中電流負(fù)向增大流負(fù)向增大) )。線框受安培力向左時(shí)。線框受安培力向左時(shí), ,載流直導(dǎo)線電流載流直導(dǎo)線電流一定向上一定向上, ,線框受安培力向右時(shí)線框受安培力向右時(shí), ,載流直導(dǎo)線中電流一載流直導(dǎo)線中電流一定向下。故本題答案選定向下。故本題答案選A A。2.(2.(多選多選) )如圖所示如圖所示, ,光滑平行金屬導(dǎo)軌光滑平行金屬導(dǎo)軌MNMN、PQPQ所在平面所在平面與水平面成與水平面成角角,M,M、P P之間接一阻值為之間接一阻值為R R的定值電阻的定值電阻, ,阻阻值為值為r r的金屬棒的金屬棒abab垂直導(dǎo)軌放置垂直導(dǎo)軌放置, ,其他部分電阻不計(jì)。其他部分電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下。垂直導(dǎo)軌平面向下。t=0t=0時(shí)對(duì)金屬棒施一平行于導(dǎo)軌的時(shí)對(duì)金屬棒施一平行于導(dǎo)軌的外力外力F,F,金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于穿過回路下列關(guān)于穿過回路abPMaabPMa的磁通量的磁通量、磁通量的瞬時(shí)變、磁通量的瞬時(shí)變化率化率 、通過金屬棒的電荷量、通過金屬棒的電荷量q q以及以及abab兩端的電勢(shì)差兩端的電勢(shì)差U U隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖象中變化的圖象中, ,正確的是正確的是( () )t【解析解析】選選B B、D D。設(shè)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為。設(shè)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng),L,磁通量磁通量=BS=BS=BLxBLx=BL=BL at at2 2, ,所以所以A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;磁通量的變化率磁通量的變化率: : = =BLvBLv= =BLatBLat, ,故故B B正確正確; ;通過金屬棒的電荷量通過金屬棒的電荷量q=It= q=It= 所以所以C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;abab兩端的電兩端的電勢(shì)差勢(shì)差:U= :U= 所以所以D D正確。正確。12t2BLxBL1atRrRrRr 2，RREBLatRrRr，熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2電磁感應(yīng)中的電路和動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的電路和動(dòng)力學(xué)問題【典例典例2 2】(2016(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖如圖, ,水平面水平面( (紙面紙面) )內(nèi)間內(nèi)間距為距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m m、長(zhǎng)度為、長(zhǎng)度為l的的金屬桿置于導(dǎo)軌上金屬桿置于導(dǎo)軌上,t=0,t=0時(shí)時(shí), ,金屬桿在水平向右、大小為金屬桿在水平向右、大小為F F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),t,t0 0時(shí)刻時(shí)刻, ,金屬桿進(jìn)金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)區(qū)域, ,且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì), ,兩者始終保持垂直且接觸兩者始終保持垂直且接觸良好良好, ,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。重力加速度大小為。重力加速度大小為g g。求。求: :(1)(1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小。金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小。(2)(2)電阻的阻值。電阻的阻值?！久麕燑c(diǎn)撥名師點(diǎn)撥】(1)(1)受力分析受力分析: :金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前受拉力、重力、支持金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前受拉力、重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力作用力和滑動(dòng)摩擦力作用, ,滑動(dòng)摩擦力滑動(dòng)摩擦力f=f=mgmg; ;金屬桿在磁金屬桿在磁場(chǎng)中受拉力、重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力和安培力作場(chǎng)中受拉力、重力、支持力、滑動(dòng)摩擦力和安培力作用用, ,安培力安培力F F安安= =BIBIl。(2)(2)運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析: :金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng), ,則則F F合合=ma;=ma;進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,則則F F合合=0=0?！窘馕鼋馕觥?1)(1)由題意可知由題意可知0 0t t0 0時(shí)間時(shí)間內(nèi)受力分析如圖甲所示內(nèi)受力分析如圖甲所示F F合合=F-f=F-f f=f=mgmg 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)F F合合=ma=ma 物體勻加速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為物體勻加速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為v,v,則則v=atv=at0 0 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知由法拉第電磁感應(yīng)定律可知E=E=B Blv v 由可得由可得E= (F-E= (F-mgmg) ) (2)(2)金屬桿在磁場(chǎng)中的受力分析如圖乙所示金屬桿在磁場(chǎng)中的受力分析如圖乙所示由桿在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知由桿在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知F-FF-F安安-f=0-f=0 f=f=mgmg 0B tml由安培力可知由安培力可知F F安安= =BIBIl 由歐姆定律可知由歐姆定律可知I=I= 由可知由可知R=R=答案答案: :(1) (F-(1) (F-mgmg) )(2)(2)0B tml2 20Btml2 20BtmlER【遷移訓(xùn)練遷移訓(xùn)練】遷移遷移1:1:金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)金屬棒在傾斜導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)如圖甲所示如圖甲所示, ,兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌abab、cdcd與水平與水平面成面成=30=30固定固定, ,導(dǎo)軌間距離為導(dǎo)軌間距離為l=1m,=1m,電阻不計(jì)電阻不計(jì), ,一個(gè)一個(gè)阻值為阻值為R R0 0的定值電阻與電阻箱并聯(lián)接在兩金屬導(dǎo)軌的的定值電阻與電阻箱并聯(lián)接在兩金屬導(dǎo)軌的上端上端, ,整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直軌所在平面垂直, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1TB=1T?，F(xiàn)將一質(zhì)量為現(xiàn)將一質(zhì)量為m m、電阻可以忽略的金屬棒、電阻可以忽略的金屬棒MNMN從圖示位從圖示位置由靜止開始釋放置由靜止開始釋放, ,金屬棒下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良金屬棒下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好好, ,改變電阻箱的阻值改變電阻箱的阻值R,R,測(cè)定金屬棒的最大速度測(cè)定金屬棒的最大速度v vm m, ,得到得到 的關(guān)系如圖乙所示的關(guān)系如圖乙所示,g,g取取10m/s10m/s2 2。求。求: :m11vR(1)(1)金屬棒的質(zhì)量金屬棒的質(zhì)量m m和定值電阻和定值電阻R R0 0的阻值。的阻值。(2)(2)當(dāng)電阻箱當(dāng)電阻箱R R取取2,2,且金屬棒的加速度為且金屬棒的加速度為 時(shí)時(shí), ,金屬棒金屬棒的速度。的速度。g4【解析解析】(1)(1)金屬棒以速度金屬棒以速度v vm m下滑時(shí)下滑時(shí), ,由法拉第電磁感由法拉第電磁感應(yīng)定律得應(yīng)定律得:E=:E=B Blv vm m由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得:E= :E= 當(dāng)金屬棒以最大速度當(dāng)金屬棒以最大速度v vm m下滑時(shí)下滑時(shí), ,由平衡條件得由平衡條件得: :BIBIl-mgsin-mgsin=0=0解得解得: : 2 22 2m01B1B1vmgsinRmgsinRll00RRIRRm2 22 20011vRB1mgsinB10.5mgsinRm0.2kgR2 由圖象可得：解得：ll(2)(2)設(shè)此時(shí)金屬棒下滑的速度為設(shè)此時(shí)金屬棒下滑的速度為v,v,由法拉第電磁感應(yīng)定由法拉第電磁感應(yīng)定律得律得: :E= E= E=E=B Blv v當(dāng)金屬棒下滑的加速度為當(dāng)金屬棒下滑的加速度為 時(shí)時(shí), ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: :mgsin-BImgsin-BIl=ma=ma解得解得:v=0.5m/s:v=0.5m/s答案答案: :(1)0.2kg(1)0.2kg22(2)0.5m/s(2)0.5m/s00RRIRRg4遷移遷移2:2:金屬棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)金屬棒在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)如圖所示如圖所示,R,R1 1=5,R=5,R2 2=6,=6,電壓表與電流表的量程分別電壓表與電流表的量程分別為為0 010V10V和和0 03A,3A,電表均為理想電表。金屬棒電表均為理想電表。金屬棒abab與導(dǎo)與導(dǎo)軌電阻均不計(jì)軌電阻均不計(jì), ,且導(dǎo)軌光滑且導(dǎo)軌光滑, ,導(dǎo)軌平面水平導(dǎo)軌平面水平, ,abab棒處于勻棒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。強(qiáng)磁場(chǎng)中。(1)(1)當(dāng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到當(dāng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到30,30,且用且用F F1 1=40N=40N的的水平拉力向右拉水平拉力向右拉abab棒并使之達(dá)到穩(wěn)定速度棒并使之達(dá)到穩(wěn)定速度v v1 1時(shí)時(shí), ,兩表中兩表中恰好有一表滿偏恰好有一表滿偏, ,而另一表又能安全使用而另一表又能安全使用, ,則此時(shí)則此時(shí)abab棒棒的速度的速度v v1 1是多少是多少? ?(2)(2)當(dāng)變阻器當(dāng)變阻器R R接入電路的阻值調(diào)到接入電路的阻值調(diào)到3,3,且仍使且仍使abab棒的棒的速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí), ,兩表中恰有一表滿偏兩表中恰有一表滿偏, ,而另一表能安而另一表能安全使用全使用, ,則此時(shí)作用于則此時(shí)作用于abab棒的水平向右的拉力棒的水平向右的拉力F F2 2是多大是多大? ?【解析解析】(1)(1)電路中并聯(lián)部分的電阻為電路中并聯(lián)部分的電阻為R R并并= = =5=5若電壓表恰好滿量程若電壓表恰好滿量程, ,則并聯(lián)電路電壓則并聯(lián)電路電壓U U并并=10V=10V此時(shí)干路中電流此時(shí)干路中電流I= =2A3AI= =2A3 AI= =5A3 A所以恰好滿偏的不是電壓表所以恰好滿偏的不是電壓表, ,而是電流表而是電流表, ,即干路中電即干路中電流為流為I=3AI=3A22RRRRUR并并由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得:E=I(R:E=I(R并并+R+R1 1)=21V)=21V電路中總電阻為電路中總電阻為R R總總=R=R并并+R+R1 1=7=7由由(1)(1)知知E=BLvE=BLv1 1則則BL=20VBL=20Vs/ms/m設(shè)此時(shí)棒的速度為設(shè)此時(shí)棒的速度為v v2 2, ,則有則有:E=BLv:E=BLv2 2解得解得:v:v2 2= = m/sm/s由平衡條件得由平衡條件得:F:F2 2-BIL=0-BIL=0解得解得:F:F2 2=BL=BLI=60NI=60N答案答案: :(1)1m/s(1)1m/s(2)60N(2)60N2120遷移遷移3:3:金屬線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)金屬線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)如圖所示如圖所示, ,光滑斜面的傾角光滑斜面的傾角=30=30, ,在斜面上放置一矩在斜面上放置一矩形線框形線框abcd,ababcd,ab邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)l1 1=1m,bc=1m,bc邊的邊長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)l2 2=0.6m,=0.6m,線線框的質(zhì)量框的質(zhì)量m=1kg,m=1kg,電阻電阻R=0.1,R=0.1,線框通過細(xì)線與重物相線框通過細(xì)線與重物相連連, ,重物質(zhì)量重物質(zhì)量M=2kg,M=2kg,斜面上斜面上efef線線( (efghefgh) )的右方有垂直的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,B=0.5T,如果線框從如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)靜止開始運(yùn)動(dòng), ,進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的, ,efef線線和和ghgh的距離的距離s=11.4m,s=11.4m,取取g=10m/sg=10m/s2 2, ,求求: :(1)(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物M M的加速度。的加速度。(2)(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v v。(3)ab(3)ab邊由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到邊由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到ghgh線處所用的時(shí)間線處所用的時(shí)間t t。(4)ab(4)ab邊運(yùn)動(dòng)到邊運(yùn)動(dòng)到ghgh線處的速度大小和在線框由靜止開始線處的速度大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到到運(yùn)動(dòng)到ghgh線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。【解析解析】(1)(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前線框進(jìn)入磁場(chǎng)前, ,線框僅受到細(xì)線的拉力線框僅受到細(xì)線的拉力F FT T, ,斜面的支持力和線框重力斜面的支持力和線框重力, ,重物重物M M受到重力和拉力受到重力和拉力F FT T, ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: :對(duì)線框?qū)€框:F:FT T- -mgsinmgsin=ma=ma對(duì)重物對(duì)重物:Mg-F:Mg-FT T=Ma=Ma解得解得:a= =5m/s:a= =5m/s2 2。MgmgsinMm(2)(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng), ,由平衡由平衡條件得條件得: :對(duì)重物對(duì)重物:Mg-F:Mg-FT T=0=0對(duì)線框?qū)€框:F:FT T-mgsinmgsin-F-FA A=0=0abab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線, ,由法拉第電磁感應(yīng)定律得由法拉第電磁感應(yīng)定律得: :E=BE=Bl1 1v v由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得:I= :I= 又有又有:F:FA A=BI=BIl1 1解得解得:v=6m/s:v=6m/s。ER(3)(3)線框線框abcdabcd進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí), ,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng); ;進(jìn)磁場(chǎng)進(jìn)磁場(chǎng)的過程中的過程中, ,做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng); ;進(jìn)入磁場(chǎng)后到運(yùn)動(dòng)到進(jìn)入磁場(chǎng)后到運(yùn)動(dòng)到ghgh線線, ,仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)磁場(chǎng)前線框的加速度大小與重物的加速度相同為進(jìn)磁場(chǎng)前線框的加速度大小與重物的加速度相同為a=5m/sa=5m/s2 2該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:t:t1 1= =1.2s= =1.2s進(jìn)磁場(chǎng)過程中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)磁場(chǎng)過程中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t:t2 2= =0.1s= =0.1sva2vl線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同, ,所以該階段的加速度仍為所以該階段的加速度仍為a=5m/sa=5m/s2 2, ,則有則有: :s-s-l2 2=vt=vt3 3+ +解得解得:t:t3 3=1.2s=1.2s因此因此abab邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到ghgh線所用的時(shí)間為線所用的時(shí)間為: :t=tt=t1 1+t+t2 2+t+t3 3=2.5s=2.5s。231at2(4)(4)線框線框abab邊運(yùn)動(dòng)到邊運(yùn)動(dòng)到ghgh處的速度處的速度: :v=v+atv=v+at3 3=12m/s=12m/s整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的焦耳熱整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的焦耳熱: :Q=FQ=FA Al2 2=(Mg-mgsin)=(Mg-mgsin)l2 2=9J=9J。答案答案: :(1)5m/s(1)5m/s2 2(2)6m/s(2)6m/s(3)2.5s(3)2.5s(4)12m/s(4)12m/s9J9J【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】“四步法四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是“先電后先電后力力”, ,具體思路如下具體思路如下: :(1)(1)“源源”的分析的分析: :分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源電源, ,確定電源電動(dòng)勢(shì)確定電源電動(dòng)勢(shì)E E和內(nèi)阻和內(nèi)阻r r。(2)(2)“路路”的分析的分析: :弄清串、并聯(lián)關(guān)系弄清串、并聯(lián)關(guān)系, ,由閉合電路的歐由閉合電路的歐姆定律求電流姆定律求電流, ,確定安培力確定安培力F F安安。(3)(3)“力力”的分析的分析: :確定桿或線圈的受力情況確定桿或線圈的受力情況, ,求合力。求合力。(4)(4)“運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)”的分析的分析: :由力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系確定運(yùn)動(dòng)模型。由力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系確定運(yùn)動(dòng)模型?！炯庸逃?xùn)練加固訓(xùn)練】1.(20151.(2015海南高考海南高考) )如圖如圖, ,兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上平面上, ,相距相距l(xiāng), ,左端與一電阻左端與一電阻R R相連相連; ;整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)中, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,B,方向豎直向下。一質(zhì)量為方向豎直向下。一質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上, ,在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速在水平外力作用下沿導(dǎo)軌以速率率v v勻速向右滑動(dòng)勻速向右滑動(dòng), ,滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為接觸良好。已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重重力加速度大小為力加速度大小為g,g,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略。求: :(1)(1)電阻電阻R R消耗的功率。消耗的功率。(2)(2)水平外力的大小。水平外力的大小?！窘馕鼋馕觥?1)(1)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=E=B Bl lv v, ,根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律, ,閉合回路中的感應(yīng)電流為閉合回路中的感應(yīng)電流為I= I= 電阻電阻R R消耗的功率為消耗的功率為P=IP=I2 2R,R,聯(lián)立可得聯(lián)立可得P= P= ER，2 22BvR。l(2)(2)對(duì)導(dǎo)體棒受力分析對(duì)導(dǎo)體棒受力分析, ,受到向左的安培力和向左的摩受到向左的安培力和向左的摩擦力擦力, ,向右的外力向右的外力, ,三力平衡三力平衡, ,故有故有F F安安+ +mgmg=F,F=F,F安安= =BIBIl= ,= ,故故F= +F= +mgmg。答案答案: :(1)(1) (2) +(2) +mgmg2 22BvRl2 2BvRl2 2BvRl2 22BvRl2.2.如圖甲所示如圖甲所示, ,間距為間距為L(zhǎng) L、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為傾角為的斜面上。在區(qū)域的斜面上。在區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B;B;在區(qū)域在區(qū)域內(nèi)有垂直于斜面內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,其磁感應(yīng)強(qiáng)度其磁感應(yīng)強(qiáng)度B B2 2的大小隨時(shí)間的大小隨時(shí)間t t變化變化的規(guī)律如圖乙所示。的規(guī)律如圖乙所示。t=0t=0時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒abab從圖示位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑從圖示位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑, ,同時(shí)下端的另一金同時(shí)下端的另一金屬細(xì)棒屬細(xì)棒cdcd在位于區(qū)域在位于區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋放。內(nèi)的導(dǎo)軌上也由靜止釋放。在在abab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域的下邊界的下邊界EFEF之前之前, ,cdcd棒始終靜止不棒始終靜止不動(dòng)動(dòng), ,兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。已知兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好。已知cdcd棒的質(zhì)量為棒的質(zhì)量為0.6m0.6m、電阻為電阻為0.3R,ab0.3R,ab棒的質(zhì)量、阻值均未知棒的質(zhì)量、阻值均未知, ,區(qū)域區(qū)域沿斜面沿斜面的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為L(zhǎng),L,在在t=t=t tx x時(shí)刻時(shí)刻( (t tx x未知未知) )abab棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域棒恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域,重力加速度為重力加速度為g g。求。求: :(1)(1)區(qū)域區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向。內(nèi)磁場(chǎng)的方向。(2)(2)通過通過cdcd棒中的電流大小和方向。棒中的電流大小和方向。(3)ab(3)ab棒開始下滑的位置離區(qū)域棒開始下滑的位置離區(qū)域上邊界的距離。上邊界的距離。(4)ab(4)ab棒從開始下滑至棒從開始下滑至EFEF的過程中的過程中, ,回路中產(chǎn)生的總熱回路中產(chǎn)生的總熱量。量。( (結(jié)果用結(jié)果用B B、L L、m m、R R、g g中的字母表示中的字母表示) )【解析解析】(1)(1)由楞次定律可知由楞次定律可知, ,流過流過cdcd的電流方向?yàn)閺牡碾娏鞣较驗(yàn)閺膁 d到到c,cdc,cd所受安培力沿導(dǎo)軌向上所受安培力沿導(dǎo)軌向上, ,故由左手定則可知故由左手定則可知, ,區(qū)域區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)垂直于斜面向上。內(nèi)磁場(chǎng)垂直于斜面向上。(2)cd(2)cd棒受到重力、支持力和安培力的作用而處于平棒受到重力、支持力和安培力的作用而處于平衡狀態(tài)衡狀態(tài), ,由平衡條件得由平衡條件得:BIL=:BIL=mgsinmgsin, ,解得解得:I= :I= mgsinBL。(3)ab(3)ab進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入?yún)^(qū)域前做勻加速運(yùn)動(dòng)前做勻加速運(yùn)動(dòng), ,進(jìn)入后做勻速運(yùn)動(dòng)進(jìn)入后做勻速運(yùn)動(dòng), ,設(shè)設(shè)abab剛好到達(dá)區(qū)域剛好到達(dá)區(qū)域的邊界的速度大小為的邊界的速度大小為v v。在。在0 0t tx x內(nèi)內(nèi), ,由法拉第電磁感應(yīng)定律得由法拉第電磁感應(yīng)定律得: :E E1 1= = 在在t tx x后有后有:E:E2 2= =BLvBLv, ,且且E E1 1=E=E2 2, ,解得解得: : 解得解得:s= ,:s= ,故故abab棒開始下滑的位置離區(qū)域棒開始下滑的位置離區(qū)域上邊界上邊界的距離為的距離為 22xx2BBBLLttt，xxvtLvst2，由，L2L2。(4)ab(4)ab棒進(jìn)入?yún)^(qū)域棒進(jìn)入?yún)^(qū)域后做勻速直線運(yùn)動(dòng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,有有t t2 2= = =t tx x, ,總時(shí)間為總時(shí)間為:t:t總總=t=tx x+t+t2 2=2t=2tx x, ,電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E=E=BLvBLv不變不變, ,總熱量為總熱量為: :Q=Q=EItEIt總總=2mgvt=2mgvtx xsin=2mgLsinsin=2mgLsin。答案答案: :(1)(1)區(qū)域區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向垂直于斜面向上內(nèi)磁場(chǎng)的方向垂直于斜面向上(2) (2) 方向由方向由d d到到c c(3) (3) (4)2mgLsin(4)2mgLsinLvL2mgsinBL熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題【典例典例3 3】(2016(2016漳州二模漳州二模) )如圖甲所示如圖甲所示, ,空間存在方空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN,MN、PQPQ是水平放置的平行長(zhǎng)直是水平放置的平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌導(dǎo)軌, ,其間距其間距L=0.2m,L=0.2m,連在導(dǎo)軌一端的電阻連在導(dǎo)軌一端的電阻R=0.4,abR=0.4,ab是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量是跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg的導(dǎo)體棒。從零時(shí)刻開始的導(dǎo)體棒。從零時(shí)刻開始, ,對(duì)對(duì)abab施加一個(gè)大小為施加一個(gè)大小為F=0.45N,F=0.45N,方向水平向左的恒定方向水平向左的恒定拉力拉力, ,使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動(dòng)使其從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動(dòng), ,滑動(dòng)過程中棒始終滑動(dòng)過程中棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸保持與導(dǎo)軌垂直且良好接觸, ,圖乙是棒的圖乙是棒的v -tv -t圖象圖象, ,其其中中AOAO是圖象在是圖象在O O點(diǎn)的切線點(diǎn)的切線,AB,AB是圖象的漸近線是圖象的漸近線, ,除除R R以外以外, ,其余部分的電阻均不計(jì)其余部分的電阻均不計(jì), ,設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。已知當(dāng)棒的位移為力。已知當(dāng)棒的位移為100m100m時(shí)時(shí), ,其速度達(dá)到了最大速度其速度達(dá)到了最大速度10m/s10m/s。求。求: :(1)(1)在棒運(yùn)動(dòng)在棒運(yùn)動(dòng)100m100m過程中電阻過程中電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱。上產(chǎn)生的焦耳熱。(2)(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小。的大小。【思維流程思維流程】第一步第一步: :審題干審題干提取信息提取信息(1)(1)方向水平向左的恒定拉力方向水平向左的恒定拉力 拉力大小、方向保持拉力大小、方向保持不變。不變。(2)(2)從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動(dòng)從靜止開始沿導(dǎo)軌滑動(dòng) 導(dǎo)體棒初速度為零。導(dǎo)體棒初速度為零。第二步第二步: :突破難點(diǎn)突破難點(diǎn)確定功能關(guān)系確定功能關(guān)系(1)(1)求電阻求電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱由圖象斜率求出開始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度由圖象斜率求出開始運(yùn)動(dòng)瞬間的加速度由牛頓第二由牛頓第二定律求出導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力定律求出導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力由功能關(guān)系由功能關(guān)系求出電阻求出電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱。上產(chǎn)生的焦耳熱。(2)(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度求磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小的大小由速度最大時(shí)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)列平衡方程由速度最大時(shí)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)列平衡方程由法拉第由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求磁感應(yīng)強(qiáng)度電磁感應(yīng)定律和歐姆定律求磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小。的大小?！窘馕鼋馕觥?1)(1)由圖乙得開始運(yùn)動(dòng)瞬間由圖乙得開始運(yùn)動(dòng)瞬間: :a= =2.5m/sa= =2.5m/s2 2由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得:F-F:F-Ff f=ma=ma解得解得:F:Ff f=0.2N=0.2N由功能關(guān)系得由功能關(guān)系得:(F-:(F-F Ff f)x)x= = 解得解得:Q=20J:Q=20Jvt2m1mvQ2(2)(2)最終以速度最終以速度v=10m/sv=10m/s勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng), ,則所受到拉力、摩擦則所受到拉力、摩擦力和安培力的合力為零力和安培力的合力為零, ,由平衡條件得由平衡條件得: :F-FF-Ff f-BIL=0-BIL=0由法拉第電磁感應(yīng)定律得由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=:E=BLvBLv由歐姆定律得由歐姆定律得:I=:I=解得解得:B=0.5T:B=0.5T答案答案: :(1)20J(1)20J(2)0.5T(2)0.5TER【題組過關(guān)題組過關(guān)】1.1.如圖所示如圖所示, ,間距為間距為L(zhǎng),L,電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的平行光滑金電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置屬導(dǎo)軌水平放置, ,導(dǎo)軌左端用一阻值為導(dǎo)軌左端用一阻值為R R的電阻連接的電阻連接, ,導(dǎo)導(dǎo)軌上橫跨一根質(zhì)量為軌上橫跨一根質(zhì)量為m,m,電阻也為電阻也為R R的金屬棒的金屬棒, ,金屬棒與金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)使金屬棒以初速度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)使金屬棒以初速度v v0 0沿導(dǎo)軌向右沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,若金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中通過的電荷量為若金屬棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中通過的電荷量為q q。下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng)金屬棒在導(dǎo)軌上做勻減速運(yùn)動(dòng)B.B.整個(gè)過程中電阻整個(gè)過程中電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱為上產(chǎn)生的焦耳熱為C.C.整個(gè)過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為整個(gè)過程中金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移為D.D.整個(gè)過程中金屬棒克服安培力做功為整個(gè)過程中金屬棒克服安培力做功為20mv2qRBL20mv2【解析解析】選選D D。設(shè)某時(shí)刻金屬棒的速度為。設(shè)某時(shí)刻金屬棒的速度為v,v,則此時(shí)的則此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E=E=BLvBLv, ,安培力安培力F F安安= ,= ,由牛頓第二定律有由牛頓第二定律有F F安安=ma,=ma,則金屬棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)則金屬棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng), ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)錯(cuò)誤誤; ;由能量守恒定律知由能量守恒定律知, ,整個(gè)過程中克服安培力做功等整個(gè)過程中克服安培力做功等于電阻于電阻R R和金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱之和和金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱之和, ,即即W W安安=Q= =Q= 選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤,D,D正確正確; ;整個(gè)過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量整個(gè)過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量22B L vR201mv2，q= q= 得金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移得金屬棒在導(dǎo)軌上發(fā)生的位移x= x= 選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。BSBLx2R2R2R，2qRBL，2.(2.(多選多選)(2016)(2016鷹潭一模鷹潭一模) )兩磁感應(yīng)強(qiáng)度均為兩磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)區(qū)、,方向如圖所示方向如圖所示, ,兩區(qū)域中間為寬為兩區(qū)域中間為寬為s s的無的無磁場(chǎng)區(qū)磁場(chǎng)區(qū),有一邊長(zhǎng)為有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(Ls),L(Ls),電阻為電阻為R R的均勻正方形金的均勻正方形金屬線框?qū)倬€框abcdabcd置于區(qū)域置于區(qū)域,abab邊與磁場(chǎng)邊界平行邊與磁場(chǎng)邊界平行, ,現(xiàn)拉著現(xiàn)拉著金屬線框以速度金屬線框以速度v v向右勻速運(yùn)動(dòng)向右勻速運(yùn)動(dòng), ,則則( () )A.A.當(dāng)當(dāng)abab邊剛進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域邊剛進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)時(shí), ,abab兩點(diǎn)間電壓兩點(diǎn)間電壓為為B.abB.ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)時(shí), ,通過通過abab邊的電流大小邊的電流大小為為 , ,方向方向ababC.C.把金屬線框從區(qū)域把金屬線框從區(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域的過程中的過程中, ,拉力所做功為拉力所做功為 (2L-s)(2L-s)D.D.當(dāng)當(dāng)cdcd邊剛出區(qū)域邊剛出區(qū)域到剛進(jìn)入?yún)^(qū)域到剛進(jìn)入?yún)^(qū)域的過程中的過程中, ,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為回路中產(chǎn)生的焦耳熱為 (L-s)(L-s)3BLv42BLvR222B L vR22B L vR【解析解析】選選B B、C C。當(dāng)。當(dāng)abab邊進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域邊進(jìn)入中央無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，時(shí)，abab兩點(diǎn)間電壓兩點(diǎn)間電壓 U= E= U= E= BLvBLv，故選項(xiàng)，故選項(xiàng)A A錯(cuò)誤；當(dāng)錯(cuò)誤；當(dāng)abab邊邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，時(shí)，abab邊和邊和cdcd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是都是BLvBLv，總電動(dòng)勢(shì)為，總電動(dòng)勢(shì)為2BLv2BLv，通過，通過abab邊的電流大小邊的電流大小 I= I= ，由右手定則可以判斷電流方向，由右手定則可以判斷電流方向abab，14142BLvR故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B正確；金屬框從正確；金屬框從區(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域過程區(qū)域過程中，拉力所做功中，拉力所做功W=W=故選項(xiàng)故選項(xiàng)C C正確；當(dāng)正確；當(dāng)cdcd邊剛出邊剛出區(qū)域到剛進(jìn)入?yún)^(qū)域到剛進(jìn)入?yún)^(qū)域的過區(qū)域的過程中，程中，abab邊切割磁感線，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，邊切割磁感線，回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則回路中產(chǎn)生的焦耳熱為則回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q= Q= ，故選項(xiàng)，故選項(xiàng)D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。222222 BLvB L vLs2B L v2L2LsRRvR（），22B L vsR3.(20163.(2016河?xùn)|區(qū)一模河?xùn)|區(qū)一模) )如圖所示裝置由水平軌道與傾如圖所示裝置由水平軌道與傾角為角為=30=30的傾斜軌道連接而成。水平軌道所在空間的傾斜軌道連接而成。水平軌道所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5TB=0.5T、方向豎直向上的勻強(qiáng)、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng); ;傾斜軌道所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為傾斜軌道所在空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5TB=0.5T、方向垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量方向垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg、長(zhǎng)度長(zhǎng)度L=0.5mL=0.5m、電阻、電阻R R1 1=0.1=0.1的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab置于傾斜軌道置于傾斜軌道上上, ,剛好不下滑剛好不下滑; ;然后將電阻然后將電阻R R2 2=0.4=0.4、質(zhì)量、長(zhǎng)度與棒質(zhì)量、長(zhǎng)度與棒abab相同的光滑導(dǎo)體棒相同的光滑導(dǎo)體棒cdcd置于水平軌道置于水平軌道上上, ,用恒力用恒力F=8.4NF=8.4N拉棒拉棒cdcd, ,使之在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)。使之在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)。棒棒abab、cdcd與導(dǎo)軌垂直與導(dǎo)軌垂直, ,且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸, ,設(shè)設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力, ,重力加速度重力加速度g g取取10m/s10m/s2 2, ,不計(jì)軌道電阻。不計(jì)軌道電阻。(1)(1)求求abab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(2)(2)求當(dāng)求當(dāng)abab剛要向上滑動(dòng)時(shí)剛要向上滑動(dòng)時(shí)cdcd速度速度v v的大小。的大小。(3)(3)若從若從cdcd剛開始運(yùn)動(dòng)到剛開始運(yùn)動(dòng)到abab剛要上滑過程中剛要上滑過程中, ,cdcd在水平在水平軌道上移動(dòng)的距離為軌道上移動(dòng)的距離為x=0.5m,x=0.5m,求此過程中求此過程中abab上產(chǎn)生的熱上產(chǎn)生的熱量量Q Qabab。【解析解析】(1)(1)設(shè)設(shè)abab棒受到的最大靜摩擦力大小為棒受到的最大靜摩擦力大小為F Ffmfmabab剛好不下滑剛好不下滑, ,則有則有: :mgsin-Fmgsin-Ffmfm=0=0F Ffmfm= =mgcosmgcos解得解得:= := 。33(2)ab(2)ab棒剛要向上滑動(dòng)時(shí)棒剛要向上滑動(dòng)時(shí), ,受力如圖所示受力如圖所示: :對(duì)對(duì)abab棒棒: :mgsin+Fmgsin+Ffmfm-BIL=0-BIL=0由法拉第電磁感應(yīng)定律得由法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=:E=BLvBLv由歐姆定律得由歐姆定律得:I=:I=解得解得:v=8m/s:v=8m/s。12ERR(3)(3)從從cdcd剛開始運(yùn)動(dòng)到剛開始運(yùn)動(dòng)到abab剛要上滑過程中剛要上滑過程中, ,假設(shè)系統(tǒng)產(chǎn)假設(shè)系統(tǒng)產(chǎn)生的總焦耳熱為生的總焦耳熱為Q Q總總對(duì)對(duì)abab、cdcd系統(tǒng)系統(tǒng), ,由功能關(guān)系得由功能關(guān)系得: :FxFx= mv= mv2 2+Q+Q總總Q Qabab= = 解得解得: :Q Qabab=0.2J=0.2J。答案答案: :(1) (1) (2)8m/s(2)8m/s(3)0.2J(3)0.2J3312112RQRR總【加固訓(xùn)練加固訓(xùn)練】1.1.如圖所示如圖所示, ,在傾角為在傾角為的光滑斜面上的光滑斜面上, ,相距均為相距均為d d的三的三條水平虛線條水平虛線l1 1、l2 2、l3 3, ,它們之間的區(qū)域它們之間的區(qū)域、分別存在分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng), ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為大小均為B,B,一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m m、邊長(zhǎng)為、邊長(zhǎng)為d d、總電阻為、總電阻為R R的正方的正方形導(dǎo)線框形導(dǎo)線框, ,從從l1 1上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑上方一定高處由靜止開始沿斜面下滑, ,當(dāng)當(dāng)abab邊剛越過邊剛越過l1 1進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)時(shí), ,恰好以速度恰好以速度v v1 1做勻速直做勻速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng); ;當(dāng)當(dāng)abab邊在越過邊在越過l2 2運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到l3 3之前的某個(gè)時(shí)刻之前的某個(gè)時(shí)刻, ,線線框又開始以速度框又開始以速度v v2 2做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng), ,重力加速度為重力加速度為g g。在線框從釋放到穿出磁場(chǎng)的過程中在線框從釋放到穿出磁場(chǎng)的過程中, ,下列說法正確的下列說法正確的是是( () )A.A.線框中感應(yīng)電流的方向不變線框中感應(yīng)電流的方向不變B.B.線框線框abab邊從邊從l1 1運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到l2 2所用時(shí)間大于從所用時(shí)間大于從l2 2運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到l3 3所所用時(shí)間用時(shí)間C.C.線框以速度線框以速度v v2 2勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí), ,發(fā)熱功率為發(fā)熱功率為 D.D.線框從線框從abab邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)檫呥M(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)関 v2 2的過程中的過程中, ,減少減少的機(jī)械能的機(jī)械能EE機(jī)機(jī)與線框產(chǎn)生的焦耳熱與線框產(chǎn)生的焦耳熱Q Q電電的關(guān)系式是的關(guān)系式是EE機(jī)機(jī)= = 22222m g Rsin4B d22G1211WmvmvQ22電【解析解析】選選C C。從線框的。從線框的abab邊進(jìn)入磁場(chǎng)邊進(jìn)入磁場(chǎng)I I過程中過程中, ,由右手由右手定則判斷可知定則判斷可知, ,abab邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿abab方方向。向。dcdc邊剛要離開磁場(chǎng)邊剛要離開磁場(chǎng)的過程中的過程中, ,由右手定則判斷可由右手定則判斷可知知, ,cdcd邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿邊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿dcdc方向方向, ,abab邊中感邊中感應(yīng)電流方向沿應(yīng)電流方向沿baba方向方向, ,故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知件可知, ,兩次安培力與重力的分力大小相等方向相反兩次安培力與重力的分力大小相等方向相反; ;當(dāng)當(dāng)abab邊在磁場(chǎng)邊在磁場(chǎng)中時(shí)中時(shí), ,兩邊均受安培力兩邊均受安培力, ,故故v v2 2應(yīng)小于應(yīng)小于v v1 1, ,則線框則線框abab邊從邊從l1 1運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到l2 2所用時(shí)間小于從所用時(shí)間小于從l2 2運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到l3 3的的時(shí)間時(shí)間, ,故故B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;線框以速度線框以速度v v2 2勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,mgsinmgsin= =4 4 , ,得得v= ,v= ,電功率電功率P=Fv=P=Fv=mgsinmgsin 故故C C正確正確; ;機(jī)械能的減少量等于線機(jī)械能的減少量等于線框產(chǎn)生的電能框產(chǎn)生的電能, ,則由能量守恒知?jiǎng)t由能量守恒知: :線框從線框從abab邊進(jìn)入磁場(chǎng)邊進(jìn)入磁場(chǎng)到速度變?yōu)榈剿俣茸優(yōu)関 v2 2的過程中的過程中, ,減少的機(jī)械能減少的機(jī)械能EE機(jī)機(jī)與線框產(chǎn)生與線框產(chǎn)生的焦耳熱的焦耳熱Q Q電電的關(guān)系式是的關(guān)系式是EE機(jī)機(jī)=Q=Q電電, ,故故D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。22B d vR22mgRsin4B d2222222mgRsinm g Rsin4B d4B d，2.2.如圖所示如圖所示, ,足夠長(zhǎng)的光滑足夠長(zhǎng)的光滑U U形導(dǎo)體框架的寬度形導(dǎo)體框架的寬度L=0.40m,L=0.40m,電阻忽略不計(jì)電阻忽略不計(jì), ,其所在平面與水平面所成的角其所在平面與水平面所成的角=37=37, ,磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0TB=1.0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于框平面。一的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于框平面。一根質(zhì)量為根質(zhì)量為m=0.20kgm=0.20kg、有效電阻、有效電阻R=1.0R=1.0的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒MNMN垂直垂直跨放在跨放在U U形框架上形框架上, ,導(dǎo)體棒從靜止開始沿框架下滑到剛導(dǎo)體棒從靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,通過導(dǎo)體棒橫截面電量共為通過導(dǎo)體棒橫截面電量共為Q=2.0CQ=2.0C。(sin37(sin37=0.6,cos37=0.6,cos37=0.8,g=0.8,g取取10m/s10m/s2 2) )求求: :(1)(1)導(dǎo)體棒的最大加速度和最大電流強(qiáng)度的大小和方向。導(dǎo)體棒的最大加速度和最大電流強(qiáng)度的大小和方向。(2)(2)導(dǎo)體棒在導(dǎo)體棒在0.2s0.2s內(nèi)在框架所夾部分可能掃過的最大面內(nèi)在框架所夾部分可能