2012高考物理二轮复习 立足教材巧用变式题提升解题能力教案VIP专享

立足教材巧用变式题提升解题能力 问题引入：（人教版物理选修 3-2 第四章第五节 P21课后习题 3）设图中的磁感应强度B=1T，平行导轨宽 l=1m，金属棒 PQ 以 1m/s 速度紧贴着导轨向右运动，R=1Ω，其他电阻不计。（1）运动导线会产生感应电动势，相当电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图。（2）通过电阻 R 的电流方向如何？大小等于多少？解析：（1）画好等效电路。金属棒 PQ 向右运动切割磁感线产生感应电动势，PQ 相当于电源，金属棒 PQ、部分导轨及电阻 R 构成一个闭合电路，金属棒 PQ 为内电路，电源对外电路供电，闭合电路的等效电路如图所示。（2）确定等效电源的电动势大小，判断等效电路中内外电路的电流的方向。由法拉第电磁感应定律知金属棒切割磁感线产生的感应电势大小为 :，由楞次定律或右手定则知 PQ 棒中感应电流的方向是由 Q 流向P，P 为等效电源的正极，Q 为负极。由闭合电路欧姆定律有，流经电阻 R 的电流大小为：，方向从 R 的上端流向下端。此题为单导体棒在两导轨间运动切割磁感线发生电磁感应现象的电路分析问题，导体棒等效为电源，电路闭合时导体棒中有感应电流流过，导体棒受到安培力作用，安培力对导体棒做负功，导体棒的运动状态发生改变，我们可以从导体棒的运动状态和能量转化两个方面进行深度探究。 探究一：若金属棒在外力维持下做匀速运动，则水平外力F为多大？ 由于PQ棒受水平向左的安培力，故要维持金属棒匀速运动所需外力F大小与安培力相等，方向水平向右。FB＝BIl＝1×1×1N＝1N，故外力的大小为1N 探究二：金属棒 PQ 的运动状态分析。若金属棒以 1m/s 的初速度向右运动，试分析金属棒的运动状态。金属棒 PQ 向右运动切割磁感线产生感应电动势，在闭合回路中形成了感应电流，其中金属棒 PQ（内电路）中的电流由 Q 流向 P，金属棒在磁场中受安培力 FB作用，由左手定则知 FB 的方向水平向左，大小为,安培力 FB随 v 减小而减小，设金属棒的质量为 m，由牛顿第二定律有 FB=ma,加速度的大小为：,加速度 a 随 v 减小而减小，因此，金属棒作加速度及速度均减小的变减速运动，最终加速度和速度同时为零。探究三：闭合回路中能量的转化与守恒分析。能量守恒定律是一个普遍适用的定律,同样适用于电磁感应现象。图中金属棒 PQ 向右切割磁感线的过程中,必须克服安培力做功,做多少功就有多少机械能转（ PQ 的动能）化为电能（电阻 R 的内能）。棒的初...