电磁感应现象中的“杆+导轨”模型VIP免费

高三复习学案【课题】电磁感应现象中的“杆+导轨”模型（一）知识复习1.法拉第电磁感应定律的内容：公式（感应电动势的大小）2.导体做切割磁感线运动时，若B、L、v中只有两者相互垂直，v与B有一夹角θ，导体棒中感应电动势的大小E=3.将产生感应电动势的那部分导体（或线圈）看作，感应电动势就是电源电动势，导体或线圈的电阻就是电源内阻，导体或线圈两端的电压要按路端电压来处理（导体或线圈在此时是一段含电源的电路，不是纯电阻电路，不能直接套用欧姆定律）.4.感应电流的大小由感应电动势的大小和电路的总电阻决定，符合。5.通电导线在磁场中受到的安培力F=，根据定则判断安培力的方向。6.对于电磁感应现象中的力的问题，常用列方程求解【典型例题】例1：如图所示，质量m1=0.1kg，电阻R1=0.3Ω，长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，相距0.4m的MM’、NN’相互平行，电阻不计且足够长。电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM’。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM’、NN’保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.（1）求框架开始运动时、ab速度v的大小；（2）若ab开始运动到l=1m时，通过金属棒ab的电荷量q为多少（3）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q=0.1J，求该过程Ab位移x的大小。例2：如图所示，足够长的的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计。整个装置处于竖直身下的匀强磁场中，磁场的磁感应随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数。金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动t=0时，金属棒ab与MN相距非常近。求当t=t0时：（1）水平外力的大小F；（2）闭合回路消耗的功率。过去不等于未来，没有失败，只有暂时停止成功1MNabvB高三复习学案例3：如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L,一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：（1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值Im【总结提高】【拓展训练】1、矩形线圈Abcd,长Ab=20cm,宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω,整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过.若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则()A线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B.线圈回路中产生的感应电流为0.4C.当t=0.3s时，线圈的Ab边所受的安培力大小为0.016ND.在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J2、如图所示，两平行导轨间距L＝0.1m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场的磁感应强度B＝0.5T，水平部分没有磁场。金属棒ab质量m＝0.005kg，电阻r＝0.02Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨，电阻R＝0.08Ω，其余电阻不计，当金属棒从斜面上离地高h＝1.0m以上任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25m。(取g＝10m/s2)求：(1)棒在斜面上的最大速度；(2)水平面的动摩擦因数；(3)从高度h＝1.0m处滑下后电阻R上产生的热量。【课后提升】10．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：（1）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．过去不等于未来，没有失败，只有暂时停止成功2