gkwlnd15難點(diǎn)15電磁感應(yīng)電路分析與模型轉(zhuǎn)換

1、難點(diǎn)15電磁感應(yīng)電路分析與模型轉(zhuǎn)換電磁感應(yīng)電路的分析與計(jì)算以其覆蓋知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，思維含量高，充分體現(xiàn)考生能力和素質(zhì)等特點(diǎn)，成為歷屆高考命題的特點(diǎn).●難點(diǎn)磁場(chǎng)1.（★★★）（1999年廣東）如圖151所示，MN、PQ為兩平行金屬導(dǎo)軌，M、P間連有一阻值為R的電阻，導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，圖中磁場(chǎng)垂直紙面向里.有一金屬圓環(huán)沿兩導(dǎo)軌滑動(dòng)，速度為v，與導(dǎo)軌接觸良好，圓環(huán)的直徑d與兩導(dǎo)軌間的距離相等

2、.設(shè)金屬環(huán)與導(dǎo)軌的電阻均可忽略，當(dāng)金屬環(huán)向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)A.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為RdBv?B.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為RdBvC.有感應(yīng)電流通過電阻R，大小為RdBv2D.沒有感應(yīng)電流通過電阻R2.（★★★★）兩根相距d=0.20m的平行金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T，導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形閉合回路.每條金屬細(xì)桿的電阻為r=0.25Ω，回路中其余部分的電

3、阻可不計(jì)，已知兩金屬細(xì)桿在平行導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是v=5.0ms，如圖152所示，不計(jì)導(dǎo)軌上的摩擦.（1）求作用于每條金屬細(xì)桿的拉力的大小.（2）求兩金屬細(xì)桿在間距增加0.40m的滑動(dòng)過程中共產(chǎn)生的熱量.3.（★★★★）（1999年上海）如圖153所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻r=0.3Ω、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是L，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不

4、計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R=0.5Ω的電阻，量程為了0～3.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為0～1.0V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過平面.現(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移.當(dāng)金屬棒以v=2ms的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏.問：（1）此滿偏的電表是什么表說明理由.（2）拉動(dòng)金屬棒的外力F多大（3）此時(shí)撤去外力F，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上.求從撤去外力到金

5、屬棒停止運(yùn)動(dòng)的過程中通過電阻R的電量.●案例探究［例1］（★★★★★★）據(jù)報(bào)道，1992年7月，美國(guó)“阿特蘭蒂斯“號(hào)航天飛機(jī)進(jìn)行了一項(xiàng)衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西飛行，相對(duì)地面速度大約6.5103ms，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長(zhǎng)20km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場(chǎng)垂直，做切割磁感線運(yùn)動(dòng).假定這一范圍內(nèi)的地磁場(chǎng)是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4105

6、T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計(jì)，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩圖151圖152圖153B′＝（B＋t）③tB??此時(shí)安培力為F安=B′Ilab④由受力分析可知F安=mg⑤由①②③④⑤式并代入數(shù)據(jù)：t=495s●錦囊妙計(jì)一、命題特點(diǎn)對(duì)電磁感應(yīng)電路的考查命題，常以學(xué)科內(nèi)綜合題目呈現(xiàn)，涉及電磁感應(yīng)定律、直流電路、功、動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，突出考查考生理解能力、分析綜合能力，尤其從實(shí)際

7、問題中抽象概括構(gòu)建物理模型的創(chuàng)新能力.二、求解策略變換物理模型，是將陌生的物理模型與熟悉的物理模型相比較，分析異同并從中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系，從而建立起熟悉模型與未知現(xiàn)象之間相互關(guān)系的一種特殊解題方法.巧妙地運(yùn)用“類同”變換，“類似”變換，“類異”變換，可使復(fù)雜、陌生、抽象的問題變成簡(jiǎn)單、熟悉、具體的題型，從而使問題大為簡(jiǎn)化.解決電磁感應(yīng)電路問題的關(guān)鍵就是借鑒或利用相似原型來啟發(fā)理解和變換物理模型，即把電磁感應(yīng)的問題等效轉(zhuǎn)換成穩(wěn)恒直流電路，把

8、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體等效為內(nèi)電路.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì).其余部分相當(dāng)于外電路，并畫出等效電路圖.此時(shí)，處理問題的方法與閉合電路求解基本一致，惟一要注意的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，有時(shí)導(dǎo)體兩端有電壓，但沒有電流流過，這類似電源兩端有電勢(shì)差但沒有接入電路時(shí)，電流為零.●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.（★★★★）在方向水平的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根豎直放置的導(dǎo)體軌道cd、ef，其寬度為1m，其下端與電動(dòng)勢(shì)為12V、內(nèi)電阻為1Ω的

9、電源相接，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN的兩端套在導(dǎo)軌上可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動(dòng)，如圖156所示，除電源內(nèi)阻外，其他一切電阻不計(jì)，g=10m／s2，從S閉合直到金屬棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的過程中A.電源所做的功等于金屬棒重力勢(shì)能的增加B.電源所做的功等于電源內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱C.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為20m／sD.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路中的電流強(qiáng)度大小是2A2.（★★★★）兩根光滑的金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌自身的電阻可忽略不