（新課標）高考物理 考前預測核心考點專項突破 電磁感應中的力學問題.doc

新課標2013年高考考前預測核心考點專項突破電磁感應中的力學問題【核心考點解讀】閉合回路中的一部分導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢和感應電流，通電導體在磁場中將受到安培力的作用，從而使電磁感應問題與力學問題聯(lián)系在一起，成為力電綜合問題。解答電磁感應中的力電綜合問題的思路是：先根據(jù)法拉第電磁感應定律求出感應電動勢，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律求出回路中的感應電流及導體棒中的電流，再應用安培力公式及左手定則確定安培力的大小及方向，分析導體棒的受力情況應用牛頓運動定律列出方程求解。預測題1如圖8所示，相距為d的兩條水平虛線l1、l2之間是方向水平向里的勻強磁場，磁感應強度為b，正方形線圈abcd邊長為l（ld），質(zhì)量為m，電阻為r，將線圈在磁場上方高h處靜止釋放，cd邊剛進入磁場時速度為v0，cd邊剛離開磁場時速度也為v0，則下列說法正確的是a線圈進入磁場的過程中，感應電流為逆時針方向b線圈進入磁場的過程中，可能做加速運動c線圈穿越磁場的過程中，線圈的最小速度可能為d線圈從ab邊進入磁場到ab邊離開磁場的過程，感應電流做的功為mgd解析：【名師點評】此題通過正方形線圈在豎直平面內(nèi)通過勻強磁場，意在綜合考查右手定則、電磁感應、變速運動、安培力、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、能量守恒定律等。預測題2如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌mn、pq間距為l=0.5m，其電阻不計，兩導軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導軌放置，每棒兩端都與導軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為m= 0.02kg，電阻均為r=0.1，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，磁感應強度為b=0.4t，棒ab在平行于導軌向上的力f1作用下，以速度v2m/s沿導軌向上勻速運動，而棒cd在平行于導軌的力f2的作用下保持靜止。取g=10m/s2，（1）求出f2的大小和方向（2）棒cd每產(chǎn)生q=1j的熱量，力f1做的功w是多少？（3）若釋放棒cd，保持ab棒速度v2m/s不變，棒cd的最終速度是多少？解析： 【名師點評】此題綜合考查安培力、平衡條件、功、熱量等。預測題3如圖所示，寬為l的光滑長金屬導軌固定在豎直平面內(nèi)，不計電阻。將兩根質(zhì)量均為m的水平金屬桿ab、cd用長h的絕緣輕桿連接在一起，放置在軌道上并與軌道接觸良好，ab電阻r，cd電阻2r。虛線上方區(qū)域內(nèi)存在水平方向的勻強磁場，磁感應強度b。（1）閉合電鍵，釋放兩桿后能保持靜止，則ab桿受的磁場力多大？（2）斷開電鍵，靜止釋放金屬桿，當cd桿離開磁場的瞬間，ab桿上焦耳熱功率為p，則此時兩桿速度為多少？（3）斷開電鍵，靜止釋放金屬桿，若磁感應強度b隨時間變化規(guī)律為b=kt（k為已知常數(shù)），求cd桿離開磁場前，兩桿內(nèi)的感應電流大小。某同學認為：上述情況中磁通量的變化規(guī)律與兩金屬桿靜止不動時相同，可以采用=blh 計算磁通量的改變量該同學的想法是否正確？若正確，說明理由并求出結(jié)果；若不正確，說明理由并給出正確解答。解析：【名師點評】此題綜合考查安培力、平衡條件、功率、法拉第電磁感應定律。閉合電路歐姆定律等。核心考點二、電磁感應中的能量問題【核心考點解讀】導體切割磁感線或磁通量變化過程，在回路中產(chǎn)生感應電流，機械能轉(zhuǎn)化為電能。電流通過導體受到安培力作用或通過電阻發(fā)熱、電能轉(zhuǎn)化為機械能或內(nèi)能。因此電磁感應過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。利用能量守恒定律解答電磁感應中能量問題，快捷方便。預測題1如圖所示，回路豎直放在勻強磁場中，磁場的方向垂直于回路平面向外。導體ac可以貼著光滑豎直長導軌下滑。設(shè)回路的總電阻恒定為r，當導體ac從靜止開始下落后，下面敘述中正確的說法有（ ）a導體下落過程中，機械能守恒 b導體加速下落過程中，導體減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為在電阻上產(chǎn)生的熱量c導體加速下落過程中，導體減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為導體增加的動能和回路中增加的內(nèi)能d導體達到穩(wěn)定速度后的下落過程中，導體減少的重力勢能大于回路中增加的內(nèi)能解析：【名師點評】此題考查機械能與電能、內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。預測題2如圖9甲所示，光滑絕緣水平面上一矩形金屬線圈 abcd的質(zhì)量為m、電阻為r、ad邊長度為l，其右側(cè)是有左右邊界的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為b，ab邊長度與有界磁場區(qū)域?qū)挾认嗟龋趖=0時刻線圈以初速度v0進入磁場，在t=t時刻線圈剛好全部進入磁場且速度為vl，此時對線圈施加一沿運動方向的變力f，使線圈在t=2t時刻線圈全部離開該磁場區(qū)，若上述過程中線圈的vt圖象如圖9乙所示，整個圖象關(guān)于t=t軸對稱 (1)求t=0時刻線圈的電功率； (2)線圈進入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱和穿過磁場過程中外力f所做的功分別為多少? (3)若線圈的面積為s，請運用牛頓第二運動定律和電磁學規(guī)律證明：在線圈進人磁場過程中，v0- vl=。解析： 【名師點評】此題以線圈穿過勻強磁場區(qū)域的vt圖象給出解題信息，將計算與證明融為一題，意在綜合考查法拉第電磁感應定律、動能定理、功能關(guān)系、微元法、勻變速直線運動規(guī)律等。核心考點三、電磁感應與電路綜合【核心考點解讀】在電磁感應中，切割磁感線的那部分導體或磁通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應電動勢，該部分導體或回路就是電源，其中的電流方向是由電源負極指向正極（電源內(nèi)部）。解決電磁感應與電路綜合問題的基本方法是：首先明確其等效電路，然后根據(jù)電磁感應定律和楞次定律或右手定則確定感應電動勢的大小和方向，再根據(jù)電路的有關(guān)規(guī)律進行綜合分析計算。預測題1如圖所示，兩根足夠長、電阻不計的光滑平行金屬導軌相距為l=1m，導軌平面與水平面成=30角，上端連接r=15的電阻。質(zhì)量為m=02 kg、阻值r=05的金屬棒ab放在兩導軌上，與導軌垂直并接觸良好，距離導軌最上端d=4 m，整個裝置處于勻強磁場中。磁感應強度b的大小與時間t成正比，磁場的方向垂直導軌平面向上。金屬棒ab在沿平行斜面方向的外力f作用下保持靜止，當t=2s時外力f恰好為零(g=10 ms2)。求t=2s時刻ab棒的熱功率。解：【名師點評】此題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、平衡條件、熱功率等。預測題1.如圖所示，豎直平面內(nèi)有無限長、不計電阻的兩組平行光滑金屬導軌，寬度均為l=0.5m，上方連接一個阻值r=1的定值電阻，虛線下方的區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度b=2t的勻強磁場。完全相同的兩根金屬桿1和2靠在導軌上，金屬桿與導軌等寬且與導軌接觸良好，電阻均為r=0.5。將金屬桿1固定在磁場的上邊緣（仍在此磁場內(nèi)），金屬桿2從磁場邊界上方h0=0.8m處由靜止釋放，進入磁場后恰作勻速運動。求：（1）金屬桿2進入磁場時的速度。（2）金屬桿的質(zhì)量m為多大？（3）若金屬桿2從磁場邊界上方h1=0.2m處由靜止釋放，進入磁場經(jīng)過一段時間后開始勻速運動。在此過程中整個回路產(chǎn)生了1.4j的電熱，則此過程中流過電阻r的電量q為多少？（4）金屬桿2仍然從離開磁場邊界h1=0.2m處由靜止釋放，在金屬