章末素養(yǎng)培優(yōu)二核心素養(yǎng)(一)——物理觀念“三定則肯定律”的綜合應(yīng)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較比較項(xiàng)目安培定則左手定則右手定則楞次定律適用場(chǎng)合推斷電流四周的磁感線方向推斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力方向推斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向推斷回路中磁通量改變時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向因果關(guān)系因電而生磁(I→B)因電而受力(I、B→F安)因動(dòng)而生電(v、B→I感)因磁通量改變而生電(ΔΦ→I感)例1(多選)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大導(dǎo)線圈M相連接，要使小導(dǎo)線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)狀況可能是(兩導(dǎo)線圈共面放置，且金屬棒切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()A．向右勻速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向右加速運(yùn)動(dòng)例2(多選)如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是(導(dǎo)體切割磁感線速度越大，感應(yīng)電流越大)()A．向右加速運(yùn)動(dòng)B．向左加速運(yùn)動(dòng)C．向右減速運(yùn)動(dòng)D．向左減速運(yùn)動(dòng)核心素養(yǎng)(二)——科學(xué)思維一、“軌道＋單桿”模型情景示例水平放置的平行光滑導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)，左側(cè)接有電阻R，導(dǎo)體棒初速度為v0，質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，從起先運(yùn)動(dòng)至停下來求電荷量q－BIL·Δt＝0－mv0，q＝IΔt，q＝mv求位移x－B2L2vRΔt＝0－mv0，x＝應(yīng)用技巧初、末速度已知的變加速運(yùn)動(dòng)，在動(dòng)量定理列出的式子中q＝IΔt，x＝vΔt；若已知q或x也可求末速度例3如圖甲所示，固定放置在水平桌面上的兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)＝1m．質(zhì)量m＝1kg的直導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌垂直．導(dǎo)軌左端與阻值R＝4Ω的電阻相連，其余電阻不計(jì)，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T．在t＝0時(shí)，一水平向右的恒定拉力F垂直作用于直導(dǎo)體棒，使直導(dǎo)體棒由靜止起先向右做直線運(yùn)動(dòng)，圖乙是描述導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程的v-t圖像(設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng))．求：(1)拉力F的大小；(2)t＝1.6s時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度大小a；(3)前1.6s內(nèi)導(dǎo)體棒的位移大小x.二、“軌道＋雙桿”模型光滑軌道＋雙桿示意圖平行光滑軌道，垂直軌道放置兩根金屬桿，使桿1以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)．動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)導(dǎo)體棒1受安培力的作用做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒2受安培力的作用做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終兩棒以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)量觀點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)量守恒能量觀點(diǎn)棒1動(dòng)能的削減量＝棒2動(dòng)能的增加量＋焦耳熱例4(多選)如圖所示，兩電阻可以忽視不計(jì)的平行金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌固定在水平面上，相距為L(zhǎng)，另外兩根長(zhǎng)度為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R的相同導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒在長(zhǎng)導(dǎo)軌上可以無摩擦地滑動(dòng)，導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，某時(shí)刻使導(dǎo)體棒a獲得大小為v0、水平向右的初速度，同時(shí)使導(dǎo)體棒b獲得大小為2v0、水平向右的初速度，下列結(jié)論正確的是()A．該時(shí)刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3BLv0B．該時(shí)刻導(dǎo)體棒a的加速度為BC．當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為3v02時(shí)，導(dǎo)體棒D．運(yùn)動(dòng)過程中通過導(dǎo)體棒a電荷量的最大值qm＝mv章末素養(yǎng)培優(yōu)例1解析：欲使N產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)垂直于紙面對(duì)里，由楞次定律可知有兩種狀況：一是M中有順時(shí)針方向漸漸減小的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向里，且磁通量在減小，此時(shí)應(yīng)使ab向右減速運(yùn)動(dòng)；二是M中有逆時(shí)針方向漸漸增大的電流，使其在N中的磁場(chǎng)方向向外，且磁通量在增大，此時(shí)應(yīng)使ab向左加速運(yùn)動(dòng)．綜上所述，B、C正確．答案：BC例2解析：當(dāng)PQ向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則可判定PQ中感應(yīng)電流的方向是由Q→P，由安培定則可知穿過L1的磁場(chǎng)方向是自下而上的；若PQ向右加速運(yùn)動(dòng)，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可以推斷流過MN的感應(yīng)電流是從N→M的，用左手定則可判定MN受到向左的安培力，將向左運(yùn)動(dòng)；若PQ向右減速運(yùn)動(dòng)，流過MN的感應(yīng)電流方向、MN所受的安培力的方向均將反向，MN向右運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，C正確．同理可推斷B正確，D錯(cuò)誤．答案：BC例3解析：(1)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度為v時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，閉合回路中的感應(yīng)電流I＝E導(dǎo)體棒所受安培力FA＝BIL＝B由題圖乙可知，當(dāng)速度v＝10m/s時(shí)拉力F＝FA，得F＝10N.(2)由題圖乙知，t＝1.6s時(shí)，v＝8m/s，由牛頓其次定律有F－B2L2vR＝ma(3)在導(dǎo)體棒的速度為隨意值v的一段極短時(shí)間Δt內(nèi)，發(fā)生位移Δx，安培力的沖量ΔI＝－B2L2vR·Δ則前1.6s內(nèi)安培力的總沖量I＝－B2由動(dòng)量定理有Ft－B2L2Rx＝答案：(1)10N(2)2m/s2(3)8m例4解析：依據(jù)右手定則可知兩根導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相反，故該時(shí)刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BL·2v0－BLv0＝BLv0，A錯(cuò)誤；在該時(shí)刻，回路中的感應(yīng)電流I＝ER＝BLv02R，導(dǎo)體棒a所受安培力大小F＝BIL＝ma，可得a＝B2L2v02mR，B正確；由