1、一、感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安培力 1.安培力的大小:F=BIL= 2.安培力的方向判斷 (1)右手定則和左手定則相結(jié)合,先用 確定感應(yīng)電流方向,再用 判斷感應(yīng)電流所受安 培力的方向. (2)用楞次定律判斷,感應(yīng)電流所受安培力的方向一 定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向 .,第4課時(shí) 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題和能量問題,考點(diǎn)自清,右手定則,左手定則,相反,名師點(diǎn)撥 1.由F= 知,v變化時(shí),F變化,物體所受合外力 變化,物體的加速度變化,因此可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn) 行動(dòng)態(tài)分析. 2.在求某時(shí)刻速度時(shí),可先根據(jù)受力情況確定該時(shí) 刻的安培力,然后用上述公式進(jìn)行求解.,二、電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化 1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)

2、質(zhì)是 和 之間的轉(zhuǎn)化. 2.感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力,外力克服安培力 ,將 的能轉(zhuǎn)化為 ,電流做功再 將電能轉(zhuǎn)化為 . 3.電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算,公式為 .,其他形式的能,電能,做功,其他形式,電能,內(nèi)能,Q=I2Rt,特別提醒 在利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律解決電磁感應(yīng)的問題 時(shí),要注意分析安培力做功的情況,因?yàn)榘才嗔ψ龅?功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”. 簡(jiǎn)單表示如下:電能 其他形式能.,W安0 W安0,熱點(diǎn)一 對(duì)導(dǎo)體的受力分析及運(yùn)動(dòng)分析 從運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系著手,運(yùn)用牛頓第二定律.基本方 法是:受力分析運(yùn)動(dòng)分析(確定運(yùn)動(dòng)過程和最終的 穩(wěn)定狀態(tài))由牛頓第二定律列方程求解.

3、運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu): 這樣周而復(fù)始的循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí)加速度等于零,導(dǎo) 體達(dá)到平衡狀態(tài).在分析過程中要抓住a=0時(shí)速度v達(dá) 到最大這一關(guān)鍵.,熱點(diǎn)聚焦,特別提示 1.對(duì)電學(xué)對(duì)象要畫好必要的等效電路圖. 2.對(duì)力學(xué)對(duì)象要畫好必要的受力分析圖和過程示 意圖. 熱點(diǎn)二 電路中的能量轉(zhuǎn)化分析 從能量的觀點(diǎn)著手,運(yùn)用動(dòng)能定理或能量守恒定律. 基本方法是: 受力分析弄清哪些力做功,做正功還是負(fù)功明確 有哪些形式的能參與轉(zhuǎn)化,哪些增哪些減由動(dòng)能定 理或能量守恒定律列方程求解.,例如,如圖1所示,金屬棒ab沿導(dǎo)軌 由靜止下滑時(shí),重力勢(shì)能減少,一 部分用來克服安培力做功轉(zhuǎn)化為 感應(yīng)電流的電能,最終在R上轉(zhuǎn)化 為焦耳熱

4、,另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒 的動(dòng)能.若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),棒最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn) 動(dòng)時(shí),重力勢(shì)能的減少則完全用來克服安培力做功轉(zhuǎn) 化為感應(yīng)電流的電能.因此,從功和能的觀點(diǎn)入手,分 析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,是解決電磁 感應(yīng)問題的重要途徑之一.,圖1,題型1 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 【例1】 如圖2所示,光滑斜面的傾角 =30,在斜面上放置一矩形線框 abcd,ab邊的邊長(zhǎng)l1=1 m,bc邊的邊長(zhǎng) l2=0.6 m,線框的質(zhì)量m=1 kg,電阻 R=0.1 ,線框通過細(xì)線與重物相 連,重物質(zhì)量M=2 kg,斜面上ef線(efghab)的右 方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T.

5、如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段 時(shí)間是勻速的,ef 線和gh線的距離s=11.4 m(取 g=10 m/s2).求:,題型探究,圖2,(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v. (2)ab邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到gh線所用的時(shí)間t. 思路點(diǎn)撥 線框的運(yùn)動(dòng)可分為進(jìn)入磁場(chǎng)前、進(jìn)入磁 場(chǎng)中、完全進(jìn)入磁場(chǎng)后三個(gè)階段,分析每個(gè)階段的受 力,確定運(yùn)動(dòng)情況.,解析 (1)在線框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間內(nèi),重物 和線框受力平衡,分別有 Mg=FT FT=mgsin +FA ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Bl1v 感應(yīng)電流I= 受到的安培力FA=BIl1 聯(lián)立得Mg=mgsin + 代入數(shù)據(jù)得v=6 m/s,(

6、2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 對(duì)M有:Mg-FT=Ma 對(duì)m有:FT-mgsin =ma 聯(lián)立解得a= =5 m/s2 該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1= = s=1.2 s 在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t2= s=0.1 s,完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況與進(jìn)入磁場(chǎng)前相同, 加速度仍為5 m/s2 s-l2=v t3+ at32 解得t3=1.2 s 因此ab邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到gh線所用的時(shí)間 t=t1+t2+t3=1.2 s+0.1 s+1.2 s=2.5 s 答案 (1)6 m/s (2)2.5 s,規(guī)律總結(jié) 此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系,相互制 約,解決問題首先要建立“動(dòng)電動(dòng)”的思維順 序,可

7、概括為 (1)找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者,用法拉第電磁感應(yīng)定律和 楞次定律求解電動(dòng)勢(shì)大小和方向. (2)根據(jù)等效電路圖,求解回路中電流的大小及 方向. (3)分析導(dǎo)體棒的受力情況及導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)后對(duì)電 路中電學(xué)參量的“反作用”,即分析由于導(dǎo)體棒 受到安培力,對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響, 從而推理得出對(duì)電路中的電流有什么影響,最后定 性分析出導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況. (4)列出牛頓第二定律或平衡方程求解.,變式練習(xí)1 如圖3(甲)所示,兩根足夠長(zhǎng)的直金屬 導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為 的絕緣斜面上, 兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng).M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻. 一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并 與導(dǎo)軌垂直

8、.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電 阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金 屬桿接觸良好,不計(jì)它們之間的摩擦.,圖3,(1)由b向a方向看到的裝置如圖3(乙)所示,請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖. (2)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí),求 此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的大小. (3)求在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值. 解析 (1)如右圖所示 重力mg,豎直向下 支持力FN,垂直斜面向上 安培力F,平行斜面向上,(2)當(dāng)ab桿速度為v時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv 此時(shí)電路中電流I= ab桿受到的安培力

9、F=BIL= 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律,有ma=mgsin -F 解得a=gsin - (3)當(dāng)ab桿穩(wěn)定下滑時(shí)速度達(dá)到最大值,此時(shí)a=0; 即mgsin - =0 解得vm= 答案 (1)見解析中圖 (2) gsin - (3),題型2 電磁感應(yīng)中的能量問題 【例2】 如圖4所示,兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo) 軌,與水平面的夾角均為 ,該空間存在著兩個(gè)磁感 應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和,區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,區(qū)域的磁場(chǎng)方向垂 直導(dǎo)軌平面向上,兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)在斜面上的寬度均為 L,一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬 線框,由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)到ab邊剛 越過ee即做勻速直

10、線運(yùn)動(dòng);當(dāng)線框剛好有一半進(jìn)入 磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),線框又恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).求:,圖4,(1)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v. (2)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的加速度. (3)當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到剛好有一半進(jìn)入磁 場(chǎng)區(qū)域的過程中產(chǎn)生的熱量Q.,思路點(diǎn)撥 (1)第一次勻速直線運(yùn)動(dòng)和第二次勻速 直線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)相同嗎? (2)這一過程中都有幾種形式的能參與了轉(zhuǎn)化? 解析 (1)ab邊剛越過ee即做勻速直線運(yùn)動(dòng),線框 所受合力F為零. E=Blv,I= ,則mgsin =BIL 解得v=,(2)當(dāng)ab邊剛越過ff時(shí),線框中的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=2BLv 此時(shí)線框的加速度為 a= -gsin = -gsin

11、 =3gsin (3)設(shè)線框再次做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,則 mgsin =2B v= 由能量守恒定律得 Q=mg Lsin +( mv2- mv2) = mgLsin +,答案 (1) (2)3gsin,（3） mgLsin +,方法提煉 求解焦耳熱的途徑 (1)感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力 做的功,即Q=WA. (2)感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通 過電阻做的功,即Q=I2Rt. (3)感應(yīng)電流中產(chǎn)生的焦耳熱等于電磁感應(yīng)現(xiàn) 象中其他形式能量的減少,即Q=E他.,變式練習(xí)2 如圖5所示,將邊長(zhǎng)為a、 質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框 豎直向上拋出,穿過寬度為b、磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B的勻

12、強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向 垂直紙面向里.線框向上離開磁場(chǎng)時(shí) 的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半,線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度,然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力Ff,且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng).求: (1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2. (2)線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度v1. (3)線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.,圖5,解析 (1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間有 mg=Ff+ 解得v2= (2)由動(dòng)能定理,線框從離開磁場(chǎng)至上升到最高點(diǎn) 的過程 (mg+Ff)h= mv12 線框從最高點(diǎn)回落至進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間 (mg-Ff)h= mv22 由聯(lián)立解得

13、v1= v2=,(3)設(shè)線框在向上通過磁場(chǎng)過程中,線框剛進(jìn)入磁 場(chǎng)時(shí)速度為v0,由能量守恒定律有 mv02- mv12=Q+(mg+Ff)(a+b) v0=2v1 Q= (mg)2-Ff2-(mg+Ff)(a+b) 答案 (1) (2) (3) (mg)2-Ff2-(mg+Ff)(a+b),題型3 電磁感應(yīng)問題的綜合應(yīng)用,【例3】光滑的平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng) L=2 m,兩導(dǎo)軌間距d=0.5 m,軌 道平面與水平面的夾角 =30, 導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.6的 電阻,軌道所在空間有垂直軌道 平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度B=1 T,如圖6所示.有一質(zhì)量m=0.5kg、電阻 r=0.4的 金屬

14、棒ab,放在導(dǎo)軌最上端,其余部分電阻不 計(jì).當(dāng)棒ab從軌道最上端由靜止開始下滑到底端脫離軌 道時(shí),電阻R上產(chǎn)生的熱量 =0.6 J,取g=10m/s2, 試求:,圖6,(1)當(dāng)棒的速度v =2 m/s時(shí),電阻R兩端的電壓. (2)棒下滑到軌道最底端時(shí)的速度大小. (3)棒下滑到軌道最底端時(shí)的加速度大小. 解析 (1)速度v=2 m/s時(shí),棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=Bdv =1 V 電路中的電流I = =1 A 所以電阻R兩端的電壓U=IR=0.6 V ,(2)根據(jù)Q=I 2RtR 在棒下滑的整個(gè)過程中金屬棒中產(chǎn)生的熱量 設(shè)棒到達(dá)底端時(shí)的速度為v m,根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒 定律,得 mgLsin

15、= 解得v m=4 m/s ,(3)棒到底端時(shí)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流 根據(jù)牛頓第二定律有mg sin -BI md=ma 解得a=3 m/s2 答案 (1)0.6V(2)4 m/s(3)3m/s2,本題共10分.其中式各1分, 式各2分. 【名師導(dǎo)析】 本題是典型的電磁感應(yīng)綜合題,涉及到電路知識(shí)和 能量知識(shí).特別注意第(2)問中不要漏掉AD、BF段 的電動(dòng)勢(shì),在計(jì)算DF間電壓時(shí)注意計(jì)算的是路端電 壓,等于電流與外電阻之積,不是UFD= Lr = Blv0.第(3)問中注意分析能量關(guān)系,不能漏掉重力 勢(shì)能的變化量.,【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】,本題共10分.其中式各1分, 式2分. 【名師導(dǎo)析】 1.本題綜合考

16、查電磁感應(yīng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律等，解答的關(guān)鍵是對(duì)金屬框進(jìn)行正確的受力分析，弄清楚能量的轉(zhuǎn)化情況. 2.對(duì)導(dǎo)體棒或線框受力分析時(shí)，安培力是它們受到的其中一個(gè)力，因此分析導(dǎo)體棒或線框的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，方法與力學(xué)中完全相同，但必須注意的是，安培力是個(gè)容易變化的力，其大小和方向都可能隨著速度的變化而變化.,【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】,自我批閱 (20分)如圖7所示,足夠長(zhǎng)的光滑平行金 屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置,一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng) 度B=0.50 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平 面,導(dǎo)軌的上端M與P間連接阻值為 R=0.30 的電阻,長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.40 m、電阻 為r=0.20 的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上. 現(xiàn)使金屬棒

17、ab由靜止開始下滑,通過傳感器記錄金 屬棒ab下滑的距離,其下滑距離與時(shí)間的關(guān)系如下 表所示,導(dǎo)軌電阻不計(jì).(g=10 m/s2)求:,圖7,(1)在前0.4 s的時(shí)間內(nèi),金屬棒ab電動(dòng)勢(shì)的平均值. (2)金屬棒的質(zhì)量. (3)在前0.7 s的時(shí)間內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量.,解析 (1) = =0.6 V (4分) (2)從表格中數(shù)據(jù)可知,0.3 s后金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng) 速度v= =5 m/s (2分) 由mg-F=0 (2分) F=BIL (2分) I= (2分) E=BLv (2分) 解得m=0.04 kg (1分),(3)金屬棒在下滑過程中,有重力和安培力做功,克 服安培力做的功等于回路的焦

18、耳熱.則 mgx= mv2-0+Q (2分) QR= (2分) 解得QR=0.348 J (1分) 答案 (1)0.6 V (2)0.04 kg (3)0.348 J,素能提升,1.如圖8所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框質(zhì) 量為m,由距磁場(chǎng)H高處自由下落,其下邊 ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,線圈開始做減速運(yùn)動(dòng), 直到其上邊cd剛剛穿出磁場(chǎng)時(shí),速度減為 ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的一半,磁場(chǎng)的寬度也 為L(zhǎng),則線框穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過程中發(fā)出的 焦耳熱為 ( ) A.2mgL B.2mgL+mgH C.2mgL+ mgH D.2mgL+ mgH,圖8,解析 設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1,剛穿出磁場(chǎng)時(shí) 的速度v2= 線框自開始

19、進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)共下落高度 為2L. 由題意 mv12=mgH mv12+mg2L= mv22+Q 由得Q=2mgL+ mgH,C選項(xiàng)正確. 答案 C,2.如圖9所示,平行導(dǎo)軌與水平地面成 角,沿水平方向橫放在平行導(dǎo)軌上 的金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)加一個(gè) 豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且使磁場(chǎng)的磁 感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大,直到ab開始運(yùn)動(dòng), 在運(yùn)動(dòng)之前金屬棒ab受到的靜摩擦力 可能是 ( ) A.逐漸減小,方向不變 B.逐漸增大,方向不變 C.先減小后增大,方向發(fā)生變化 D.先增大后減小,方向發(fā)生變化,圖9,解析 沒有加磁場(chǎng)前金屬棒ab受力如下圖甲,Ff=mgsin ;當(dāng)加磁場(chǎng)后由楞次定律可以判斷 回

20、路感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,磁場(chǎng)會(huì)立即對(duì)電流 施加力的作用,金屬棒ab的受力如圖乙,Ff=mgsin +F安cos ,很顯然金屬棒ab后來受到的靜摩擦力 大于開始時(shí)的靜摩擦力,故B項(xiàng)正確. 答案 B,甲,乙,3.平行金屬導(dǎo)軌MN豎直放置于絕緣水 平地板上如圖10所示,金屬桿PQ可以 緊貼導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng),導(dǎo)軌間除固定 電阻R外,其他電阻不計(jì),勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂 直穿過導(dǎo)軌平面,以下有兩種情況:第 一次,閉合開關(guān)S,然后從圖中位置由 靜止釋放PQ,經(jīng)過一段時(shí)間后PQ勻速到達(dá)地面; 第二次,先從同一高度由靜止釋放PQ,當(dāng)PQ下滑 一段距離后突然關(guān)閉開關(guān),最終PQ也勻速到達(dá)了 地面.設(shè)上述兩種情況下PQ由于切

21、割磁感線產(chǎn)生 的電能(都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)分別為E1、E2,則可斷定( ),圖10,A.E1E2 B.E1=E2 C.E1E2 D.無法判定E1、E2的大小 解析 設(shè)PQ棒的質(zhì)量為m,勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v,導(dǎo) 軌寬l,則由平衡條件,得BIl=mg,而I= ,E=Blv,所 以v= ,可見PQ棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度與何時(shí)閉合 開關(guān)無關(guān),即PQ棒兩種情況下落地速度相同,由能 的轉(zhuǎn)化和守恒定律得:機(jī)械能的損失完全轉(zhuǎn)化為電 能,故兩次產(chǎn)生的電能相等. 答案 B,4.如圖11所示,固定在水平絕緣平面上足 夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻,但表面粗糙, 導(dǎo)軌左端連接一個(gè)電阻R,質(zhì)量為m的金 屬棒(電阻也不計(jì))放在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)

22、軌垂直,整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng) 方向與導(dǎo)軌平面垂直.用水平恒力F把a(bǔ)b棒從靜止 起向右拉動(dòng)的過程中,下列說法正確的是 ( ) A.恒力F做的功等于電路產(chǎn)生的電能 B.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生 的電能 C.克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能 D.恒力F和摩擦力的合力做的功等于電路中產(chǎn)生 的電能和棒獲得的動(dòng)能之和,圖11,解析 物體克服安培力做功,其他形式的能轉(zhuǎn)化為 電能,且功的數(shù)值等于電路中產(chǎn)生的電能,C正確;由 動(dòng)能定理知,恒力F、安培力和摩擦力三者的合力做 的功等于物體動(dòng)能的增加量,故A、B錯(cuò)誤,D正確,也 可從能量守恒角度進(jìn)行判定,即恒力F做的功等于電 路中產(chǎn)生的電

23、能、因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能及棒動(dòng)能的 增加. 答案 CD,5.如圖12所示,兩根水平放置的相互 平行的金屬導(dǎo)軌ab、cd表面光滑, 處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬 棒PQ垂直于導(dǎo)軌放在上面,以速度 v向右勻速運(yùn)動(dòng),欲使棒PQ停下來,下面的措施可行的是(導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),棒PQ有電阻) ( ) A.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根同樣的金屬棒 B.在PQ右側(cè)垂直于導(dǎo)軌再放上一根質(zhì)量和電阻均 比棒PQ大的金屬棒 C.將導(dǎo)軌的a、c兩端用導(dǎo)線連接起來 D.將導(dǎo)軌的a、c兩端和b、d兩端分別用導(dǎo)線連接 起來,圖12,解析 在PQ棒右側(cè)放金屬棒時(shí),回路中會(huì)有感應(yīng)電 流,使金屬棒加速,PQ棒減速,當(dāng)獲得共同速度時(shí),

24、回路中感應(yīng)電流為零,兩棒都將勻速運(yùn)動(dòng),A、B項(xiàng) 錯(cuò)誤;當(dāng)一端或兩端用導(dǎo)線連接時(shí),PQ的動(dòng)能將轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能而最終靜止,C、D兩選項(xiàng)正確. 答案 CD,6.如圖13所示,金屬桿ab可在平行金屬 導(dǎo)軌上滑動(dòng),金屬桿電阻R0=0.5 , 長(zhǎng)L=0.3 m,導(dǎo)軌一端串接一電阻R= 1 ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2 T, 當(dāng)ab以v=5 m/s向右勻速運(yùn)動(dòng)過程中,求: (1)ab間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和ab間的電壓U. (2)所加沿導(dǎo)軌平面的水平外力F的大小. (3)在2 s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.,圖13,解析 (1)根據(jù)公式:E=BLv=3 V I= ,U=IR=2 V (2)F=F安=BIL=1.2 N (3)2 s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量Q等于安培力做的功 Q=F安x=F安vt=12 J 電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR= Q=8 J 答案 (1)3 V 2 V (2)1.2 N (3)8 J,7.如圖1