《2020届高考物理总复习教科版课件：第10章 电磁感应 专题讲座八 电磁感应的综合应用（一） .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理总复习教科版课件：第10章 电磁感应 专题讲座八 电磁感应的综合应用（一） .pdf（55页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题讲座八 电磁感应的综合应用专题讲座八 电磁感应的综合应用( (一一) ) 核心探究核心探究 演练提升演练提升 核心探究核心探究 分类探究分类探究各个击破各个击破 考点一 电磁感应中的电路问题考点一 电磁感应中的电路问题 1.1.分析电磁感应电路问题的基本思路分析电磁感应电路问题的基本思路 (1)(1)确定电源确定电源: :用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动 势的大小和电源势的大小和电源“正负正负”极极, ,电源内部电流从低电势流向高电势电源内部电流从低电势流向高电势; ; (2)(2)分析电路结构分析电路结构: :根据根
2、据“等效电源等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等和电路中其他元件的连接方式画出等 效电路效电路. .注意区别内外电路注意区别内外电路, ,区别路端电压、电动势区别路端电压、电动势; ; (3)(3)利用电路规律求解利用电路规律求解: :根据根据E=BLvE=BLv或或E=n E=n 结合闭合电路欧姆定律、串并联结合闭合电路欧姆定律、串并联 电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解. . t 2.2.电磁感应电路的几个等效问题电磁感应电路的几个等效问题 【典例典例1 1】 (2018(2018芜湖模拟芜湖模拟) )如图所示如图所示, ,在匀强磁场
3、中竖直放置两条足够长的平在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平 行导轨行导轨, ,磁场方向与导轨所在平面垂直磁场方向与导轨所在平面垂直, ,磁感应强度大小为磁感应强度大小为B B0 0, ,导轨上端连接一导轨上端连接一 阻值为阻值为R R的电阻和开关的电阻和开关S,S,导轨电阻不计导轨电阻不计, ,两金属棒两金属棒a a和和b b的电阻都为的电阻都为R,R,质量分别为质量分别为 m ma a=0.02 kg=0.02 kg和和m mb b=0.01 kg,=0.01 kg,它们与导轨接触良好它们与导轨接触良好, ,并可沿导轨无摩擦地运动并可沿导轨无摩擦地运动, ,若若 将将b b棒固定棒固定, ,
4、开关开关S S断开断开, ,用一竖直向上的恒力用一竖直向上的恒力F F拉拉a a棒棒, ,稳定后稳定后a a棒以棒以v v1 1=10 m/s=10 m/s的的 速度向上匀速运动速度向上匀速运动, ,此时再释放此时再释放b b棒棒,b,b棒恰能保持静止棒恰能保持静止.(g=10 m/s.(g=10 m/s2 2) ) (1)(1)求拉力求拉力F F的大小的大小; ; 核心点拨核心点拨 (1) (1)开关开关S S断开断开,a,a棒向上匀速运动时棒向上匀速运动时,a,b,a,b棒组成闭合电路棒组成闭合电路,b,b 棒释放后恰能静止棒释放后恰能静止, ,说明说明b b棒所受安培力与重力合力为棒所受
5、安培力与重力合力为0.0. 答案答案: :(1)0.3 N (1)0.3 N 核心点拨核心点拨 (2)a(2)a棒固定棒固定, ,开关开关S S闭合闭合, ,释放释放b b棒时的等效电路如图棒时的等效电路如图1 1所所 示示.b.b棒下滑棒下滑, ,当安培力与重力合力为当安培力与重力合力为0 0时时, ,下滑速度最大下滑速度最大. . (2)(2)若将若将a a棒固定棒固定, ,开关开关S S闭合闭合, ,释放释放b b棒棒, ,求求b b棒滑行的最大速度棒滑行的最大速度v v2 2; ; 答案答案: :(2)7.5 m/s(2)7.5 m/s 核心点拨核心点拨 (3)a,b(3)a,b棒都固
6、定棒都固定, ,开关开关S S断开断开, ,由由a a棒受安培力与重力大小相棒受安培力与重力大小相 等可求出电流等可求出电流, ,通过磁感应强度的变化率即可求出两棒的间距通过磁感应强度的变化率即可求出两棒的间距. . (3)(3)若将若将a a棒和棒和b b棒都固定棒都固定, ,开关开关S S断开断开, ,使磁感应强度从使磁感应强度从B B0 0随时间均匀增加随时间均匀增加, ,经经 0.1 s0.1 s后磁感应强度增大到后磁感应强度增大到2B2B0 0时时,a,a棒受到的安培力大小正好等于棒受到的安培力大小正好等于a a棒的重力棒的重力, , 求两棒间的距离求两棒间的距离. . 答案答案:
7、:(3)1 m(3)1 m 方法技巧方法技巧 电磁感应中电路问题的题型特点电磁感应中电路问题的题型特点 闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动闭合电路中磁通量发生变化或有部分导体做切割磁感线运动, ,在回路中将产生在回路中将产生 感应电动势和感应电流感应电动势和感应电流. .从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算从而考题中常涉及电流、电压、电功等的计算, ,也可能也可能 涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合问题分析涉及电磁感应与力学、电磁感应与能量的综合问题分析. . 多维训练多维训练 AC AC 2.2. 用用E=BLvE=BLv求电动势求电动势 (2018(2018河南
8、商丘模拟河南商丘模拟)()(多选多选) )如图如图( (甲甲) )所示所示,MN,PQ,MN,PQ两条平行的光滑金两条平行的光滑金 属轨道与水平面成属轨道与水平面成=30=30固定在地面上固定在地面上,M,P,M,P之间接电阻箱之间接电阻箱R,R,电阻箱的阻值范围为电阻箱的阻值范围为0 04 ,4 , 导轨所在空间存在匀强磁场导轨所在空间存在匀强磁场, ,磁场方向垂直于轨道平面向上磁场方向垂直于轨道平面向上, ,磁感应强度为磁感应强度为B=0.5 T.B=0.5 T.质量为质量为m m 的金属杆的金属杆abab水平放置在轨道上水平放置在轨道上, ,其接入电路的电阻值为其接入电路的电阻值为r.r
9、.现从静止释放杆现从静止释放杆ab,ab,测得最大速度为测得最大速度为 v vm m. .改变电阻箱的阻值改变电阻箱的阻值R,R,得到得到v vm m与与R R的关系如图的关系如图( (乙乙) )所示所示. .已知轨道间距为已知轨道间距为L=2 m,L=2 m,重力加速度重力加速度 取取g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,轨道足够长且电阻不计轨道足够长且电阻不计. .则则( ( ) ) A.A.金属杆滑动时产生的感应电流方向是金属杆滑动时产生的感应电流方向是abMPaabMPa B.B.当当R=0R=0时时, ,杆杆abab匀速下滑过程中产生感应电动势的大小为匀速下滑过程中产生感应电动
10、势的大小为2 V2 V C.C.金属杆的质量为金属杆的质量为m=0.2 kg,m=0.2 kg,电阻电阻r=2 r=2 D.D.当当R=4 R=4 时时, ,回路瞬时电功率每增加回路瞬时电功率每增加1 W1 W的过程中合外力对杆做的功为的过程中合外力对杆做的功为0.6 J0.6 J BCDBCD 考点二 电磁感应的图像问题考点二 电磁感应的图像问题 1.1.图像问题类型图像问题类型 2.2.解题关键解题关键 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进 出磁场的转折点等是解决此类问题的关键出磁场的转折点等是
11、解决此类问题的关键. . 3.3.解决图像问题的一般步骤解决图像问题的一般步骤 (1)(1)明确图像的种类明确图像的种类, ,即是即是B-tB-t图还是图还是-t-t图图, ,或者或者E-tE-t图、图、I-tI-t图等图等; ; (2)(2)分析电磁感应的具体过程分析电磁感应的具体过程; ; (3)(3)用右手定则、楞次定律、左手定则或安培定则确定有关方向的对应关系用右手定则、楞次定律、左手定则或安培定则确定有关方向的对应关系; ; (4)(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关 系式系式; ; (5)
12、(5)根据函数关系式根据函数关系式, ,进行数学分析进行数学分析, ,如分析斜率的变化、截距等如分析斜率的变化、截距等; ; (6)(6)画图像或判断图像画图像或判断图像. . 4.4.解决电磁感应图像类选择题的两个常用方法解决电磁感应图像类选择题的两个常用方法 【典例典例2 2】 (2017 (2017德州一模德州一模)()(多选多选) )如图所示如图所示,abcd,abcd为一边长为为一边长为L L的正方形导线的正方形导线 框框, ,导线框位于光滑水平面内导线框位于光滑水平面内, ,其右侧为一匀强磁场区域其右侧为一匀强磁场区域, ,磁场的边界与线框的磁场的边界与线框的 cdcd边平行边平行
13、, ,磁场区域的宽度为磁场区域的宽度为2L,2L,磁感应强度为磁感应强度为B,B,方向竖直向下方向竖直向下. .线框在一垂直线框在一垂直 于于cdcd边的水平恒定拉力边的水平恒定拉力F F作用下沿水平方向向右运动作用下沿水平方向向右运动, ,直至通过磁场区域直至通过磁场区域.cd.cd边边 刚进入磁场时刚进入磁场时, ,线框开始匀速运动线框开始匀速运动, ,规定线框中电流沿逆时针时方向为正规定线框中电流沿逆时针时方向为正, ,则导则导 线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a,b,a,b两端的电压两端的电压U Uab ab及导线框中的 及导线框中的 电流
14、电流i i随随cdcd边的位置坐标边的位置坐标x x变化的图线可能是变化的图线可能是( ( ) ) BDBD 核心点拨核心点拨 线框全部进入磁场后线框全部进入磁场后, ,在磁场中运动过程中虽然无电流但有在磁场中运动过程中虽然无电流但有 电动势电动势,U,Uab ab不为零 不为零. . 反思总结反思总结 动生感应电流的图像分析技巧动生感应电流的图像分析技巧 (1)(1)读题明确题目中规定的正方向读题明确题目中规定的正方向. . (2)(2)对切割磁感线的过程进行分段研究对切割磁感线的过程进行分段研究, ,利用排除法缩小目标利用排除法缩小目标, ,先分析电流方向先分析电流方向 后分析大小后分析大
15、小; ;注意回路中无电流时是否有感应电动势注意回路中无电流时是否有感应电动势. . (3)(3)对涉及与电磁感应有关的速度、安培力、电势差、电功等可应用有关规律对涉及与电磁感应有关的速度、安培力、电势差、电功等可应用有关规律 进行分析进行分析, ,最后确定答案最后确定答案. . 多维训练多维训练 1.1. 由图像分析电磁感应过程由图像分析电磁感应过程 (2018(2018潮南区模拟潮南区模拟) )如图如图( (甲甲) )所示所示, ,电阻不计、电阻不计、 间距为间距为L L的光滑平行导轨水平放置的光滑平行导轨水平放置, ,左端连接定值电阻左端连接定值电阻R,R,电阻可忽略的金属杆电阻可忽略的金
16、属杆 abab放在导轨上且与导轨接触良好放在导轨上且与导轨接触良好, ,整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中. . 现对金属杆现对金属杆abab施加一外力施加一外力, ,使金属杆使金属杆abab沿导轨向右匀速运动沿导轨向右匀速运动, ,已知外力对已知外力对abab杆杆 做功的功率与杆的速率的二次方间的关系如图做功的功率与杆的速率的二次方间的关系如图( (乙乙) )所示所示, ,该图线斜率为该图线斜率为k,k,则该则该 磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为( ( ) ) C C B B 考点三 电磁感应中的动力学问题考点三 电磁感应中的动力学问题 1.1.两种
17、状态及处理方法两种状态及处理方法 2.2.力学对象和电学对象的相互关系力学对象和电学对象的相互关系 3.3.用用“四步法四步法”分析电磁感应中的动力学问题分析电磁感应中的动力学问题 【典例典例3 3】 (2016 (2016全国全国卷卷,24),24)如图如图, ,水平面水平面( (纸面纸面) )内间距为内间距为l l的平行金属导的平行金属导 轨间接一电阻轨间接一电阻, ,质量为质量为m,m,长度为长度为l l的金属杆置于导轨上的金属杆置于导轨上.t=0.t=0时时, ,金属杆在水平金属杆在水平 向右、大小为向右、大小为F F的恒定拉力作用下由静止开始运动的恒定拉力作用下由静止开始运动.t.t
18、0 0时刻时刻, ,金属杆进入磁感应金属杆进入磁感应 强度大小为强度大小为B B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域, ,且在磁场中恰好能保持且在磁场中恰好能保持 匀速运动匀速运动. .杆与导轨的电阻均忽略不计杆与导轨的电阻均忽略不计, ,两者始终保持垂直且接触良好两者始终保持垂直且接触良好, ,两者两者 之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为重力加速度大小为g.g.求求: : (1)(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小; ; 审题指导审题指导 (2)(2)电阻的阻值电阻的阻值. . 反思总结反思总结
19、 解决电磁感应动力学问题的两个关键分析解决电磁感应动力学问题的两个关键分析 “路路”的分析的分析: :确定电磁感应电路中的电源确定电磁感应电路中的电源, ,弄清电路中的串、并联关系弄清电路中的串、并联关系. . “运动运动”的分析的分析: :准确分析运动导体的受力准确分析运动导体的受力, ,特别是安培力特别是安培力; ;确定导体的运动确定导体的运动 性质性质, ,是加速、减速、还是匀速是加速、减速、还是匀速, ,从而运用相应的运动规律解题从而运用相应的运动规律解题. . 多维训练多维训练 1.1. 电磁感应中的平衡问题电磁感应中的平衡问题 (2016(2016浙江浙江1010月选考月选考) )
20、为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系, , 小明设计了如图所示的装置小明设计了如图所示的装置. .半径为半径为l l的圆形金属导轨固定在水平面上的圆形金属导轨固定在水平面上, ,一根长也为一根长也为l l、电阻为、电阻为R R的的 金属棒金属棒abab一端与导轨接触良好一端与导轨接触良好, ,另一端固定在圆心处的导电转轴另一端固定在圆心处的导电转轴OOOO上上, ,由电动机由电动机A A带动旋转带动旋转. .在在 金属导轨区域内存在垂直于导轨平面金属导轨区域内存在垂直于导轨平面, ,大小为大小为B B1 1、方向竖直向下的匀强磁场、方向竖直向下的匀强
21、磁场. .另有一质量为另有一质量为m m、电、电 阻为阻为R R的金属棒的金属棒cdcd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内用轻质弹簧悬挂在竖直平面内, ,并与固定在竖直平面内的并与固定在竖直平面内的“U U”形导轨保持良好形导轨保持良好 接触接触, ,导轨间距为导轨间距为l,l,底部接阻值也为底部接阻值也为R R的电阻的电阻, ,处于大小为处于大小为B B2 2、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场 中中. .从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关从圆形金属导轨引出导线和通过电刷从转轴引出导线经开关S S与与“U U”形导轨连接形导轨连接. .当开关当开关S S
22、断断 开开, ,棒棒cdcd静止时静止时, ,弹簧伸长量为弹簧伸长量为x x0 0; ;当开关当开关S S闭合闭合, ,电动机以某一转速匀速转动电动机以某一转速匀速转动, ,棒棒cdcd再次静止时再次静止时, ,弹弹 簧伸长量变为簧伸长量变为x(x(不超过弹性限度不超过弹性限度).).不计其余电阻和摩擦等阻力不计其余电阻和摩擦等阻力, ,求此时求此时: : (1)(1)通过棒通过棒cdcd的电流的电流I Icd cd; ; 解析解析: :(1)S(1)S断开断开,cd,cd棒静止棒静止, ,有有 mg=kxmg=kx0 0 S S闭合闭合,cd,cd棒静止时受到的安培力棒静止时受到的安培力 F
23、=IF=Icd cdB B2 2l l cdcd棒静止有棒静止有 mg+Img+Icd cdB B2 2l=kx l=kx 得得I Icd cd= . = . 0 20 mg x x Blx 答案答案: :(1)(1)见解析见解析 (2)(2)电动机对该装置的输出功率电动机对该装置的输出功率P;P; 答案答案: :(2)(2)见解析见解析 (3)(3)电动机转动角速度电动机转动角速度与弹簧伸长量与弹簧伸长量x x之间的函数关系之间的函数关系. . 答案答案: :(3)(3)见解析见解析 2.2. 导体杆切割的动力学问题导体杆切割的动力学问题 (2017(2017临沂二模临沂二模) )如图所示如
24、图所示, ,一与水平面夹角为一与水平面夹角为 =37=37的倾斜平行金属导轨的倾斜平行金属导轨, ,两导轨足够长且相距两导轨足够长且相距L=0.2 m,L=0.2 m,另外两根水平金属另外两根水平金属 杆杆MNMN和和PQPQ的质量均为的质量均为m=0.01 kg,m=0.01 kg,可沿导轨无摩擦地滑动可沿导轨无摩擦地滑动,MN,MN杆和杆和PQPQ杆的电阻均杆的电阻均 为为R=0.2 (R=0.2 (倾斜金属导轨电阻不计倾斜金属导轨电阻不计),MN),MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住, , 整个装置处于匀强磁场内整个装置处于匀强磁场内, ,磁场方向垂直于
25、导轨平面向上磁场方向垂直于导轨平面向上, ,磁感应强度磁感应强度B=1.0 B=1.0 T,PQT,PQ杆在恒定拉力杆在恒定拉力F F作用下由静止开始向上加速运动作用下由静止开始向上加速运动, ,拉力拉力F F垂直垂直PQPQ杆沿导轨平杆沿导轨平 面向上面向上, ,当运动位移当运动位移x=0.1 mx=0.1 m时时PQPQ杆达到最大速度杆达到最大速度, ,此时此时MNMN杆对绝缘立柱的压力杆对绝缘立柱的压力 恰好为零恰好为零(g(g取取10 m/s10 m/s2 2,sin 37,sin 37=0.6,cos 37=0.6,cos 37=0.8).=0.8).求求: : (1)PQ(1)PQ
26、杆的最大速度杆的最大速度v vm m. . 答案答案: :(1)0.6 m/s(1)0.6 m/s (2)(2)当当PQPQ杆加速度杆加速度a=2 m/sa=2 m/s2 2时时,MN,MN杆对立柱的压力杆对立柱的压力; ; 解析解析: :(2)(2)当当PQPQ的加速度的加速度a=2 m/sa=2 m/s2 2时时, ,对对PQPQ根据牛顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得F-mgsin -F-mgsin - BIL=ma,BIL=ma, 对对MNMN有有BIL+N-mgsin =0,BIL+N-mgsin =0, PQPQ达到最大速度时达到最大速度时, ,有有F-mgsin -BIF-mgs
27、in -BIm mL=0,L=0, 联立解得联立解得N=0.02 N,N=0.02 N, 根据牛顿第三定律可得对立柱的压力根据牛顿第三定律可得对立柱的压力N=0.02 N.N=0.02 N. 答案答案: :(2)0.02 N (2)0.02 N (3)PQ(3)PQ杆由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热杆由静止到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q.Q. 答案答案: :(3)4.2(3)4.21010-3 -3 J J 演练提升演练提升 真题体验真题体验强化提升强化提升 1.1. 电磁感应中的图像问题电磁感应中的图像问题 (2017(2017全国全国卷卷,20)(,20)(多选多选) )两条平行
28、虚线间存在两条平行虚线间存在 一匀强磁场一匀强磁场, ,磁感应强度方向与纸面垂直磁感应强度方向与纸面垂直. .边长为边长为0.1 m0.1 m、总电阻为、总电阻为0.005 0.005 的正方形导线框的正方形导线框abcdabcd位于纸面内位于纸面内,cd,cd边与磁场边界平行边与磁场边界平行, ,如图如图(a)(a)所示所示. .已知导已知导 线框一直向右做匀速直线运动线框一直向右做匀速直线运动,cd,cd边于边于t=0t=0时刻进入磁场时刻进入磁场. .线框中感应电动势线框中感应电动势 随时间变化的图线如图随时间变化的图线如图(b)(b)所示所示( (感应电流的方向为顺时针时感应电流的方向
29、为顺时针时, ,感应电动势取感应电动势取 正正).).下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为0.5 T0.5 T B.B.导线框运动速度的大小为导线框运动速度的大小为0.5 m/s0.5 m/s C.C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.D.在在t=0.4 st=0.4 s至至t=0.6 st=0.6 s这段时间内这段时间内, ,导线框所受的安培力大小为导线框所受的安培力大小为0.1 N0.1 N BCBC 高考模拟高考模拟 2.2. 电磁感应中的力与运动问题电磁感应中的力与运动问题 (2017(2017海南
30、卷海南卷,13),13)如图如图, ,两光滑平行金属导轨两光滑平行金属导轨 置于水平面置于水平面( (纸面纸面) )内内, ,轨间距为轨间距为l,l,左端连有阻值为左端连有阻值为R R的电阻的电阻. .一金属杆置于导轨一金属杆置于导轨 上上, ,金属杆右侧存在一磁感应强度大小为金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B B、方向竖直向下的匀强磁场区域、方向竖直向下的匀强磁场区域. .已已 知金属杆以速度知金属杆以速度v v0 0向右进入磁场区域向右进入磁场区域, ,做匀变速直线运动做匀变速直线运动, ,到达磁场区域右边到达磁场区域右边 界界( (图中虚线位置图中虚线位置) )时速度恰好为零时速度恰好为
31、零. .金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好. . 除左端所连电阻外除左端所连电阻外, ,其他电阻忽略不计其他电阻忽略不计. .求金属杆运动到磁场区域正中间时所求金属杆运动到磁场区域正中间时所 受安培力的大小及此时电流的功率受安培力的大小及此时电流的功率. . 3.3. 电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题 (2016(2016全国全国卷卷,25),25)如图如图, ,两条相距两条相距l l的光滑平行金的光滑平行金 属导轨位于同一水平面属导轨位于同一水平面( (纸面纸面) )内内, ,其左端接一阻值为其左端接一阻值为R R的电阻的电阻; ;一与导轨垂直的一与
32、导轨垂直的 金属棒置于两导轨上金属棒置于两导轨上; ;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S S的区域的区域, ,区域中区域中 存在垂直于纸面向里的均匀磁场存在垂直于纸面向里的均匀磁场, ,磁感应强度大小磁感应强度大小B B1 1随时间随时间t t的变化关系为的变化关系为B B1 1= = kt,kt,式中式中k k为常量为常量; ;在金属棒右侧还有一匀强磁场区域在金属棒右侧还有一匀强磁场区域, ,区域左边界区域左边界MN(MN(虚线虚线) )与导与导 轨垂直轨垂直, ,磁场的磁感应强度大小为磁场的磁感应强度大小为B B0 0, ,方向也垂直于纸面向里方向也垂直
33、于纸面向里. .某时刻某时刻, ,金属棒在金属棒在 一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动, ,在在t t0 0时刻恰好以速度时刻恰好以速度v v0 0越过越过MN,MN, 此后向右做匀速运动此后向右做匀速运动. .金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好, ,它们的电阻均忽它们的电阻均忽 略不计略不计. .求求 (1)(1)在在t=0t=0到到t=tt=t0 0时间间隔内时间间隔内, ,流过电阻的电荷量的绝对值流过电阻的电荷量的绝对值; ; (2)(2)在时刻在时刻t(ttt(tt0 0) )穿过回路的总磁通量和金属棒所受
34、外加水平恒力的大小穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小. . 拓展增分拓展增分 【示例示例】 (2017(2017深圳二模改编深圳二模改编) )如图所示如图所示, ,水平放置的光滑平行金属导轨可水平放置的光滑平行金属导轨可 分别与定值电阻分别与定值电阻R R和平行板电容器和平行板电容器C C相连相连, ,质量为质量为m m的导体棒的导体棒MNMN置于导轨上且接置于导轨上且接 触良好触良好, ,导轨宽度为导轨宽度为L;L;导体棒导体棒MNMN始终处于竖直向上的匀强磁场中始终处于竖直向上的匀强磁场中, ,不计导轨和不计导轨和 导体棒电阻导体棒电阻, ,则则: : (1)S(1)S接接A
35、,A,给导体棒给导体棒MNMN加以水平向右、大小为加以水平向右、大小为F F的恒定拉力的恒定拉力, ,导体棒做什么运动导体棒做什么运动? ? 答案答案: :(1)(1)做初速度为零的匀加速直线运动做初速度为零的匀加速直线运动 (2)S(2)S接接B,B,给导体棒给导体棒MNMN加以水平向右、大小为加以水平向右、大小为v v0 0的初速度的初速度, ,求导体棒从运动到求导体棒从运动到 停止停止, ,通过电阻通过电阻R R的电荷量的电荷量? ? (3)S(3)S接接B,B,给导体棒给导体棒MNMN加以水平向右、大小为加以水平向右、大小为v v0 0的初速度的初速度, ,求导体棒从运动到求导体棒从运动到 停止停止, ,在导轨上运动的位移大小在导轨上运动的位移大小? ?