（广东版） 高三物理第二轮专题复习（专家概述+解题思路与方法+专题测试）专题十 电磁感应与力学综合-.doc

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专题十电磁感应与力学综合
【专家概述】
本专题的重点和难点内容
1、能量守恒定律、动量守恒定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、牛顿运动定律、万有引力定律、胡克定律
2、动量定理、动能定理、运动公式、滑动摩擦力公式、其它物理量的定义及公式（如电场力、安培力、洛仑兹力等）
本专题的解题思绪与方法
1、处理单体运动成绩时，确定研讨对象（如质点、杆等），受力分析（通电导线触及法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、安培力公式；带电粒子在电场、磁场中运动触及电场力公式、洛仑兹力公式），建立直角坐标系，根据能量守恒定律、动量定理、动能定理、牛顿第二定律分别在x轴方向、y轴方向建立方程
2、处理双体运动成绩时（如碰撞、爆炸等），确定研讨零碎（如两质点、两杆等），受力分析，建立直角坐标系，根据动量守恒定律沿运动方向建立方程
3、根据已知条件或几何关系建立方程，联立以上方程组解出结果，判断结果的合理性。
【经典例说】

例1（湛江调研）如图所示，在磁感应强度B=1.2T的匀强磁场中，让导体PQ在U型导轨上以速度=10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离L=0.5m，则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别为（）
A．0.6V，由P向Q
B．0.6V，由Q向P
C．6V，由P向Q
D．6V，由Q向P
答案：D
分析：PQ在外力作用下匀速向右运动，切割磁感线，产生感应电动势、感应电流。
解：=6V，根据楞次定律判断出感应电流方向为QPaRd，选项D正确。
小结：求感应电动势用法拉第电磁感应定律，求感应电流方向用楞次定律，本题用“增反减同”要快一些。

变式训练

AUTONUM．（茂名一模）如图所示，光滑的“U”形金属框架静止在程度面上，处于竖直向下的匀强磁场中.现使ab棒忽然获得一初速度V向右运动，以下说法正确的是（）
A．ab做匀减速运动
B．回路中电流均匀减小
C．a点电势比b点电势低
D．U形框向右运动

AUTONUM．（江苏高考）如图所示，程度面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.T=0时，将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.以下图象正确的是（）

例2（东莞上末）如图所示，质量为M的金属棒P在离地h高处从静止开始沿弧形金属平行导轨MN、M′N′下滑.程度轨道所在的空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B、程度导轨上本来放有质量为m的金属杆Q.已知两金属棒的电阻均为r.导轨宽度为L，且足够长，不计导轨的摩擦及电阻.求：
(1)两金属棒的最大速度分别为多少？
(2)P棒两端的最大感应电动势及所受最大安培力分别是多少？
(3)在两棒运动过程中释放出的热量是多少？
h
P
Q
B
M/
N/
M
N

分析：P棒着落，不切割磁感线，没有电动势产生，重力势能转化为动能。P棒程度进入磁场时，切割磁感线，有电动势产生，有感应电流，P、Q分别受安培力，将P、Q做为一个零碎，它们的动量守恒，它们动能的损失转化为电路的电能，毕竟变为热能。
解：(1)P杆刚滑到程度面时，有最大的速度：
解得
进入磁场后P杆减速，Q杆加速，程度方向动量守恒，当它们速度相等时，Q杆具有最大的速度
解得：
(2)P杆滑到最低点时，速度最大，其两端的感应电动势取到最大

此时P杆遭到的最大安培力
P杆、Q杆与导轨所构成的回路，最大电流为
解得
(3)当P、Q速度相等时，回路释放出的热量为：

即
小结：处理多物体、多过程的成绩时，要逐段分清过程，在单物体运动过程中，留意受力情况和能量转化情况。在双物体彼此作用的过程中，留意动量守恒。

变式训练

AUTONUM．（珠海二模）如图，C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相反光滑导轨，C1D1和E1F1为两段四分之一圆弧，半径分别为r1=8r和r2=r.在程度矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B、导体棒P、Q的长度均为L，质量均为m，电阻均为R，其余电阻不计，Q停在图中地位，现将P从轨道最高点无初速释放，则
(1)求导体棒P进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向(顺时针或逆时针)；
(2)若P、Q不会在轨道上发生碰撞，棒Q到达E1E2瞬间，恰能脱离轨道飞出，求导体棒P离开轨道瞬间的速度；
(3)若P、Q不会在轨道上发生碰撞，且两者到达E1E2瞬间，均能脱离轨道飞出，求回路中产生热量的范围.

AUTONUM．两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为θ的斜面上，它们的间距为d.磁感应强度为B的匀强磁场充满全部空间、方向垂直于斜面向上.两根金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，垂直于导轨程度放置在导轨上，如图