电磁感应的综合应用PPT课件.ppt

2014高考物理一高考物理一轮复复习课件件电磁感磁感应中的中的电路路问题想一想想一想 用均匀用均匀导线做成的正方形做成的正方形线框框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直于，正方形的一半放在垂直于纸面向里面向里的匀的匀强磁磁场中，如中，如图931所示。在磁所示。在磁场以以10 T/s的的变化率增化率增强时，线框中框中a、b两点两点间的的电势差是差是多少？多少？图931 1内内电路和外路和外电路路 (1)切割磁感切割磁感线运运动的的导体或磁通量体或磁通量发生生变化的化的线圈圈都相当于都相当于 。(2)该部分部分导体的体的电阻或阻或线圈的圈的电阻相当于阻相当于电源的源的 ，其余部分是，其余部分是 。2电源源电动势和路端和路端电压 (1)电动势：EBlv或或E 。(2)路端路端电压：UIR 。记一一记电源源内阻内阻外外电路路EIr试一一试图932A通通过电阻阻R的的电流方向流方向为PRMBa、b两点两点间的的电压为BLvCa端端电势比比b端高端高D外力外力F做的功等于做的功等于电阻阻R上上发出的焦耳出的焦耳热答案：答案：C电磁感磁感应的的图象象问题想一想想一想 圆形形导线框固定在匀框固定在匀强磁磁场中，磁感中，磁感线的方向与的方向与导线框所在平面垂直。框所在平面垂直。规定磁定磁场的正方向垂直的正方向垂直纸面向里，面向里，磁感磁感应强度度B随随时间变化的化的规律如律如图933所示。若所示。若规定定顺时针方向方向为感感应电流流i的正方向，的正方向，请画出画出it图象。象。图933记一一记 1图象象类型型 (1)磁感磁感应强度度B、磁通量、磁通量、感、感应电动势E和感和感应电流流I随随时间t变化的化的图象，即象，即Bt图象、象、t图象、象、Et图象和象和It图象。象。(2)对于切割磁感于切割磁感线产生感生感应电动势和感和感应电流的流的情况，情况，还常涉及感常涉及感应电动势E和感和感应电流流I随位移随位移x变化化的的图象，即象，即Ex图象和象和Ix的的图象。象。2问题类型型 (1)由由给定的定的电磁感磁感应过程判断或画出正确的程判断或画出正确的图象。象。(2)由由给定的有关定的有关图象分析象分析电磁感磁感应过程，求解相程，求解相应的物理量。的物理量。(3)利用利用给出的出的图象判断或画出新的象判断或画出新的图象。象。试一一试2.如如图934所示，一所示，一闭合直角三角形合直角三角形线框以速度框以速度v匀速穿匀速穿过匀匀强磁磁场区域。区域。从从BC边进入磁入磁场区开始区开始计时，到，到A点点离开磁离开磁场区区为止的止的过程中，程中，线框内感框内感应电流的情况流的情况(以以逆逆时针方向方向为电流的正方向流的正方向)是是图935中的中的()图934图935解析：解析：BC边刚进入磁入磁场时，产生的感生的感应电动势最大，最大，由右手定由右手定则可判定可判定电流方向流方向为逆逆时针方向，是正方向，是正值，随，随线框框进入磁入磁场，有效，有效长度度l逐逐渐减小，由减小，由EBlv得得电动势均匀减小，即均匀减小，即电流均匀减小；当流均匀减小；当线框框刚出磁出磁场时，切，切割磁感割磁感线的有效的有效长度度l最大，故最大，故电流最大，且流最大，且为顺时针方方向，是向，是负值，此后，此后电流均匀减小，故只有流均匀减小，故只有A图象符合要象符合要求。求。答案：答案：A电磁感磁感应中的力学中的力学综合合问题记一一记BlvFBIl 2安培力的方向安培力的方向 (1)先用先用 确定感确定感应电流方向，再用流方向，再用 确定安培力方向。确定安培力方向。(2)根据楞次定律，安培力方向一定和根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁体切割磁感感线运运动方向方向 。右手定右手定则左手定左手定则相反相反试一一试3.如如图936所示，所示，ab和和cd是位于水平是位于水平面内的平行金属面内的平行金属轨道，道，轨道道间距距为l，其其电阻可忽略不阻可忽略不计。ac之之间连接一阻接一阻值为R的的电阻，阻，ef为一垂直于一垂直于ab和和cd的金属杆，它与的金属杆，它与ab和和cd接触良好并可沿接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑道方向无摩擦地滑动，其，其电阻可忽略。整个装置阻可忽略。整个装置处在匀在匀强磁磁场中，磁中，磁场方向方向垂直于垂直于图中中纸面向里，磁感面向里，磁感应强度度为B。当施外力使。当施外力使杆杆ef以速度以速度v向右匀速运向右匀速运动时，杆，杆ef所受的安培力所受的安培力为 ()图936答案：答案：A电磁感磁感应与与电路知路知识的的综合合应用用 1.对电磁感磁感应电源的理解源的理解 (1)电源的正、源的正、负极可用右手定极可用右手定则或楞次定律判定。或楞次定律判定。2对电磁感磁感应电路的理解路的理解 (1)在在电磁感磁感应电路中，相当于路中，相当于电源的部分把其他形式源的部分把其他形式的能通的能通过电流做功流做功转化化为电能。能。(2)“电源源”两端的两端的电压为路端路端电压，而不是感，而不是感应电动势。图937 审题指指导 处理此理此类问题的关的关键在于：在于：明确切割磁感明确切割磁感线的的导体体相当于相当于电源，其源，其电阻是阻是电源的内阻，其他部分源的内阻，其他部分为外外电路，路，电源的正源的正负极由右手定极由右手定则来判定；来判定；画出等效画出等效电路路图，并，并结合合闭合合电路欧姆定律等有关知路欧姆定律等有关知识解决相关解决相关问题。解决解决电磁感磁感应中的中的电路路问题三步曲三步曲 (2)分析分析电路路结构构(内、外内、外电路及外路及外电路的串、并路的串、并联关关系系)，画出等效，画出等效电路路图。(3)利用利用电路路规律求解。主要律求解。主要应用欧姆定律及串、并用欧姆定律及串、并联电路的基本性路的基本性质等列方程求解。等列方程求解。电磁感磁感应图象象问题 电磁感磁感应图象象问题的解决方法的解决方法 (1)明确明确图象的种象的种类，即是，即是Bt图象象还是是t图象，象，或或Et图象、象、It图象等。象等。(2)分析分析电磁感磁感应的具体的具体过程。程。(3)用右手定用右手定则或楞次定律确定方向或楞次定律确定方向对应关系。关系。(4)结合法拉第合法拉第电磁感磁感应定律、欧姆定律、牛定律、欧姆定律、牛顿运运动定律等定律等规律写出函数关系式。律写出函数关系式。(5)根据函数关系式，根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。化、截距等。(6)判断判断图象象(或画或画图象或象或应用用图象解决象解决问题)。图938图939答案答案C电磁感磁感应现象中的象中的动力学力学问题1.两种状两种状态及及处理方法理方法根据牛根据牛顿第二定律第二定律进行行动态分析分析或或结合功能关系合功能关系进行分析行分析加速度不加速度不为零零非平衡非平衡态根据平衡条件列式分析根据平衡条件列式分析加速度加速度为零零平衡平衡态处理方法理方法特征特征状状态 2力学力学对象和象和电学学对象的相互关系象的相互关系 4电磁感磁感应中的中的动力学力学临界界问题 (1)解决解决这类问题的关的关键是通是通过运运动状状态的分析，的分析，寻找找过程中的程中的临界状界状态，如速度、加速度求最大，如速度、加速度求最大值或最或最小小值的条件。的条件。(2)两种常两种常见类型型棒棒ab长l、质量量m、电阻阻R，导轨光滑，光滑，电阻不阻不计棒棒ab长l、质量量m、电阻阻R，导轨光滑水光滑水平，平，电阻不阻不计已知量已知量示意示意图“动电电动动”型型“电动动电电”型型类类型型“动电电动动”型型“电动动电电”型型类类型型过程分析程分析 例例3(2011海南高考海南高考)如如图9310，ab和和cd是两条是两条竖直放置的直放置的长直光滑金属直光滑金属导轨，MN和和MN是两根用是两根用细线连接的金属杆，其接的金属杆，其质量分量分别为m和和2m。竖直向上的外力直向上的外力F作用在杆作用在杆MN上，使两杆水平静止，并上，使两杆水平静止，并刚好与好与导轨接触；两杆的接触；两杆的总电阻阻为R，导轨间距距为l。整个装置。整个装置处在磁感在磁感应强度度为B的的匀匀强磁磁场中，磁中，磁场方向与方向与导轨所在平面垂直。所在平面垂直。导轨电阻阻可忽略，重力加速度可忽略，重力加速度为g。在。在t0时刻将刻将细线烧断，保持断，保持F不不变，金属杆和，金属杆和导轨始始终接触良好。求：接触良好。求：图9310(1)细线烧断后，任意断后，任意时刻两杆运刻两杆运动的速度之比；的速度之比；(2)两杆分两杆分别达到的最大速度。达到的最大速度。审题指指导第一步：抓关第一步：抓关键点点MN向上加速，向上加速，MN向下向下加速加速细线烧断，断，F不不变拉力拉力F与两杆重力平衡与两杆重力平衡外力外力F作用在杆作用在杆MN上，两杆上，两杆水平静止水平静止获取信息取信息关关键点点 第二步：找突破口第二步：找突破口 (1)要求要求“两杆速度之比两杆速度之比”可利用可利用vat，速度之比等，速度之比等于加速度之比。于加速度之比。(2)要求要求“两杆达到的最大速度两杆达到的最大速度”两杆受力平衡。两杆受力平衡。尝试解解题 (1)设任意任意时刻刻MN、MN杆的速度分杆的速度分别为v1、v2。细线烧断前：断前：Fmg2mg 对MN杆在任意杆在任意时刻：刻：FmgF安安ma1电磁感磁感应中的能量中的能量问题 1.电能求解的三种主要思路能求解的三种主要思路 (1)利用克服安培力求解：利用克服安培力求解：电磁感磁感应中中产生的生的电能等于克能等于克服安培力所做的功；服安培力所做的功；(2)利用能量守恒或功能关系求解；利用能量守恒或功能关系求解；(3)利用利用电路特征来求解：通路特征来求解：通过电路中所路中所产生的生的电能来能来计算。算。2解解题的一般步的一般步骤 (1)确定研究确定研究对象象(导体棒或回路体棒或回路)；(2)弄清弄清电磁感磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互相互转化；化；(3)根据能量守恒定律列式求解。根据能量守恒定律列式求解。例例4(2012天津高考天津高考)如如图9311所示，一所示，一对光滑的平行金属光滑的平行金属导轨固定在同固定在同一水平面内，一水平面内，导轨间距距l0.5 m，左端接，左端接有阻有阻值R0.3 的的电阻。一阻。一质量量m0.1 kg，电阻阻r0.1 的的金属棒金属棒MN放置在放置在导轨上，整个装置置于上，整个装置置于竖直向上的匀直向上的匀强磁磁场中，磁中，磁场的磁感的磁感应强度度B0.4 T。棒在水平向右的外力作。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运的加速度做匀加速运动。当。当棒的位移棒的位移x9 m时撤去外力，棒撤去外力，棒继续运运动一段距离后停下一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳生的焦耳热之比之比Q1 Q22 1。导轨足足够长且且电阻不阻不计，棒在运，棒在运动过程中始程中始终与与导轨垂直且两端与垂直且两端与导轨保持良好接触。求：保持良好接触。求：图9311 (1)棒在匀加速运棒在匀加速运动过程中，通程中，通过电阻阻R的的电荷量荷量q；(2)撤去外力后回路中撤去外力后回路中产生的焦耳生的焦耳热Q2；(3)外力做的功外力做的功WF。答案答案(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J 电磁感磁感应与与电路的路的综合合问题，通常的情景是切割磁感，通常的情景是切割磁感线的的导体或磁通量体或磁通量发生生变化的回路将化的回路将产生感生感应电动势，该导体体或回路就相当于或回路就相当于电源。本源。本类压轴大大题往往涉及楞次定律、法往往涉及楞次定律、法拉第拉第电磁感磁感应定律、右手定定律、右手定则、闭合合电路或部分路或部分电路的欧姆路的欧姆定律、串并定律、串并联知知识、电功率的功率的计算公式等，算公式等，电路的分析路的分析计算算是考是考查的重点。本的重点。本类压轴大大题知知识综合性合性较强，涉及物理的，涉及物理的主干知主干知识多，是近几年高考命多，是近几年高考命题的的热点之一。点之一。超超链接接图9312 (1)当金属条当金属条ab进入入“扇形扇形”磁磁场时，求感，求感应电动势E，并指出，并指出ab上的上的电流方向；流方向；(2)当金属条当金属条ab进入入“扇形扇形”磁磁场时，画出，画出“闪烁”装置装置的的电路路图；(3)从金属条从金属条ab进入入“扇形扇形”磁磁场时开始，开始，经计算画出算画出轮子子转一圈一圈过程中，内圈与外圈之程中，内圈与外圈之间电势差差Uab随随时间t变化的化的Uabt图象；象；(4)若若选择的是的是“1.5 V、0.3 A”的小灯泡，的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通装置能否正常工作？有同学提出，通过改改变磁感磁感应强度度B、后、后轮外圈半径外圈半径r2、角速度、角速度和和张角角等物理量的大小，等物理量的大小，优化前同学的化前同学的设计方案，方案，请给出你的出你的评价。价。第一步：第一步：审题干，抓关干，抓关键信息信息金属条金属条转动切割磁感切割磁感线，产生生电动势金属条周期性的金属条周期性的产生感生感应电动势辐条是条是绝缘的，不的，不产生感生感应电动势金属外圈金属外圈导电，可以作，可以作为连接接电路的路的导线产生的生的电动势不是不是连续的，是的，是时断断时续的的获取信息取信息关关键点点第二步：第二步：审设问，找，找问题的突破口的突破口第三步：三定位，将解第三步：三定位，将解题过程步程步骤化化第四步：求第四步：求规范，步范，步骤严谨不失分不失分(2)通通过分析，可得分析，可得电路路图为如如图9313所示。所示。(3分分)图934(1分分)(4)“闪烁”装置不能正常工作。装置不能正常工作。(金属条的感金属条的感应电动势只有只有4.9102 V)，远小于小灯泡的小于小灯泡的额定定电压，因此无法工作。，因此无法工作。B增大，增大，E增大，但有限度；增大，但有限度；r2增大，增大，E增大，但有限度；增大，但有限度；增大，增大，E增大，但有限度；增大，但有限度；增大，增大，E不不变。(4分分)学生易犯学生易犯错误 名名师叮嘱叮嘱 (1)电阻的串并阻的串并联关系不能只看关系不能只看连线，还要看要看电流方流方向，本例中四个灯泡的向，本例中四个灯泡的连接方式没有接方式没有变化，但是各种情化，但是各种情况的串并况的串并联关系并不相同。关系并不相同。(2)本本题看似看似较难，其，其实所用知所用知识很很简单，情景也不，情景也不复复杂，只要分析清楚，只要分析清楚电路路结构构结合合电磁感磁感应知知识即可求即可求解。解。随堂巩固落随堂巩固落实1(2011江江苏高考高考)如如图9315所示，所示，固定的水平固定的水平长直直导线中通有中通有电流流 I，矩形矩形线框与框与导线在同一在同一竖直平面内，直平面内，且一且一边与与导线平行。平行。线框由静止框由静止释放，在下落放，在下落过程中程中 ()A穿穿过线框的磁通量保持不框的磁通量保持不变B线框中感框中感应电流方向保持不流方向保持不变C线框所受安培力的合力框所受安培力的合力为零零D线框的机械能不断增大框的机械能不断增大图9315解析：当解析：当线框由静止向下运框由静止向下运动时，穿，穿过线框的磁通量逐框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可得减小，根据楞次定律可得产生的感生的感应电流的方向流的方向为顺时针且方向不且方向不发生生变化，化，A错误，B正确；因正确；因线框上下两框上下两边所在所在处的磁的磁场强弱不同，弱不同，线框所受的安培力的合力一框所受的安培力的合力一定不定不为零，零，C错误；整个；整个线框所受的安培力的合力框所受的安培力的合力竖直直向上，向上，对线框做框做负功，功，线框的机械能减小，框的机械能减小，D错误。答案：答案：B2(2013福州模福州模拟)如如图9316所示，在所示，在x0的区域内存在匀的区域内存在匀强磁磁场，磁，磁场的方的方向垂直于向垂直于xOy平面平面(纸面面)向里。具有一向里。具有一定定电阻的矩形阻的矩形线框框abcd位于位于xOy平面内，平面内，线框的框的ab边与与y轴重合。令重合。令线框从框从t0时刻起由静止开始沿刻起由静止开始沿x轴正正方向做匀加速运方向做匀加速运动，则线框中的感框中的感应电流流I(取逆取逆时针方向方向为电流正方向流正方向)随随时间t的的变化化图线(It图线)可能可能是是图9317中的中的 ()图9316图9317答案：答案：D3如如图9318所示，所示，闭合金属合金属线框从一框从一定高度自由下落定高度自由下落进入匀入匀强磁磁场中，磁中，磁场足足够大，从大，从ab边开始开始进入磁入磁场到到cd边刚进入磁入磁场的的这段段时间内，内，线框运框运动的速度的速度时间图象象不可能是不可能是图9319中的中的 ()图9318图9319解析：当解析：当ab边刚进入磁入磁场时，若，若线框所受安培力等于重框所受安培力等于重力，力，则线框在从框在从ab边开始开始进入磁入磁场到到cd边刚进入磁入磁场前做前做匀速运匀速运动，故，故A是可能的；当是可能的；当ab边刚进入磁入磁场时，若，若线框框所受安培力小于重力，所受安培力小于重力，则线框做加速度逐框做加速度逐渐减小的加速减小的加速运运动，最后可能做匀速运，最后可能做匀速运动，故，故C情况也可能；当情况也可能；当ab边刚进入磁入磁场时，若，若线框所受安培力大于重力，框所受安培力大于重力，则线框做加框做加速度逐速度逐渐减小的减速运减小的减速运动，最后可能做匀速运，最后可能做匀速运动，故，故D可可能；能；线框在磁框在磁场中不可能做匀中不可能做匀变速运速运动，故，故B项是不可能是不可能的，的，选B。答案：答案：B4.(2012朝阳期末朝阳期末)如如图9320所示，在所示，在粗糙粗糙绝缘水平面上有一正方形水平面上有一正方形闭合合线框框abcd，其，其边长为l，质量量为m，金属，金属线框与水平面的框与水平面的动摩擦因数摩擦因数为。虚。虚线框框abcd内有一匀内有一匀强磁磁场，磁，磁场方向方向竖直向下。开始直向下。开始时金属金属线框的框的ab边与与磁磁场的的dc边重合。重合。现使金属使金属线框以初速度框以初速度v0沿水平面滑沿水平面滑入磁入磁场区域，运区域，运动一段一段时间后停止，此后停止，此时金属金属线框的框的dc边与磁与磁场区域的区域的dc边距离距离为l。在。在这个个过程中，金属程中，金属线框框产生的焦耳生的焦耳热为 ()图9320答案：答案：D图9321(1)t4 s时导体棒受到的安培力的大小；体棒受到的安培力的大小；(2)请在如在如图9322所示的坐所示的坐标系中画出系中画出电流平方与流平方与时间的关系的关系(I2t)图象。象。图9322答案：答案：(1)0.4 N(2)见解析解析课时跟踪跟踪检测见“课时跟踪跟踪检测（三十五）（三十五）”课时跟踪跟踪检测见“课时跟踪跟踪检测（三十六）（三十六）”（给有能力的学生加餐）有能力的学生加餐）1.(2013 天津模天津模拟)如如图1所示，两根水平放置的相互平行所示，两根水平放置的相互平行的金属的金属导轨ab、cd，表面光滑，表面光滑，处在在竖直向上的匀直向上的匀强磁磁场中，金属棒中，金属棒PQ垂垂直于直于导轨放在上面，以速度放在上面，以速度v向右匀向右匀速运速运动，欲使棒，欲使棒PQ停下来，下面的措施可行的是停下来，下面的措施可行的是(导轨足足够长，棒，棒PQ有有电阻阻)()A在在PQ右右侧垂直于垂直于导轨再放上一根同再放上一根同样的金属棒的金属棒B在在PQ右右侧垂直于垂直于导轨再放上一根再放上一根质量和量和电阻均比棒阻均比棒PQ大的金属棒大的金属棒C将将导轨的的a、c两端用两端用导线连接起来接起来D将将导轨的的a、c两端和两端和b、d两端分两端分别用用导线连接起来接起来图1解析：在解析：在PQ棒右棒右侧放金属棒放金属棒时，回路中会有感，回路中会有感应电流，流，使金属棒加速，使金属棒加速，PQ棒减速，当棒减速，当获得共同速度得共同速度时，回路，回路中感中感应电流流为零，两棒都将匀速运零，两棒都将匀速运动，A、B项错误。当一端或两端用当一端或两端用导线连接接时，PQ的的动能将能将转化化为内能内能而最而最终静止，静止，C、D两两选项正确。正确。答案：答案：CD2.如如图2所示，用粗所示，用粗细相同的相同的铜丝做成做成边长分分别为L和和2L的两只的两只闭合合线框框a和和b，以相同，以相同的速度从磁感的速度从磁感应强度度为B的匀的匀强磁磁场区域区域中匀速地拉到磁中匀速地拉到磁场外，若外力外，若外力对环做的功分做的功分别为Wa、Wb，则Wa Wb为 ()A1 4B1 2C1 1 D不能确定不能确定图2答案：答案：A3.(2012江西重点中学江西重点中学联盟第一次盟第一次联考考)一一质量量为m、电阻阻为r的金属杆的金属杆ab，以一定的，以一定的初速度初速度v0从一光滑平行金属从一光滑平行金属导轨底端向底端向上滑行，上滑行，导轨平面与水平面成平面与水平面成30角，两角，两导轨上端用一上端用一电阻阻R相相连，如，如图3所示，磁所示，磁场垂直斜面向上，垂直斜面向上，导轨的的电阻不阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小的速度大小为v，则金属杆在滑行金属杆在滑行过程中程中()A向上滑行的向上滑行的时间小于向下滑行的小于向下滑行的时间B在向上滑行在向上滑行时电阻阻R上上产生的生的热量大于向下滑行量大于向下滑行时电阻阻R上上产生的生的热量量图3解析：金属杆向上滑行的加速度大于向下滑行的加速度，解析：金属杆向上滑行的加速度大于向下滑行的加速度，向上滑行的向上滑行的时间小于向下滑行的小于向下滑行的时间，选项A正确；金正确；金属杆在向上滑行属杆在向上滑行时产生的感生的感应电流大于向下滑行流大于向下滑行时产生生的感的感应电流，向上滑行流，向上滑行时所受安培力大于向下滑行所受安培力大于向下滑行时所所受安培力，运受安培力，运动位移大小相同，故向上滑行位移大小相同，故向上滑行时克服安培克服安培答案：答案：ABC图4答案：答案：A5.如如图5所示，所示，边长为L、总电阻阻为R的的正方形正方形线框框abcd放置在光滑水平桌放置在光滑水平桌面上，其面上，其bc边紧靠磁感靠磁感应强度度为B、宽度度为2L、方向、方向竖直向下的有界匀直向下的有界匀强磁磁场的的边缘。现使使线框以初速度框以初速度v0匀加速通匀加速通过磁磁场，图6中能定性中能定性反映反映线框从框从进入到完全离开磁入到完全离开磁场的的过程中，程中，线框中框中的感的感应电流的流的变化的是化的是 ()图5图6答案：答案：A6.(2012江江苏省省苏北四星北四星级高中高中联考考)如如图7所示，两根足所示，两根足够长、电阻不阻不计的光滑的光滑平行金属平行金属导轨相距相距为L1 m，导轨平平面与水平面成面与水平面成30角，上端角，上端连接接R1.5 的的电阻。阻。质量量为m0.2 kg、阻、阻值r0.5 的的金属棒金属棒ab放在两放在两导轨上，与上，与导轨垂直并接触良好，距垂直并接触良好，距离离导轨最上端最上端d4 m，整个装置，整个装置处于匀于匀强磁磁场中，中，磁磁场的方向垂直的方向垂直导轨平面向上。平面向上。图7(1)若磁感若磁感应强度度B0.5 T，将金属棒，将金属棒释放，求金属棒匀速放，求金属棒匀速下滑下滑时电阻阻R两端的两端的电压；(2)若磁感若磁感应强度的大小与度的大小与时间成正比，在外力作用下成正比，在外力作用下ab棒棒保持静止，当保持静止，当t2 s时外力恰好外力恰好为零。求零。求ab棒的棒的热功率。功率。答案：答案：(1)3 V(2)0.5 W7(2011上海高考上海高考)电阻可忽略的光滑阻可忽略的光滑平行金属平行金属导轨长s1.15 m，两，两导轨间距距L0.75 m，导轨倾角角为30，导轨上端上端ab接一个阻接一个阻值R1.5 的的电阻，磁感阻，磁感应强度度B0.8 T的匀的匀强磁磁场垂直垂直导轨平面向上。阻平面向上。阻值r0.5，质量量m0.2 kg的金属棒与的金属棒与导轨垂直且接触良好，垂直且接触良好，从从导轨上端上端ab处由静止开始下滑至底端，在此由静止开始下滑至底端，在此过程中程中金属棒金属棒产生的焦耳生的焦耳热Qr0.1 J。(取取g10 m/s2)求：求：图8(1)金属棒在此金属棒在此过程中克服安培力的功程中克服安培力的功W安安；(2)金属棒下滑速度金属棒下滑速度v2 m/s时的加速度；的加速度；解析：解析：(1)下滑下滑过程中安培力的功即程中安培力的功即为在在电阻上阻上产生的焦耳生的焦耳热。由于由于R3r，因此，因此 QR3Qr0.3 JW安安QQRQr0.4 J答案：答案：(1)0.4 J(2)3.2 m/s2(3)见解析解析章末章末验收收评估估见“阶段段验收收评估（九）估（九）”