1、自主阅读素材10 本章学科素养提升,第十章 电磁感应,1.“杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点.“杆导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为重点)；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等. 2.该模型的解题思路 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向； (2)求回路中的电流大小； (3)分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向)； (4)列动力学方程或平衡方程求解.,如图甲所示，两根足够长平行金属导轨M
2、N、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m.导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连.不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g.现在闭合开关S， 将金属棒由静止释放. (1)判断金属棒ab中电流的方向；,【例1】,ba,由右手定则可知，金属棒ab中的电流方向为由b到a.,答案,解析,(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q；,答案,解析,mgh mv2Q 则Q
3、mgh mv2.,(3)当B0.40 T，L0.50 m，37时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系，如图乙所示.取g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求R1的阻值和金属棒的质量m.,答案,解析,2.0 0.1 kg,金属棒达到最大速度vm时：EBLvm I mgsin BIL0 由以上三式得vm (R2R1) 由图乙可知：斜率k ms1115 ms11， 纵轴截距v30 m/s 解得R12.0 ，m0.1 kg.,解决此类问题要抓住三点 (1)杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度，此时合力为零)； (2)整个电路产生的电能等于克服安培
4、力所做的功； (3)电磁感应现象遵从能量守恒定律.,分析电磁感应图象问题的思路,如图，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变，ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面与磁场方向垂直.设OO下方磁场区域足够大，不计空气的影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律,【例2】,答案,解析,线框在0t1这段时间内做自由落体运动，vt图象为过原点的倾斜直线，t2之后线框完全进入磁场区域中，无感应电流，线框不受安培力，只受重力，线框做匀加速直线运动，vt图象为倾斜直线.t1t2这段时间线框受到安培力作用，线框的运动类型只有三种，即可能为匀速直线运动、也可能为加速度逐渐减小的加速直线运动，还可能为加速度逐渐减小的减速直线运动，而A选项中，线框做加速度逐渐增大的减速直线运动是不可能的，故不可能的vt图象为A选项中的图象.,
