2016届高三物理第一轮复习课件 选修3-2 第四章 第2讲.ppt

5.(2012·常州模拟)如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m，半径为r，导线的电阻率为ρ，截面积为S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化满足B=kt(k为常量)，如图乙所示.金属圈下半部分在磁场外.若丝线所能承受的最大拉力Tm=2mg，则从t=0时刻起，经过多长时间丝线会被拉断？ 【解析】设金属圈受重力mg、拉力T和安培力F的作用处于静止 状态，则T=mg+F， 又F=2BIr， 金属圈中的感应电流 由法拉第电磁感应定律得 金属圈的电阻R=ρ 又B=kt，Tm=2mg 由以上各式求得t= 答案： 22 (1)调节Rx=R,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流I及棒的速率v. (2)改变Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的Rx. 【解析】(1)当Rx=R时，棒沿导轨匀速下滑时，由平衡条件Mgsinθ=F 安培力F=BIl,解得 ab切割产生的感应电动势E=Blv 由闭合电路欧姆定律得回路中电流 解得 (2)微粒水平射入金属板间，能匀速通过， 由平衡条件 棒沿导轨匀速，由平衡条件Mgsinθ=BI1l 金属板间电压 U=I1Rx,解得 答案： 【变式备选】如图所示，线圈内存在有理想边界的匀强磁场，开始时磁场的磁感应强度为B0，当磁场均匀增强时，有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，微粒的质量为m，带电荷量为q(设线圈面积为S，重力加速度为g)求： (1)开始时穿过线圈平面的磁通量的大小. (2)处于平行板电容器间的带电微粒的电性. (3)磁感应强度的变化率 【解析】(1)开始时，穿过线圈平面的磁通量为Φ=B0S (2)由楞次定律可判断平行板电容器上极板带正电，故微粒应带 负电. (3)由法拉第电磁感应定律得 而 所以 答案：(1)B0S (2)负电 (3) 热点考向2 用“极端法”分析电磁感应问题 【例证2】如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想边界，用力将矩形线圈从有边界的磁场中匀速拉出，在其他条件不变的情况下，下列说法错误的是( ) A.速度越大，拉力做功越多 B.线圈边长L1越大，拉力做功越多 C.线圈边长L2越大，拉力做功越多 D.线圈电阻越大，拉力做功越多 【解题指南】本题考查了“极端法”处理物理问题的思想， 解答时应从以下两点把握： (1)写出拉力做功的表达式分析和判断. (2)根据题意，取物理量的极大或极小值的极端情况分析. 【自主解答】选D.解法一：拉力F做功的表达式为W=F安L2 =BIL1L2=BL1L2 ，由此可知速度v越大，边长L1 越大，边长L2越大，电阻R越小，拉力做功越多，A、B、C正 确，D错误.故选D. 解法二：以极端情况考虑，若速度极小接近于零时，则线圈中几乎没有感应电流，就无需克服安培力做功，从而速度越大做功越多，A正确；若L1极小接近于零，则L1切割磁感线产生的感应电动势接近于零，线圈中同样没有感应电流，也无需克服安培力做功，所以L1越大，拉力做功越多，故B正确；若L2极小接近于零，则将线圈拉出磁场时的位移接近于零，从而L2越大拉力做功越多，C正确；若线圈电阻趋于无穷大，则线圈中几乎没有感应电流，无需克服安培力做功，所以线圈电阻越小拉力做功越多，D错误. 【总结提升】应用“极端法”解题应注意的问题 极端法就是极端思维方法，是解决物理问题的常见方法，用该方法可以使一些变化过程复杂的问题简单化.在使用极端法处理问题时，需注意以下两点： (1)将题中某些物理量推到极限状态或极值条件下分析研究，就会使问题变得容易分析. (2)如果题中某物理量发生如“先增大后减小”或“先减小后增大”的曲折变化时，则不能应用极端法分析. 【变式训练】(2012·苏州模拟) 如图所示，线圈A、B是由不同材 料制成的导体线圈，它们的质量 一样大，形状一样，设磁场足够 大，下列说法正确的是( ) A.电阻大的线圈达到稳定速度时的速度大 B.电阻小的线圈达到稳定速度时的速度大 C.两线圈的稳定速度是一样的 D.电阻率大的材料制成的线圈，稳定速度大 【解析】选A.以极端情况分析，若线圈电阻非常大，以至于无穷大时，线圈中电流趋近于零，线圈做自由落体运动，速度将不断增大，所以可推知电阻大的线圈稳定运动的速度大，A正确. 热点考向3 通电自感与断电自感的现象分析 【例证3】(2011·北京高考)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A 、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如