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高中三年级物理

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    如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L0,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
    (1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
    (2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
    (3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。

    本题信息:2004年北京高考真题物理计算题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L0,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在...” 主要考查您对

力的图示和力的示意图

电磁感应现象中的切割类问题

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  • 力的图示和力的示意图
  • 电磁感应现象中的切割类问题

力的表示方法:

通常情况下广义的力用大写字母“F”表示,重力用大写字母“G”表示,弹力用大写字母“N”表示,摩擦力用小写字母“f”表示。

 


力的描述:

(1)力的图示:用一条有向线段把力的三要素准确地表示出来,大小用带着标度的线段的长短表示,方向用箭头表示,作用点用起点或终点表示。
(2)画力的图示的步骤:
①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力)。
②从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度。
③在线段的一端加箭头表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
注意①不能用不同标度画同一物体所受的不同的力。
②选择标度应根据力的大小合理设计。一般情况下,线段应取2~5段,不宜太多,太多了图不清晰;也不可太少,不能少于2段。
(3)力的示意图:不需要画出力的标度,只用一条带箭头的线段表示出力的大小和方向的图。注意力的图示与力的示意图不同,力的图示要求严格,而力的示意图着重于力的方向,不要求作出标度。


电磁感应现象中的切割类问题:如果感应电动势是由导体运动而产生的,叫做动生电动势。
1、电磁感应中的电路问题
在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流。因此,电磁感应问题往往与电路问题联系在一起。解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;
②画等效电路;
③运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解。
2、电磁感应现象中的力学问题
(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:
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求回路中电流强度;
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。
(2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定运动状态,抓住a=0时,速度v达最大值的特点。
3、电磁感应中能量转化问题
导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动),对应的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是:
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向;
②画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式;
③分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
4、电磁感应中图像问题
电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围。
另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断。
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