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高考物理复习之电磁学：构建模型使思路畅通无阻

来自：查字典高考网 2009-02-21

电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。

在知识上，它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知识有机结合。习题设计灵活性很强，复习难度较大，学生掌握起来比较困难。对这章的复习一定要注意首先让学生理清概念，然后构建模型，灵活应用电路和力学知识解决问题。

这章主要的问题是电磁感应与力、电的综合问题，主要有以下几个模型：单杆模型、双杆模型、线框模型等。下面就高考中最常见的单杆模型加以分析。

（一）从组合情况看有杆与电阻、杆与电容、杆与电感、杆与弹簧等；从导体杆所在的导轨看有平面导轨斜面导轨竖直导轨等。从运动形式看有单杆在磁场中匀速运动，单杠在磁场中匀变速运动，单杆在磁场中变速运动等。

（二）解答单杆问题一般思路是：

1。找电源（单杆）画等效电路，利用闭合电路欧姆定律求电流。

[例1]如图所示，正方形线圈abcd 绕垂直于匀强磁场的过ad边的固定轴oo1匀角速转动，磁感应强度为B，角速度为，已知正方形线圈边长为L，每边电阻值为R，现将a、b两点通过阻值为R的电阻用导线连接，求通过电阻R的电流。

分析时要注意的是不能把整个金属线圈abcd都看做是电源，这里切割磁感线的仅仅是bc边，故这个电路的等效电路如图所示。

2。抓住力是改变物体运动状态的原因，通过分析单杆受力，结合运动过程，知道加速度和速度的关系，结合动量定理、能量守恒就能解决。

[例2]如图所示，足够长金属导轨MN和PQ与R相连，平行地放在水平桌面上。质量为m的金属杆ab可以无摩擦地沿导轨运动。导轨与ab杆的电阻不计，导轨宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过整个导轨平面。现给金属杆ab一个瞬时冲量I0，使ab杆向右滑行。

（1）回路最大电流是多少？（2）当滑行过程中电阻上产生的热量为Q时，杆ab的加速度多大？（3）杆ab从开始运动到停下共滑行了多少距离？

（三）注意变杆问题由于切割长度的变化造成感应电动势的变化

[例3]如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中粗线表示），R1＝4、R2＝8（导轨其他部分电阻不计）。导轨OAC的形状满足方程y=2sin(■x)（单位：m）。磁感强度B＝0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。

（四）注意单杆切割与磁场改变同时发生的问题。

[例4]如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l =0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度B与时间t 的关系为B=kt,比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在t=0时，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。

高考物理复习之电磁学：构建模型 使思路畅通无阻

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