| 荐题老师:杜瑞民,烟台二中南校区大实验班物理老师,物理备课组组长,从事教学工作18年,曾荣获优秀班主任、优秀教师等荣誉称号,教学经验丰富。
【推荐题目】
如后面图,Ⅰ、Ⅲ为匀强磁场区域,Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向里,3区域的磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度为B。两区域中间为宽S的无磁场区2,有一边长为L(L>S),电阻为R的正方形金属框abcd置于区域I,ab边与磁场的边界平行。现拉着金属框向右匀速运动。
(1)分别求出当ab边刚进入中央无磁场区Ⅱ,和刚进入磁场区域Ⅲ时,通过ab边的电流的大小和方向。
(2)把金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中拉力所做的功。
【解题思路】
(1)当金属框的ab边刚进入区域Ⅰ时,cd边在区域Ⅰ中做切割磁感线运动,产生感应电动势E1。当ab进入区域Ⅲ,而cd边仍在区域Ⅰ运动时,ab、cd均切割磁感线,产生感应电动势为E2。注意:①两种情况要考虑全面。②E2为ab、cd产生电动势之和。
(2)当ab边在区域Ⅱ中运动时,拉力F大小等于安培力;当ab边进入区域Ⅲ时,cd边仍在区域I中,拉力等于2倍安培力;当cd边离开区域Ⅰ,ab边继续在区域Ⅲ中运动时,金属框中感应电动势变为E3。全过程拉力做功分别为W1、W2、W3,则W=W1+W2+W3
【答案】
(1)I1=BLV/R,顺时针。I2=2BLV/R,顺时针
(2)W=(2BL3V/R)(2L-3S)
【推荐理由】
(1)电磁感应现象综合性较强。在电磁感应与磁场、导体的受力和运动的综合题中,电磁现象、力现象相互联系,相互制约。其基本形式如:导体运动→感应电动势→闭合电路→感应电流→安培力→阻碍导体运动,形成一个相互制约的链。
(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必受安培力作用。因此必须有“外力”克服安培力做功,使其他形式的能转化为电能。
(3)电磁感应知识很容易和其他知识相结合,近几年高考涉及较少,有望成为今年高考命题重点,望考生注意。(李凤)
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