"（广东版）2013届高三物理第二轮专题复习（专家概述+解题思路与方法+专题测试）专题十 电磁感应与力学综合"
本专题的重点和难点内容：
1、能量守恒定律、动量守恒定律、法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、牛顿运动定律、万有引力定律、胡克定律
2、动量定理、动能定理、运动公式、滑动摩擦力公式、其它物理量的定义及公式（如电场力、安培力、洛仑兹力等）
本专题的解题思路与方法：
1、处理单体运动问题时，确定研究对象（如质点、杆等），受力分析（通电导线涉及法拉第电磁感应定律、全电路欧姆定律、安培力公式；带电粒子在电场、磁场中运动涉及电场力公式、洛仑兹力公式），建立直角坐标系，根据能量守恒定律、动量定理、动能定理、牛顿第二定律分别在 x 轴方向、y 轴方向建立方程
2、处理双体运动问题时（如碰撞、爆炸等），确定研究系统（如两质点、两杆等），受力分析，建立直角坐标系，根据动量守恒定律沿运动方向建立方程
3、根据已知条件或几何关系建立方程，联立以上方程组解出结果，判断结果的合理性
经典例说：
例 1：
（湛江调研）
在磁感应强度 B=1.2T 的匀强磁场中，让导体 PQ 在 U 型导轨上以速度=10m/s 向右匀速滑动，两导轨间距离 L=0.5m，则产生的感应电动势的大小和 PQ 中的电流方向分别为（ ）
A．0.6V，由 P 向 Q
B．0.6V，由 Q 向 P
C．6V，由 P 向 Q
D．6V，由 Q 向 P
答案：D
分析：PQ 在外力作用下匀速向右运动，切割磁感线，产生感应电动势、感应电流。
解：=6V，根据楞次定律判断出感应电流方向为 QPaRd，选项 D 正确。
小结：求感应电动势用法拉第电磁感应定律，求感应电流方向用楞次定律，本题用“增反减同”要快一些。
变式训练1．（茂名一模）
如图所示，光滑的“U”形金属框架静止在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中.现使 ab 棒突然获得一初速度 V 向右运动，下列说法正确的是（ ）
A．ab 做匀减速运动
B．回路中电流均匀减小
C．a 点电势比 b 点电势低
D．U 形框向右运动
2．（江苏高考）
如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨平面垂直.阻值为 R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触.T=0 时，将开关 S 由 1 掷到 2.q、i、v 和 a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是（ ）
例 2 （东莞上末）
如图所示，质量为 M 的金属棒 P 在离地 h 高处从静止开始沿弧形金属平行导轨 MN、M′N′下滑.水平轨道所在的空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B、水平导轨上原来放有质量为 m 的金属杆 Q.已知两金属棒的电阻均为 r.导轨宽度为 L，且足够长，不计导轨的摩擦及电阻.求：
(1)两金属棒的最大速度分别为多少？
(2)P 棒两端的最大感应电动势及所受最大安培力分别是多少？
(3)在两棒运动过程中释放出的热量是多少？
分析：P 棒下落，不切割磁感线，没有电动势产生，重力势能转化为动能。P 棒水平进入磁场时，切割磁感线，有电动势产生，有感应电流，P、Q 分别受安培力，将 P、Q 做为一个系统，它们的动量守恒，它们动能的损失转化为电路的电能，最终变为热能。
解：(1)P 杆刚滑到水平面时，有最大的速度：
解得
进入磁场后 P 杆减速，Q 杆加速，水平方向动量守恒，当它们速度相等时，Q 杆具有最大的速度
解得：
(2)P 杆滑到最低点时，速度最大，其两端的感应电动势取到最大
此时 P 杆受到的最大安培力
P 杆、Q 杆与导轨所构成的回路，最大电流为
解得：
(3)当 P、Q 速度相等时，回路释放出的热量为：
即
小结：处理多物体、多过程的问题时，要逐段分清过程，在单物体运动过程中，注意受力情况和能量转化情况。在双物体相互作用的过程中，注意动量守恒。
变式训练3．（珠海二模）
如图，C1D1E1F1和 C2D2E2F2是距离为 L 的相同光滑导轨，C1D1和 E1F1为两段四分之一圆弧，半径分别为 r1=8r 和 r2=r.在水平矩形 D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B、导体棒 P、Q 的长度均为 L，质量均为 m，电阻均为 R，其余电阻不计，Q 停在图中位置，现将 P 从轨道最高点无初速释放，则
(1)求导体棒 P 进入磁场瞬间，回路中的电流的大小和方向（顺时针或逆时针）：
(2)若 P、Q 都是质量为 m 的小球，P、Q 之间的距离为 L，P、Q 的初速度分别为 v0 和 -v0，则在 P、Q 之间的最小距离为多少？
（此处省略部分答案）
本专题考查了电磁感应、磁场、电流、电阻、动量守恒、能量转化等知识点，旨在考查学生对电磁感应和力学的理解和应用能力。
