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2．原理：

1．定義：

4．如圖所示,有一磁場,方向垂直于xoy平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿y軸方向不變化,而沿x軸方向變化,且 磁場中的矩形線圈面積為100cm²、電阻為0.1Ω,ab邊平行于x軸,為使線圈沿+x軸勻速運(yùn)動,需要加一恒力F,恒力的功率為0.025W,求線圈勻速運(yùn)動的速度為多大?

答案：1、ACD 　2、BC 　　3、B　　 4、v=5m/s

3．如圖一所示，固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdeg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬桿ab與金屬框架接觸良好。在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻，其他部分電阻忽略不計(jì)。現(xiàn)用一水平向右的外力F作用在金屬桿ab上，使金屬桿由靜止開始向右在框架上滑動，運(yùn)動中桿ab始終垂直于框架。圖二為一段時(shí)間內(nèi)金屬桿受到的安培力f隨時(shí)間t的變化關(guān)系，則圖三中可以表示外力F隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是(　　 )

2．(江蘇省2008年高考物理全真模擬卷)如圖所示，有兩根和水平方向成α角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B，一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下．經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會趨近于一個(gè)最大速度v_m，則 (　 　　)

A．如果B增大，v_m將變大

B．如果α變大，v_m將變大

C．如果R變大，v_m將變大

D．如果m變小，v_m將變大

1．(南通海安實(shí)驗(yàn)中學(xué)08年1月考試卷)如右圖所示，A、B為不同金屬制成的正方形線框，導(dǎo)線截面積相同，A的邊長是B的二倍，A的密度是B的1/2，A的電阻是B的4倍，當(dāng)它們的下邊在同一高度豎直下落，垂直進(jìn)入如圖所示的磁場中，A框恰能勻速下落，那么　 (　 　　　)

A．B框一定勻速下落

B．進(jìn)入磁場后，A、B中感應(yīng)電流之比是2：1

C．二框全部進(jìn)入磁場過程中，通過截面電量相等

D．二框全部進(jìn)入磁場的過程中，消耗的電能之比為2：1

2、學(xué)會運(yùn)用力學(xué)規(guī)律解決電磁感應(yīng)問題。

[知識再現(xiàn)]

電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起這類問題覆蓋面廣，題型也多種多樣，但解決這類問題的關(guān)鍵在于通過運(yùn)動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，基本方法是：

確定電源(E，r)→感應(yīng)電流→運(yùn)動導(dǎo)體所受的安培力→合外力→a的變化情況→運(yùn)動狀態(tài)的分析→ 臨界狀態(tài)(a=0時(shí)，v→max等)。

對于含容電路：C、U→Q→It→Ft→m△v。

　注意：(1)電磁感應(yīng)中的動態(tài)分析，是處理電磁感應(yīng)問題的關(guān)鍵，要學(xué)會從動態(tài)分析的過程中來選擇是從動力學(xué)方面，還是從能量方面來解決問題．

(2)在分析運(yùn)動導(dǎo)體的受力時(shí)，常畫出平面示意圖和物體受力圖．

類型一平衡問題

[例1](上海普陀區(qū)08屆高三年級期末調(diào)研試卷)如圖所示，質(zhì)量位m、電阻為R、邊長為L的等邊三角形ACD，在A處用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，垂直于ACD施加一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度按規(guī)律B＝kt(k為常數(shù))增強(qiáng)并且正好增大為B₀時(shí)，CD邊安培力是___________，細(xì)線上的拉力為___________。

導(dǎo)示：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得

E=△ф/△t=△B·s/△t=k

容易分析三角形的三條邊受安培力大小相等，合力為0；對線框整體分析，繩上的拉力F_T=mg。

類型二單金屬桿問題

[例2]在圖甲、乙、丙三圖中，除導(dǎo)體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電。設(shè)導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和直流電源的電阻均可忽略，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌間的摩擦也不計(jì)，圖中裝置均在水平面內(nèi)，且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌足夠長。今給導(dǎo)體棒ab一個(gè)向右的初速度v0，在甲、乙、丙三種情形下導(dǎo)體棒ab的最終運(yùn)動狀態(tài)是(　　　 )

A．三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均做勻速運(yùn)動

B．甲、丙中，ab棒最終將以不同的速度做勻速運(yùn)動；乙中，ab棒最終靜止

C．甲、丙中，ab棒最終將以相同的速度做勻速運(yùn)動；乙中，ab棒最終靜止

D．三種情形下導(dǎo)體棒ab最終均靜止

導(dǎo)示：選擇B。在甲中ab棒運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢對電容器充電，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒受到安培力作用，作減速運(yùn)動，當(dāng)電容器兩端的電壓等于ab棒兩端的電壓時(shí)，不再充、放電，回路中無電流，ab棒作勻速運(yùn)動。

在乙中，ab棒運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，ab棒受到安培力作用，作減速運(yùn)動，直到速度為0。

在丙中，電源為ab棒供電，開始向右運(yùn)動，ab棒運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流方向與原來電流同向，ab棒受到安培力作用，作減速運(yùn)動，減速到速度為0后，受安培力作用，向左加速。當(dāng)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電源電動勢相等時(shí)，ab棒中無電流，不再受力作勻速運(yùn)動。

類型三線框運(yùn)動問題

[例3](江蘇省沛縣中學(xué)08屆高三第四次月考)如圖，光滑斜面的傾角= 30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l₁ = l m，bc邊的邊長l₂= 0.6 m，線框的質(zhì)量m = 1 kg，電阻R = 0.1Ω，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M = 2 kg，斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5 T，如果線框從靜止開始運(yùn)動，進(jìn)入磁場最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh的距離s = 11.4 m，(取g = 10m/s²)，求：

(1)線框進(jìn)入磁場前重物M的加速度；

(2)線框進(jìn)入磁場時(shí)勻速運(yùn)動的速度v；

(3)ab邊由靜止開始運(yùn)動到gh線處所用的時(shí)間t；

(4)ab邊運(yùn)動到gh線處的速度大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動到gh線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

導(dǎo)示：(1)線框進(jìn)入磁場前，線框僅受到細(xì)線的拉力F_T，斜面的支持力和線框重力，重物M受到重力和拉力F_T。對線框，由牛頓第二定律得F_T – mg sinα= ma.

聯(lián)立解得線框進(jìn)入磁場前重物M的加速度=5m/s²

(2)因?yàn)榫�框進(jìn)入磁場的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動，所以重物受力平衡Mg = F_T′，

線框abcd受力平衡F_T′= mg sinα+ F_A

ab邊進(jìn)入磁場切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢

E = Bl₁v；形成的感應(yīng)電流　　　

受到的安培力

聯(lián)立上述各式得，Mg = mg sinα+　　 代入數(shù)據(jù)解得v=6 m/s

(3)線框abcd進(jìn)入磁場前時(shí)，做勻加速直線運(yùn)動；進(jìn)磁場的過程中，做勻速直線運(yùn)動；進(jìn)入磁場后到運(yùn)動到gh線，仍做勻加速直線運(yùn)動。

進(jìn)磁場前線框的加速度大小與重物的加速度相同，為a = 5 m/s²

該階段運(yùn)動時(shí)間為

進(jìn)磁場過程中勻速運(yùn)動時(shí)間

線框完全進(jìn)入磁場后線框受力情況同進(jìn)入磁場前，所以該階段的加速度仍為a = 5m/s²

；解得：t₃ =1.2 s

因此ab邊由靜止開始運(yùn)動到gh線所用的時(shí)間為t = t₁+t₂+t₃=2.5s

(4)線框ab邊運(yùn)動到gh處的速度v′=v + at₃ = 6 m/s+5×1.2 m/s=12 m/s

整個(gè)運(yùn)動過程產(chǎn)生的焦耳熱Q = F_Al₂ =(Mg – mgsinθ)l₂ = 9 J

[點(diǎn)評]本題考查的知識點(diǎn)主要有牛頓定律、物體平衡條件、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力、運(yùn)動學(xué)公式、能量守恒定律等。重點(diǎn)考查根據(jù)題述的物理情景綜合運(yùn)用知識能力、分析推理能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。

類型四雙電源問題

[例4](07屆南京市綜合檢測題)超導(dǎo)體磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁化作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動力的新型交通工具。如圖所示為磁懸浮列車的原理圖，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離的勻強(qiáng)磁場B₁和B₂，導(dǎo)軌上有一個(gè)與磁場間距等寬的金屬框abcd。當(dāng)勻強(qiáng)磁場B₁和B₂同時(shí)以某一速度沿直軌道向右運(yùn)動時(shí)，金屬框也會沿直軌道運(yùn)動。設(shè)直軌道間距為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₁=B₂=B磁場運(yùn)動的速度為v，金屬框的電阻為R。運(yùn)動中所受阻力恒為f，則金屬框的最大速度可表示為 (　 )

A、　 B、

C、　 D、

導(dǎo)示：金屬框在磁場中運(yùn)動時(shí)，產(chǎn)生的電動勢為

E=2BL(v-v_m)；穩(wěn)定時(shí)，金屬框勻速運(yùn)動，受到的合力為0，即2F_A=f；F_A=BIL；I=E/R。

得；故選擇C。

類型五非勻強(qiáng)磁場問題

[例5]一個(gè)質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍足夠大的磁場中豎直向下下落，磁場的分布情況如圖所示。已知磁感強(qiáng)度豎直方向分量B_y的大小只隨高度y變化，其隨高度y變化關(guān)系為B_y=B₀(1+ky)(此處k為比例常數(shù)，且k>0)，其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終向上。金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度。求：

(1)圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向。

(2)圓環(huán)收尾速度的大小。

導(dǎo)示：(1)根據(jù)楞次定律可以判斷圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向?yàn)楦┮曧槙r(shí)針方向。

(2)圓環(huán)中的磁通量變化△ф=πB₀ d²kv△t/4；

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=△ф/△t=πB₀ d²kv /4

I=E/R=πB₀ d²kv /4R；

金屬圓環(huán)最終穩(wěn)定時(shí)，重力做功的功率等于電功率

即mgv=I²R，所以，圓環(huán)收尾速度的大小為：

1．掌握電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的分析方法；

15．(2010·長沙模擬)根據(jù)所學(xué)的細(xì)胞分裂知識，回答下列問題：

(1)在研究蛙生活史時(shí)發(fā)現(xiàn)，蛙的一個(gè)生活史中發(fā)生的細(xì)胞分裂方式

有　　　　　　。若右圖表示成蛙某部位細(xì)胞分裂的示意圖(不考慮染色體數(shù))，圖中不可能反映的是　　。

A．發(fā)生了基因突變

B．發(fā)生了染色單體互換

C．該細(xì)胞為次級精母(或卵母)細(xì)胞

D．皮膚生發(fā)層細(xì)胞的分裂

(2)在細(xì)胞有絲分裂過程中，染色體的位置會不斷發(fā)生運(yùn)動變化，為了探究引起染色體運(yùn)動的原因，請完善下面的實(shí)驗(yàn)。

a．實(shí)驗(yàn)假設(shè)：染色體的運(yùn)動與紡錘絲有關(guān)。

b．實(shí)驗(yàn)材料用具：長出了根和葉的洋蔥、相差顯微鏡(能觀察活體細(xì)胞的生長、運(yùn)動、增殖情況及細(xì)微結(jié)構(gòu))、切片機(jī)(能夠?qū)⑸�物組織切成很多很薄的切片)、一定濃度的秋水仙素溶液、清水、吸水紙、染色劑(其濃度不影響細(xì)胞活性)，

滴管，載玻片，蓋玻片，鑷子(提示：秋水仙素的作用速度非�？�，可以起到立竿見影的效果，因此作用的即時(shí)效果可以在相差顯微鏡下看到)。

c．實(shí)驗(yàn)原理：__________________。

d．方法步驟：

①__________________________________。

②__________________________________________________。

③__________________________________________，并記錄結(jié)果。

④預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：_______________________________。

解析：(1)由受精卵發(fā)育成性成熟個(gè)體的細(xì)胞分裂方式主要是有絲分裂，蛙的紅細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂，性成熟個(gè)體精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞產(chǎn)生精子或卵細(xì)胞屬于減數(shù)分裂。該細(xì)胞中不存在同源染色體，為減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞。兩條姐妹染色單體上相同位置具有了等位基因，原因可能有兩種，一種是基因突變，另一種是同源染色體非姐妹單體的交叉互換。(2)本實(shí)驗(yàn)的思路：正常細(xì)胞中，在有絲分裂的后期，著絲點(diǎn)分裂，染色單體分開，在紡錘絲的牽引下，子染色體向細(xì)胞的兩極運(yùn)動，這一現(xiàn)象在相差顯微鏡下可以看到。秋水仙素能夠作用于正在分裂的細(xì)胞，抑制紡錘體的形成，因此用秋水仙素處理過的洋蔥根尖細(xì)胞，不存在紡錘絲，可以在相差顯微鏡下通過觀察染色體的運(yùn)動情況探究染色體運(yùn)動與紡錘絲的關(guān)系。

答案：(1)有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂　D

(2)秋水仙素能抑制紡錘絲(體)的形成；對細(xì)胞染色后，可以通過相差顯微鏡觀察細(xì)胞中染色體的運(yùn)動情況

①切取洋蔥根尖2-3 mm數(shù)根，平分成兩組，分別編號為A和B，用切片機(jī)將每根洋蔥的根尖縱切成薄片，染色，制成臨時(shí)裝片

②在A組蓋玻片的一側(cè)滴上少量一定濃度的秋水仙素溶液，另一側(cè)用吸水紙吸引，使標(biāo)本浸潤在秋水仙素溶液中；B組蓋玻片的一側(cè)滴上等量清水，另一側(cè)用吸水紙吸引，使標(biāo)本浸潤在清水中

③在相差顯微鏡下觀察染色體的運(yùn)動

④如果A、B兩組的染色體在分裂后期都向兩極運(yùn)動，則染色體的運(yùn)動與紡錘絲無關(guān)；如果B組的染色體在分裂后期都向兩極運(yùn)動，A組染色體在分裂后期不向兩極運(yùn)動，則染色體的運(yùn)動與紡錘絲有關(guān)

14．圖1是某種生物細(xì)胞有絲分裂示意圖，圖2是細(xì)胞在分裂過程中染色體數(shù)與DNA分子數(shù)柱形圖。請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：

(1)圖1中細(xì)胞核內(nèi)DNA含量加倍發(fā)生在　　圖中，染色體加倍發(fā)生在　　圖中，最易辨認(rèn)染色體形態(tài)和數(shù)目的圖是　　。

(2)圖2中2對應(yīng)圖1中的　　，4對應(yīng)圖1中的_____________________。

(3)D圖所示分裂期的特點(diǎn)是_________________________，

其染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)依次是_______________________。

(4)據(jù)研究：分裂期細(xì)胞質(zhì)中含有一種促進(jìn)染色質(zhì)凝集為染色體的物質(zhì)，現(xiàn)將動物DNA復(fù)制前期的細(xì)胞與A圖所示細(xì)胞融合，預(yù)測可能出現(xiàn)的結(jié)果： __________________。

解析：(1)根據(jù)細(xì)胞分裂圖的特點(diǎn)可以判斷：A、B、C、D、E依次是中期、前期、末期、后期、間期，DNA加倍發(fā)生在間期，染色體加倍發(fā)生在后期，在中期染色體形態(tài)固定，數(shù)目清晰，便于觀察。

(2)圖2中的柱形2表示DNA是染色體數(shù)的兩倍，說明存在著染色單體，與之對應(yīng)的應(yīng)為A、B,4中DNA分子數(shù)與染色體數(shù)均為4N，說明著絲點(diǎn)已分裂，染色單體變?yōu)槿旧�體，與之對應(yīng)的應(yīng)為C、D。

(3)D圖的特點(diǎn)是著絲點(diǎn)分裂，染色單體變?yōu)槿旧�體，染色體數(shù)目加倍，染色體在星射線的牽引下向細(xì)胞兩極移動，其染色體數(shù)、染色單體數(shù)、DNA分子數(shù)依次是8、0、8。

(4)可能出現(xiàn)的結(jié)果是：來自DNA復(fù)制前期的細(xì)胞的染色質(zhì)開始凝集。

答案：(1)E　D　A　(2)A、B　C、D

(3)著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍，并在星射線的牽引下向細(xì)胞兩極移動　8、0、8

(4)來自DNA復(fù)制前期的細(xì)胞的染色質(zhì)開始凝集為染色體