《高考物理大一輪復(fù)習 第十章 電磁感應(yīng) 能力課2 電磁感應(yīng)中的動力學和能量問題課件 粵教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理大一輪復(fù)習 第十章 電磁感應(yīng) 能力課2 電磁感應(yīng)中的動力學和能量問題課件 粵教版（42頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、能力課能力課2電磁感應(yīng)中的動力學和能量問題電磁感應(yīng)中的動力學和能量問題電磁感應(yīng)中的動力學問題電磁感應(yīng)中的動力學問題1兩種狀態(tài)及處理方法兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)狀態(tài)特征特征處理方法處理方法平衡態(tài)平衡態(tài)加速度為零加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)非平衡態(tài)加速度不為零加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進行根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進行分析系進行分析2.電學對象與力學對象的轉(zhuǎn)換及關(guān)系電學對象與力學對象的轉(zhuǎn)換及關(guān)系圖圖1(1)cd下滑的過程中，下滑的過程中，ab中的電流方向；中的電流方向；(2)ab剛要向上滑動時，剛要向上滑動時，cd的速度的速度v多大

2、；多大；(3)從從cd開始下滑到開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，剛要向上滑動的過程中，cd滑動的滑動的距離距離s3.8 m，此過程中，此過程中ab上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量Q是多少。是多少。答案答案(1)由由a流向流向b(2)5 m/s(3)1.3 J【拓展延伸】【拓展延伸】在在【模擬示例【模擬示例1】中若兩平行金屬導軌光滑，兩區(qū)域中磁場中若兩平行金屬導軌光滑，兩區(qū)域中磁場方向均垂直導軌平面向上，其他條件不變?，F(xiàn)對金屬條方向均垂直導軌平面向上，其他條件不變?，F(xiàn)對金屬條ab施施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動。在金屬條加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動。在金屬條ab勻速向上運動的

3、過程中，導體棒勻速向上運動的過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上。求：始終能靜止在軌道上。求： (1)通過導體棒通過導體棒cd的電流的電流I； (2)金屬條金屬條ab受到的拉力受到的拉力F的大??；的大??；(3)導體棒導體棒cd每產(chǎn)生每產(chǎn)生Q10 J的熱量，拉力的熱量，拉力F做的功做的功W。解析解析(1)對對cd棒受力分析如圖所示棒受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件得：根據(jù)平衡條件得：BILm2gsin 30所以所以I10 A(2)對對ab受力分析如圖受力分析如圖則則Fm1gsin 30BIL0代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：F2.5 N答案答案(1)10 A(2)2.5 N(3)25 J用用“四步法四步法”

4、分析電磁感應(yīng)中的動力學問題分析電磁感應(yīng)中的動力學問題解決電磁感應(yīng)中的動力學問題的一般思路是解決電磁感應(yīng)中的動力學問題的一般思路是“先電后力先電后力”，具體思路如下：具體思路如下：方法技巧方法技巧圖圖2(1)當金屬桿的速度為當金屬桿的速度為4 m/s時，金屬桿的加速度大?。粫r，金屬桿的加速度大小；(2)當金屬桿沿導軌的位移為當金屬桿沿導軌的位移為6.0 m時，通過金屬桿的電荷量。時，通過金屬桿的電荷量。解析解析(1)對金屬桿對金屬桿ab應(yīng)用牛頓第二定律有：應(yīng)用牛頓第二定律有：Fmgsin F安安fmafFNFNmgcos ab桿所受安培力大小為：桿所受安培力大小為：F安安BILab桿切割磁感線產(chǎn)

5、生的感應(yīng)電動勢為：桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：EBLv答案答案(1)4 m/s2(2)3 C電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題1電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化2求解焦耳熱求解焦耳熱Q的三種方法的三種方法3解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟(1)在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導體或回路就相當于電源。路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導體或回路就相當于電源。(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)

6、生了相互轉(zhuǎn)化。生了相互轉(zhuǎn)化。(3)根據(jù)能量守恒列方程求解。根據(jù)能量守恒列方程求解。圖圖3 (1)求求v1與與v2的比值；的比值； (2)寫出寫出H與與h的關(guān)系式；的關(guān)系式； (3)若地面離磁場若地面離磁場B2的下邊界的高度為的下邊界的高度為h，求金屬線框下落到地，求金屬線框下落到地面所產(chǎn)生的熱量。面所產(chǎn)生的熱量。(用用m、h、g表示表示)【拓展延伸】【拓展延伸】在在【模擬示例【模擬示例2】中把正方形金屬線框中把正方形金屬線框abcd的運動改為的運動改為“始終始終做加速度為做加速度為g的勻加速直線運動，有時需對線框施加豎直方的勻加速直線運動，有時需對線框施加豎直方向的外力向的外力F，且，且H2h

7、，線框的電阻為，線框的電阻為R”。求：。求： (1)當正方形金屬線框當正方形金屬線框abcd的的bc邊恰好進入磁場邊恰好進入磁場B2時的豎直外時的豎直外力力F； (2)當正方形金屬線框當正方形金屬線框abcd從靜止開始運動到從靜止開始運動到bc邊離開磁場邊離開磁場B1，通過線框，通過線框a點的電荷量點的電荷量Q。在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及變力做功問題，一般在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及變力做功問題，一般應(yīng)用能量守恒的方法研究，可不必追究變力作用下運動的細應(yīng)用能量守恒的方法研究，可不必追究變力作用下運動的細節(jié)問題；若涉及恒力或恒定加速度，一般用動力學的觀點研節(jié)問題；若涉及恒力或恒定加

8、速度，一般用動力學的觀點研究，可以研究運動的細節(jié)問題。究，可以研究運動的細節(jié)問題。反思總結(jié)反思總結(jié)圖圖4(1)線框線框eb邊進入磁場中運動時，邊進入磁場中運動時，e、b兩點間的電勢差兩點間的電勢差Ueb為多少？為多少？(2)線框勻速穿過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱線框勻速穿過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少？為多少？(3)若在線框若在線框eb邊剛進入磁場時，立即給物體邊剛進入磁場時，立即給物體P施加一豎直向下施加一豎直向下的力的力F，使線框保持進入磁場前的加速度做連續(xù)的勻加速運動，使線框保持進入磁場前的加速度做連續(xù)的勻加速運動穿過磁場區(qū)域，已知此過程中力穿過磁場區(qū)域，已知此過程中力F做功做

9、功WF3.6 J，求，求eb邊上產(chǎn)邊上產(chǎn)生的焦耳熱生的焦耳熱Qeb為多少？為多少？答案答案(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J1(天津理綜天津理綜)如圖如圖5所示，紙面內(nèi)有一矩形導體閉合線框所示，紙面內(nèi)有一矩形導體閉合線框abcd，ab邊長大于邊長大于bc邊長，置于垂直紙面向里、邊界為邊長，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強磁的勻強磁場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，場外，線框兩次勻速地完全進入磁場，兩次速度大小相同，方向均垂直于方向均垂直于MN。第一次。第一次ab邊平行邊平行MN進入磁場，線框上產(chǎn)進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為生的熱量為Q1，通過線框?qū)w橫截面的電

10、荷量為，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為q1；第二次；第二次bc邊平行邊平行MN進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為進入磁場，線框上產(chǎn)生的熱量為Q2，通過線框?qū)?，通過線框?qū)w橫截面的電荷量為體橫截面的電荷量為q2，則，則()AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2圖圖5答案答案A2(2016全國卷全國卷，24)如圖如圖6，水平面，水平面(紙面紙面)內(nèi)間距為內(nèi)間距為l的平行的平行金屬導軌間接一電阻，質(zhì)量為金屬導軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為、長度為l的金屬桿置于導軌的金屬桿置于導軌上，上，t0時，金屬桿在水平向右、大小為時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用

11、下的恒定拉力作用下由靜止開始運動，由靜止開始運動，t0時刻，金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為時刻，金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂持勻速運動。桿與導軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為。重力加速度大小。重力加速度大小為為g。求。求圖圖6(1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大??；金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小；(2)電阻的阻值。電阻的阻值。圖圖7(1)金屬棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值金屬棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em；(2)金屬棒下滑過程中電阻金屬棒下滑過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量Q；(3)金屬棒能否通過圓形軌道的最高點金屬棒能否通過圓形軌道的最高點D？若能通過，求在此點？若能通過，求在此點時金屬棒對軌道的壓力。時金屬棒對軌道的壓力。