完整版电磁感应中的动力学和能量问题一

1、电磁感应中的动力学和能量问题(一)电磁感应中的动力学与能量问题(一)站应luifi何1廈喪化世度变址制卷：田军 审卷：张多升 使用时间：第三周周一班级： 姓名: 考点一电磁感应中的动力学问题分析1. 安培力的大小由感应电动势 m Blv，感应电流1= R和安培力公式F= BIl得F= B晋2. 安培力的方向判断(如右图)3. 处理此类问题的基本方法：(1) 用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小 和方向；(2) 求回路中的电流的大小和方向；(3) 分析导体的受力情况(含安培力)；嘗(4) 列动力学方程或平衡方程求解。4. 电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的问题，关键要抓好受力情况和

2、运动情况的动态分析5. 两种状态及处理方法(1) 平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态)：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析;(2) 非平衡状态(a不为零)：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。 考点二 电磁感应中的能量问题分析1. 过程分析(1) 电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程.(2) 电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能“外力”克服安培力做了多少功，就 有多少其他形式的能转化为电能.(3) 当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能安培力做功

3、的过程，或通过电阻发热的 过程，是电能转化为其他形式能的过程安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能.2. 求解思路(1) 若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W Ult或Q= I2Rt直接进行计算.(2) 若电流变化，贝利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安 培力所做的功；利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能.巩固练习1. 如上图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abed，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，Ref及线框中导下端足够长,为一定值电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可以在ab、ed上无摩擦地滑动.杆线的电阻都可不计

4、开始时，给ef 一个向右的初速度，则()A. ef将减速向右运动，但不是匀减速 B. ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将做往返运动2. 如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落如果线圈中受到的磁场力总小于其重力，则它在 1、2、3、4位置时的加速度关系为()A.a1 a2 a3 a4 B. a=a2=a3=a4 c. a=a3 a2 a4D.a4=a2 a3 a13. 如图所示，两根和水平方向成a角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B, 质量为 m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度

5、会达到最大值vm,则()A.如果B增大，Vm将变大B.如果a增大，Vm将变大C.如果R增大，Vm将变大D.如果m减小，Vm将变大1 / 4电磁感应中的动力学和能量问题（一）4. 如图所示，固定在水平绝缘平面上且足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个 电阻R,质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是()A. 恒力F做的功等于电路产生的电能甲B. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C. 克服安培力做的功等于电路中产生的电能D. 恒力F和摩擦力的合力

6、做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和石5. 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y= x2,其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 y = a的直线(图中的虚线所示)，一个质量为 m的小金属块从抛物线y = b(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，则金属块在曲面上滑 动的过程中产生的焦耳热总量是()1 2 1 2A. mgb B. qmv C . mg(b a)D. mg(b a) + qmv6. 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MNPQ平行放置在倾角为0的绝缘斜面上，两导轨间距为I。MP两点间接有阻值为 R的电阻。一根质量为 m的均匀

7、直金属杆 ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处于磁感 应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为go(1) 由b向a方向看，请画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；|(2) 在加速下滑时，当 ab杆的速度大小为 u时，求ab杆中的电流及其加速度的大小;(3) 求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。7. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN PQ间距为l= 0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角.完全相同的两金属棒 ab、cd分别垂直导轨

8、放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m= 0.02 kg，电阻均为 R= 0.1 Q,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B= 0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd恰好能够保持静止， 取g= 10 m/s2,问： (1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？棒ab受到的力F多大？棒cd每产生Q= 0.1 J的热量，力F做的功W是多少？电磁感应中的动力学与能量问题（二）制卷：田军 审卷：张多升 使用时间：第三周周二班级： 姓名： 1. 如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为e的斜面上，导轨下端接有电阻R导轨

9、电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用.金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是 （）A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统产生的电能C. 金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D. 金属棒克服恒力F做的功等于电阻 R上产生的焦耳热2. 矩形线圈长为L、宽为h、电阻为R质量为m在空气中竖直向下落一段距离后（空气阻力不计）每进入一宽度为h、磁感应强度为 B的匀强磁场中。线圈进入磁场时的动能为民，p-rA-q线圈刚穿出磁场时的动能为 氐，这一过程中产生的热量为 q线圈克

10、服磁场力做的功为W,重力做的功为 W,下列关系不正确的是（）X 和 X wwA.Q=Ei-E2B.Q=WWC.Q=WD.W=Ek2-EW, q1 = q B . W= W2, q1q2 C . WW, q1q26. 如图所示，电阻为R,其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关（ ）A. 导体棒ef的加速度可能大于gB. 导体棒ef的加速度一定小于gC. 导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同S,贝U S闭合后D.导体棒 ef的机械

11、能与回路内产生的电能之和一定守恒7.质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g金属棒向下运动时，流过电阻 R的电流方向为abB2L2v金属棒的速度为 v时，所受的安培力大小为 F =A.B.C.R电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少U形导体框架的宽度L=0.5m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成D.8.如图所示，足够长的光滑9 =37角，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量n=0.2kg，有效电阻F=2Q的导体棒 MN垂直跨放在 U形框架上，导体棒与框架间 的动摩擦因数为 0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导 体棒截面的电量共为 Q=2C. (sin37 =0.6 , cos37 =0.8 , g=10m/s2)求：(1) 导体棒匀速运动的速度(2) 导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功.9.光滑平行的金属导轨MN和PQ间距L= 1.0 m:与水平面之间的夹角a= 30,匀强磁场磁感应强度B= 2.0 T，垂直于导轨平