高考物理第九章第四单元电磁感应规律的综合应用课时训练营ppt课件

1、第九章电磁感应第九章电磁感应第四单元电磁感应规律的综第四单元电磁感应规律的综合应用合应用( (二二)()(动力学和能量动力学和能量) )第九章电磁感应第九章电磁感应BlvBIl第九章电磁感应第九章电磁感应2安培力的方向判断安培力的方向判断右手右手左手左手相反相反第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应二、电磁感应中的能量转化二、电磁感应中的能量转化1导体切割磁感线或磁通量发生变化，在导体切割磁感线或磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，这个过程中是机械能回路中产生感应电流，这个过程中是机械能或其他形式的能转化为电能具有感应电流或其他形式的能转化为电能具有感应电流的导体在磁场中受

2、安培力作用或通过电阻发的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为热，又可使电能转化为_或或_因因此，电磁感应过程中总是伴随着能量转化此，电磁感应过程中总是伴随着能量转化机械能机械能内能内能第九章电磁感应第九章电磁感应2电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为为Q_.3分析电磁感应现象中能量问题的一般步骤分析电磁感应现象中能量问题的一般步骤(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源回路就相当于电源(2)分析清

3、楚有哪些力做功，就可以知道有哪些分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化形式的能量发生了相互转化(3)根据能量守恒列方程分析求解根据能量守恒列方程分析求解I2Rt第九章电磁感应第九章电磁感应【特别提醒】克服安培力做功的过程是其【特别提醒】克服安培力做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程，这种关系不他形式的能转化为电能的过程，这种关系不受其他任何条件的影响受其他任何条件的影响第九章电磁感应第九章电磁感应电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题1受力情况、运动情况的分析受力情况、运动情况的分析(1)导体切割磁感线运动产生感应电动势，在导体切割磁感线运动产生感应电动势，在

4、电路中产生感应电流，感应电流在磁场中受电路中产生感应电流，感应电流在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动安培力，安培力将阻碍导体运动(2)安培力一般是变力，导体切割磁感线运动安培力一般是变力，导体切割磁感线运动的加速度发生变化，当加速度为零时，达到的加速度发生变化，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动稳定状态，最后做匀速直线运动第九章电磁感应第九章电磁感应2解题步骤解题步骤(1)用电磁感应定律和楞次定律、右手定则确用电磁感应定律和楞次定律、右手定则确定感应电动势的大小和方向定感应电动势的大小和方向(2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大

5、小电流的大小(3)分析研究导体受力情况，特别要注意安培分析研究导体受力情况，特别要注意安培力方向的确定力方向的确定(4)列出动力学方程或平衡方程求解列出动力学方程或平衡方程求解第九章电磁感应第九章电磁感应3两种状态处理：两种状态处理：(1)导体处于平衡态导体处于平衡态静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动状态状态处理方法：根据平衡条件处理方法：根据平衡条件合外力等于零合外力等于零，列式分析，列式分析(2)导体处于非平衡态导体处于非平衡态加速度不为零加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析或结合功能关系分析第九章电磁感应第九章电磁感

6、应4电磁感应中的动力学临界问题电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如由速度、加析，寻找过程中的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件速度求最大值或最小值的条件(2)基本思路是：基本思路是：第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：C第九章电磁感应第九章电磁感应电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题1电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场过程，电磁感应过程中产生

7、的感应电流在磁场中必定受到安培力作用因此要维持感应电流中必定受到安培力作用因此要维持感应电流存在，必须有存在，必须有“外力克服安培力做功此过程外力克服安培力做功此过程中，其他形式的能转化为电能中，其他形式的能转化为电能“外力克服安外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能当感应电流通过用电器时，电能又转化电能当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能可以简化为下列形式：为其他形式的能可以简化为下列形式：第九章电磁感应第九章电磁感应同理，安培力做功的过程，是电能转化为其同理，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功

8、就有多他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能少电能转化为其他形式的能第九章电磁感应第九章电磁感应2电能求解思路主要有三种电能求解思路主要有三种(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；生的电能等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；产生的电能；(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算的电能来计算第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：A第九章电磁感应第九

9、章电磁感应题型一题型一电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应时间时间t(s)00.10.20.30.40.50.6上滑距离上滑距离(m)0 0.05 0.15 0.35 0.70 1.05 1.40(1)ab棒的最终速度是多少？棒的最终速度是多少？(2)所加磁场的磁感应强度所加磁场的磁感应强度B为多大？为多大？(3)当当v2 m/s时，金属棒的加速度为多大？时，金属棒的加速度为多大？第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：

10、AB第九章电磁感应第九章电磁感应题型二题型二电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题(2019年山东烟台高三检测年山东烟台高三检测)如下图，在高度差如下图，在高度差h0.50 m 的平行虚线范围内，有磁感应强度的平行虚线范围内，有磁感应强度B0.50 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形线框方形线框abcd的质量的质量m0.10 kg、边长、边长L0.50 m、电阻、电阻R0.50 ，线框平面与竖直平，线框平面与竖直平面平行，静止在位置面平行，静止在位置“”时，时，cd边跟磁场下边边跟磁场下边缘有一段距离缘有一段距离第九章电磁感应第九章电磁感应现有一竖直向上的

11、恒力现有一竖直向上的恒力F4.0 N向上提线框，向上提线框，该框由位置该框由位置“”无初速度开始向上运动，穿过无初速度开始向上运动，穿过磁场区域，最后到达位置磁场区域，最后到达位置“”(ab边恰好出磁边恰好出磁场场)，线框平面在运动过程中保持在竖直平面内，线框平面在运动过程中保持在竖直平面内，且且cd边保持水平设边保持水平设cd边刚进入磁场时，线框边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动恰好开始做匀速运动(g取取10 m/s2)求：求：第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电

12、磁感应【答案】【答案】(1)9.6 m(2)42.4 J3.0 J第九章电磁感应第九章电磁感应2(2019年安徽年安徽)如下图，水平地面上方矩形区域如下图，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈的单匝闭合正方形线圈和和，分别用相同材料、，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制不同粗细的导线绕制(为细导线为细导线)两线圈在距两线圈在距磁场上界面磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下

13、边缘平行于磁场上边终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界设线圈界设线圈、落地时的速度大小分别为落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2，不计空气阻力，那么不计空气阻力，那么()第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：D第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：BC第九章电磁感应第九章电磁感应2有一矩形线圈有一矩形线圈A在竖直平面内，从静止开在竖直平面内，从静止开始下落，如下图，磁场始下落，如下图，磁场B方向水平且垂直于方向水平且垂直于线圈所在的平面，当线圈的下边进入磁场而

14、线圈所在的平面，当线圈的下边进入磁场而上边尚未进入匀强磁场上边尚未进入匀强磁场B的过程中，线圈的过程中，线圈A不不可能作可能作()A匀速下落匀速下落B加速下落加速下落C减速下落减速下落 D匀减速下落匀减速下落答案：答案：D第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：AC第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应答案：答案：(1)0.2 T(2)10 m/s第九章电磁感应第九章电磁感应1(2019年江苏年江苏)如下图，两足够长的光滑金属如下图，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为导轨竖直放置，相距为L

15、，一理想电流表与两，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直一质量为为m、有效电阻为、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界的导体棒在距磁场上边界h处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表处静止释放导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻求：不计导轨的电阻求：第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应(1)磁感应强度的大小磁感应强度的大小B；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；(3)流经电流表电流的最大值流经电流表电流的最大值Im.第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应第九章电磁感应2(2019年上海年上海)如图，宽度如图，宽度L0.5 m的光滑金属的光滑金属框架框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度固定于水平面内，并处在磁感应强度大小大小B0.4 T，方向竖直向下的匀强磁场中，框，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布将质量架的电阻非均匀分布将质量m0.1 kg，电阻可，电阻可忽略的金属棒