电磁感应中的功能关系孙洁演示

（优选）电磁感应中的功能关系孙洁目前一页\总数二十一页\编于二十点[考情分析]201420152016电磁感应定律的综合应用T1：电磁感应定律（E）

T7：涡流(E、I、P)T13：电磁感应定律的应用（E、I、F、Q)T13：电磁感应定律的应用（E、Q）T6：电磁感应定律、楞次定律（E、I）T13：电磁感应定律的应用（E、Q）分值221519考情分析目前二页\总数二十一页\编于二十点一、知识回顾：功能关系合外力做功等于物体动能的变化量只有重力和弹簧弹力做功，重力做功等于重力势能的减少量弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量其他力做功等于物体机械能的变化量电场力做功等于电势能的减少量目前三页\总数二十一页\编于二十点电磁感应中的功能关系1.电流恒定时2.电流变化时4.能量守恒3.动能定理——回路中产生的总焦耳热等于导体棒克服安培力做的功——焦耳定律——中包含——中包含目前四页\总数二十一页\编于二十点

两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角ɵ的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。典例1：t0B02B0B0t（1）0~t0时间内回路中产生的焦耳热Q1

目前五页\总数二十一页\编于二十点t0B02B0B0t解：（1）由法拉第电磁感应定律得：由焦耳定律得：目前六页\总数二十一页\编于二十点典例1：

两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角ɵ的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。（2）从撤去拉力到开始匀速运动，导体棒做什么运动？

最大速度vm

=?

目前七页\总数二十一页\编于二十点(2)37°37°由牛顿第二定律得：导体棒做a减小的加速运动，最终匀速由平衡条件得：目前八页\总数二十一页\编于二十点(3)从撤去拉力到开始匀速运动过程中回路产生的焦耳热Q2=?

典例1：

两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角Ɵ的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。目前九页\总数二十一页\编于二十点（3）方法一：由动能定理得方法二：由能量守恒定律得目前十页\总数二十一页\编于二十点（4)若金属导轨不光滑，动摩擦因数μ，测得滑行距离x‘

时达到最大速度，则最大速度

从释放到匀速，回路产生的焦耳热方法一：由能量守恒得对导体棒受力分析，由牛顿第二定律得：方法二：由动能定理得目前十一页\总数二十一页\编于二十点典例2：如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．(1)求初始时刻导体棒受到的安培力．(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中电阻R上产生的焦耳热Q1为多少?(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少?目前十二页\总数二十一页\编于二十点解:（1）由法拉第电磁感应定律得由闭合电路欧姆定律得：由左手定则得：目前十三页\总数二十一页\编于二十点(2)方法一：由功能关系得方法二：由能量守恒定律得目前十四页\总数二十一页\编于二十点（3）方法一：由能量转化与守恒及平衡条件，可判断：棒最终静止于初始位置

方法二：对全过程，由功能关系得：目前十五页\总数二十一页\编于二十点方法总结EIFWE(能量）目前十六页\总数二十一页\编于二十点1．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，下列说法正确的有

A.导体棒做匀加速直线运动B.力F做的功等于棒机械能的增加量

C.安培力做功等于电阻R上放出的热量D.力F做的功与安培力做的功的代数和等于棒的机械能增加量巩固训练：目前十七页\总数二十一页\编于二十点2．如图所示，粗糙斜面倾角θ＝37°，半径r＝0.5m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n＝10匝的刚性正方形线框abcd，通过松弛的柔软导线与一个额定功率P＝1.25W的小灯泡A相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m＝2kg，总电阻R0＝1.25Ω，边长L>2r，与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5。从t＝0时起，磁场的磁感应强度按B＝2-t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求

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