-走向高考高考物理总复习-第九章-第讲-电磁感应中的综合应用课件

温故自查通过导体的感应电流在

中将受到安培力作用，电磁感应往往和力学问题结合在一起．解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、

)及力学中的有关规律(

、动能定理等)．磁场楞次定律牛顿定律考点精析1．解决电磁感应中的力学问题的方法(1)选择研究对象，即是哪一根导体棒或哪几根导体棒组成的系统；(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(3)求回路中的电流大小；(4)分析其受力情况；(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律；(6)运用物理规律列方程，求解．2．明确两大研究对象及其之间相互制约的关系(3)动态分析：求解电磁感应中的力学问题时，要抓好受力分析和运动情况的动态分析．导体在拉力作用下运动，切割磁感线产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环．当循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态．此时a＝0，而速度v通过加速达到最大值，做匀速直线运动；或通过减速达到稳定值，做匀速直线运动．(4)两种状态的处理：当导体处于平衡态——静止状态或匀速直线运动状态时，处理的途径是：根据合外力等于零分析．当导体处于非平衡态——变速运动时，处理的途径是：根据牛顿第二定律进行动态分析.温故自查产生感应电流的过程，就是能量转化的过程．电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安

的作用，因此，要维持

的存在，必须有“外力”克服安培力做功，此过程中，其他形式的能量转化为

，“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．当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量．安培力做功的过程，是

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．感应电流电能电能培力考点精析1．电磁感应过程往往涉及多种能量的转化如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能．若导轨足够长，棒最终达稳定状态匀速运动时，重力势能的减小则完全用来克服安培力做功转化为感应电流的电能．因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应中能量问题的重要途径之一．2．安培力的功和电能变化的特定对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．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，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能．3．解决此类问题的步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向．(2)画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式．(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系和稳定状态时受力特点及功率关系列方程，联立求解．命题界规律根据仔法拉千第电肯磁感窗应定扒律或毒部分狮导体秘切割昨磁感敲线产剧生感个应电幕动势(相当倚于电股源)，确腾定电出路连顽接，牲画出瓣电路棒图，细求出轿相应钱的电偶流、其电功口等物螺理量辉．[考例1](2架01闹0·福建减理综)如图拒所示本，两识条平返行的蛾光滑轨金属誓导轨绑固定伐在倾疯角为θ的绝局缘斜述面上督，导培轨上态端连英接一干个定匙值电弄阻．敞导体碗棒a和b放在秆导轨父上，凭与导芽轨垂爸直并肉良好胃接触绞．斜戏面上梯水平哨虚线PQ以下堡区域逼内，湖存在桥着垂砌直穿近过斜神面向姥上的砖匀强具磁场榆．现控对a棒施栋以平怜行导役轨斜耳向上埋的拉豪力，输使它平沿导晕轨匀春速向亩上运衔动，哪此时变放在联导轨歇下端撒的b棒恰蔬好静嘉止．子当a棒运湾动到毅磁场娘的上认边界PQ处时浮，撤气去拉播力，a棒将商继续樱沿导暴轨向锁上运名动一吵小段友距离纳后再辱向下病滑动伶，此怨时b棒已斥滑离忙导轨梦．当a棒再全次滑苏回到阵磁场爪上边蚀界PQ处时宜，又查恰能饰沿导终轨匀食速向获下运锯动．胶已知a棒、b棒和溉定值绿电阻浓的阻豪值均杠为R，b棒的陷质量致为m，重甲力加嚷速度刘为g，导喜轨电界阻不喂计．堵求(1驾)a棒在跟磁场子中沿壁导轨龄向上溪运动包的过耐程中龙，a棒中窝的电拜流强写度Ia与定附值电帖阻R中的器电流毅强度IR之比厅；(2租)a棒质森量ma；(3链)a棒在训磁场丛中沿萄导轨灭向上云运动打时所洁受的调拉力F.[解析](1笋)a棒沿霉导轨罢向上探运动辩时a棒、b棒及皇电阻R中的停电流流分别径为Ia、Ib、IR，有IRR＝IbRb①Ia＝IR＋Ib②(2思)由于a棒在PQ上方牛滑动嘉过程帆中机闹械能路守恒挺，因瞧而a棒在豆磁场冰中向厕上滑秩动的谊速度烤大小v1，与码在磁籍场中长向下惠滑动勉的速送度大而小v2相等激，即v1＝v2＝v④设磁劲场的永磁感请应强分度为B，导询体棒壁长为L.a棒在掘磁场途中运奔动时暖产生箩的感盏应电棚动势兵为E＝BLv⑤(3晌)由题校知导纷体棒a沿斜警面向堵上运赵动时悠，所际受拉苦力F＝IaLB＋magsi坊nθ[总结臂评述]本题泄属于幕法拉摇第电昏磁感雄应定膝律与季电路晓和力申学问钉题的北综合糖，物胖体运主动过导程分冶析比旺较复甚杂，杆解答膛这类弯问题闯的关截键在醉于对爆物体现进行胖正确有的受器力分雕析和遍运动恰过程除分析颤，属寄于难洞题．(2点01好0·安徽格理综)如图萍所示肠，水塔平地狭面上屋方矩到形区呀域内惰存在遭垂直源纸面杨向里腹的匀撒强磁赢场，长两个塘边长秩相等历的单孩匝闭绸合正管方形傅线圈Ⅰ和Ⅱ，分纱别用纷相同栋材料据、不坝同粗永细的搞导线浆绕制(Ⅰ为细猫导线)．两忘线圈踩在距仰磁场冤上界遗面h高处允由静繁止开秧始自扎由下霜落，已再进炎入磁沙场，纺最后萍落到振地面州．运慌动过鲜程中按，线庆圈平宿面始杜终保精持在肝竖直错平面壮内且狂下边屋缘平咏行于收磁场杨上边稀界．纵设线海圈Ⅰ、Ⅱ落地丸时的王速度预大小后分别恋为v1、v2，在输磁场可中运昏动时竖产生耻的热陡量分师别为Q1、Q2.不计虽空气奸阻力坑，则()A．v1<v2，Q1<Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2C．v1<v2，Q1>Q2D．v1＝v2，Q1<Q2[答案]D[解析]本题邀考查酬电磁扁感应买的综害合问匀题，飞解题泊关键叨是弄咸清楚伞两线静框的嘉加速森度和轿速度宇变化敌．两线饶框进佛入磁今场时鸽的速宇度v相同陪，根下据法卫拉第溜电磁押感应南定律艰和牛凶顿第穗二定原律得绢线框侧的加志速度即线独框刚串进入当磁场泪的加痒速度摄相同工，则同其后锋线框凶在任雷一时搁刻的脖速度忧、加遍速度嘱均相挑同，珍因此临落地布速度郊相同趣，即v1＝v2.命题答规律根据纵物体茧所受先的力震，分怨析运贿动状叠态，摸确定泰某时句刻的转速度弟或加硬速度制、最唉终速协度等予物理帆量．[考例2]水平译面上鬼两根迈足够暴长的迷金属环导轨且平行糖固定帽放置除，间桑距为L，一锦端通滚过导前线与塌阻值距为R的电考阻连职接；饭导轨齿上放妖一质器量为m的金半属杆率，如昏图甲浓所示宏；金刮属杆货与导顾轨的炒电阻衰忽略堵不计张，匀额强磁尽场竖翁直向庆下．屋用与减导轨江平行恭的恒熄定拉狸力F作用世在金削属杆深上，蜻杆最示终将与做匀故速运杯动．男当改宝变拉碍力的确大小医时，鼓相对钳应的令匀速赤运动辜的速氏度v也会佩变化到，v和F的关占系如乖图乙采．(重力列加速批度g取10仰m/蚀s2)(1霜)金属陪杆在运匀速含运动尿之前泉做什烂么运坛动？(2秒)若m＝0.至5k穴g，L＝0.溉5m，R＝0.澡5Ω，磁镰感应卧强度B为多匪大？(3酸)由v－F图线搅的截姿距可填求得既什么罚物理爸量？半其值欢为多闸少？[解析](1统)加速纺度越尼来越唯小的训加速清直线年运动∴可以园求出尼金属超杆所弟受到甜的阻炊力f，代药入数卷据可查得：f＝2N[答案](1枯)加速颈度越她来越见小的划加速珍直线佳运动(2爹)1磁T(3钱)阻力f,2N[总结骗评述]杆最浙终匀段速运鹿动时务，外狸力必慎然与丹安培都力相哑等，到而没流有达矛到匀炒速之筒前，虑安培语力随卖电流怎的增忠大而默增大竿，因丈而合舱力越葡来越夸小，贪所以匆加速触度也胜越来撕越小顺．本割题易碎出错旧的地党方是杠不能畜把直蠢线方卫程和趣图线还的数但据相翻结合寇综合响解决过问题匠，正业确的植解题律思路屡是当良导体桨棒匀友速时施，合益力为雾零，踢而金僻属杆听受拉锋力、休安培扔力和逆阻力魂作用筛，利员用平招衡关扮系，牧可以源建立码直线星方程治，通旋过图辰线的夕数据睛，就君可以口解决呜问题王．(2尊01位0·江苏熄物理)如图闹所示饮，两贝足够蔑长的友光滑把金属杰导轨蠢竖直旷放置批，相您距为L，一去理想消电流终表与蹈两导夏轨相翠连，哑匀强领磁场鸡与导汤轨平蹈面垂悉直．约一质察量为m、有窝效电被阻为R的导匠体棒间在距磁场磁上边读界h处静涉止释许放．富导体脾棒进果入磁荐场后芽，流敲经电葬流表疯的电功流逐膛渐减葬小，丝式最终伴稳定脑为I.整个峰运动内过程渔中，奖导体庄棒与蜂导轨波接触育良好雷，且暮始终汇保持恶水平顾，不夏计导驰轨的庄电阻阿．求肢：(1制)磁感掩应强斑度的脉大小B；(2育)电流纽奉稳定贼后，最导体智棒运叙动速洒度的释大小v；(3右)流经底电流耐表电姻流的孩最大愈值Im.[解析](1踏)电流旱稳定柏后，摧导体地棒做岁匀速组运动念，BI劣L＝mg①(3杆)由题妥意知财，导葵体棒垄刚进尽入磁波场时独的速愁度最默大，涂设为vm命题沾规律根据辽能量倡守恒案定律概，确冻定焦元耳热损或其画他力贤所做飞的功拔．[考例3](2碍01标0·天津镜理综)如图尼所示俭，质由量m1＝0.煤1盼kg，电瞎阻R1＝0.卧3浓Ω，长路度l＝0.辣4革m的导咬体棒ab横放旨在U型金稳属框慎架上终．框疑架质惩量m2＝0.野2坑kg，放限在绝吗缘水负平面斥上，侦与水阔平面奇间的墨动摩懂擦因狡数μ＝0.业2.相距0.益4赞m的MM′、NN′相互由平行圆，电穷阻不泊计且欢足够衫长．水电阻R2＝0.败1眉Ω的MN垂直邪于MM′.整个杜装置愿处于建竖直黄向上狂的匀浅强磁漆场中圆，磁扎感应述强度B＝0.奏5罗T．垂粒直于ab施加F＝2累N的水答平恒羞力，ab从静纪止开铅始无印摩擦舞地运吩动，搁始终宋与MM′、NN′保持物良好扫接触瞎．当ab运动柴到某伍处时冠，框翻架开跨始运雨动．选设框签架与接水平沉面间澡最大瞎静摩系擦力越等于魂滑动李摩擦乐力，g取10投m附/s2.(1纵)求框洗架开忌始运悄动时ab速度v的大舞小；(2抹)从ab开始苦运动超到框冰架开泰始运饭动的糕过程暗中，MN上产魄生的家热量Q＝0.嚼1员J，求惑该过认程ab位移x的大尼小．[解析](1伯)ab对框畅架的应压力F1＝m1g①框架眨受水场平面拖的支丸持力FN＝m2g＋F1②依题司意，刮最大盒静摩尺擦力把等于捉滑动棵摩擦巧力，广则框僻架受完到最渡大静帖摩擦绞力F2＝μFN③ab中的共感应雨电动华势E＝Blv④MN中电你流MN受到驾的安固培力F安＝Il华B⑥框架园开始吨运动瓜时F安＝F2⑦由上剧述各维式代践入数傲据解窝得v＝6m/齐s⑧(2城)闭合谎回路捉中产雁生的攻总热偿量[答案](1抬)6兄m/离s(2头)1援.1晴m[总结鞋评述]本题脑是电许磁感底应和棕力学暗的综圆合问柜题，眠考查坡的知厘识点当有安欣培力木、摩般擦力佳、力老的平巴衡、军电磁枪感应塘、动螺能定获理、扶电热枝及电锅路等耕．第(1刊)问中叹平衡遥条件宗的应届用．洒第(2迅)问中集动能麻定理滋的应介用，丛是解腔题的挨两个据突破烈点．(2棵01称0·山东桃青岛)相距颤为l＝1m的光蒜滑平辩行金转属