高考物理第九章第四单元电磁感应规律的综合应用二动力学和能量课时训练营教学课件

BlvBIlEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．安培力的方向判断右手左手相反Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.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

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

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_______或_____．因

此，电磁感应过程中总是伴随着能量转化．机械能内能Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为Q＝_____.3．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．(2)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．(3)根据能量守恒列方程分析求解．I2RtEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.【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，这种关系不受其他任何条件的影响．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.电磁感应中的动力学问题1．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．(2)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，达到稳定状态，最后做匀速直线运动．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．解题步骤(1)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．(2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大小．(3)分析研究导体受力情况，特别要注意安培力方向的确定．(4)列出动力学方程或平衡方程求解．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.3．两种状态处理：(1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件——合外力等于零，列式分析．(2)导体处于非平衡态——加速度不为零．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．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.4．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．(2)基本思路是：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：CEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.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培力作用．因此要维持感应电流存在，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“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．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：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.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．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．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产生的电能；(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：AEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.题型一 电磁感应中的动力学问题 Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.时间t(s)00.10.20.30.40.50.6上滑距离(m)00.050.150.350.701.051.40(1)ab棒的最终速度是多少？(2)所加磁场的磁感应强度B为多大？(3)当v＝2m/s时，金属棒的加速度为多大？Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：ABEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.题型二 电磁感应中的能量问题(2019年山东烟台高三检测)如图所示，在高度差h＝0.50m的平行虚线范围内，有磁感应强度B＝0.50T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m＝0.10kg、边长L＝0.50m、电阻R＝0.50Ω，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“Ⅰ”时，cd边跟磁场下边缘有一段距离．Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.现有一竖直向上的恒力F＝4.0N向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区域，最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动过程中保持在竖直平面内，且cd边保持水平．设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动(g取10m/s2)．求：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.【答案】(1)9.6m(2)42.4J3.0JEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．(2019年安徽)如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距磁场上界面h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，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ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Q1、Q2，不计空气阻力，则()Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：DEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：BCEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．有一矩形线圈A在竖直平面内，从静止开始下落，如图所示，磁场B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上边尚未进入匀强磁场B的过程中，线圈A不可能作()A．匀速下落B．加速下落C．减速下落D．匀减速下落答案：DEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：ACEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.答案：(1)0.2T(2)10m/sEvaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.1．(2019年江苏)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R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，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，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：Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.(1)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v；(3)流经电流表电流的最大值Im.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfile.Copyright2019-2019AsposePtyLtd.2．(2019年上海)如图，宽度L＝0.5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B＝0.4T，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m＝0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架