高考物理大一轮复习第十章电磁感应能力课2电磁感应中的动力学和能量问题课件粤教版.ppt

1、能力课2电磁感应中的动力学和能量问题,电磁感应中的动力学问题,1两种状态及处理方法,2.电学对象与力学对象的转换及关系,图1,(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离s3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。,答案(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J,【拓展延伸】 在【模拟示例1】中若两平行金属导轨光滑，两区域中磁场方向均垂直导轨平面向上，其他条件不变。现对金属条ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动。在金属条ab匀速向上运动的过程中，导体棒cd始终能静止在

2、轨道上。求： (1)通过导体棒cd的电流I； (2)金属条ab受到的拉力F的大小； (3)导体棒cd每产生Q10 J的热量，拉力F做的功W。,解析(1)对cd棒受力分析如图所示 根据平衡条件得： BILm2gsin 30 所以I10 A,(2)对ab受力分析如图 则Fm1gsin 30BIL0 代入数据得：F2.5 N,答案(1)10 A(2)2.5 N(3)25 J,用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：,方法技巧,图2,(1)当金属杆的速度为4 m/s时，金属杆的加速度大小； (2)当金属杆沿导轨的位移为6.0 m时，通过

3、金属杆的电荷量。 解析(1)对金属杆ab应用牛顿第二定律有： Fmgsin F安fma fFN FNmgcos ab杆所受安培力大小为：F安BIL ab杆切割磁感线产生的感应电动势为：EBLv,答案(1)4 m/s2(2)3 C,电磁感应中的能量问题,1电磁感应中的能量转化,2求解焦耳热Q的三种方法,3解电磁感应现象中的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求解。,图3,(1)求v1与v2的比值； (2)写出H与h

4、的关系式； (3)若地面离磁场B2的下边界的高度为h，求金属线框下落到地面所产生的热量。(用m、h、g表示),【拓展延伸】 在【模拟示例2】中把正方形金属线框abcd的运动改为“始终做加速度为g的匀加速直线运动，有时需对线框施加竖直方向的外力F，且H2h，线框的电阻为R”。求： (1)当正方形金属线框abcd的bc边恰好进入磁场B2时的竖直外力F； (2)当正方形金属线框abcd从静止开始运动到bc边离开磁场B1，通过线框a点的电荷量Q。,在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及变力做功问题，一般应用能量守恒的方法研究，可不必追究变力作用下运动的细节问题；若涉及恒力或恒定加速度，一般用动力学的观点研

5、究，可以研究运动的细节问题。,反思总结,图4,(1)线框eb边进入磁场中运动时，e、b两点间的电势差Ueb为多少？ (2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少？ (3)若在线框eb边刚进入磁场时，立即给物体P施加一竖直向下的力F，使线框保持进入磁场前的加速度做连续的匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力F做功WF3.6 J，求eb边上产生的焦耳热Qeb为多少？,答案(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J,1(天津理综)如图5所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同

6、，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(),AQ1Q2，q1q2 BQ1Q2，q1q2 CQ1Q2，q1q2 DQ1Q2，q1q2,图5,答案A,2(2016全国卷，24)如图6，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求,图6,(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (