电磁感应中的动力学和能量问题_精品文档PPT文件格式下载.pptx

1、（1）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.（2）求回路中的感应电流的大小和方向.（3）分析导体的受力情况（包括安培力）.（4）列动力学方程或平衡方程求解.2.两种状态处理（1）导体处于平衡状态静止或匀速直线运动状态.处理方法：根据平衡条件合力等于零列式分析.（2）导体处于非平衡状态加速度不为零.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.n典例精析例例1如图1所示，空间存在B0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是水平放置的平行长直导轨，其间距L0.2 m，电阻R0.3 接在导轨一端，ab是跨接在导轨上质量m0.1 kg、电阻r0.1 的导体棒，已知导

2、体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始，对ab棒施加一个大小为F0.45 N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨滑动，过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，求：（g10 m/s2）图1（1）导体棒所能达到的最大速度；解析答案解析答案（2）试定性画出导体棒运动的速度时间图象.解析解析导体棒运动的速度时间图象如图所示.答案答案见解析图总结提升解析答案例例2如图2所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距为0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，

3、当导体ab自由下落0.4 s时，突然闭合开关S，则：图2（1）试说出S接通后，导体ab的运动情况；解析答案（2）导体ab匀速下落的速度是多少？（g取10 m/s2）解析解析设匀速下落的速度为vm，答案答案0.5 m/s解析答案例例3如图3，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（1

4、）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；图3（2）电阻的阻值解析答案总结提升二、电磁感应中的能量问题n知识梳理1.电磁感应现象中的能量守恒电磁感应现象中的“阻碍”是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能.2.电磁感应现象中的能量转化方式3.求解电磁感应现象中能量问题的一般思路（1）确定回路，分清电源和外电路.（2）分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化.如：有滑动摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；克服安培力做功，必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能；如果安培力做正功，就是电能转化为其他形式的能

5、.（3）列有关能量的关系式.n典例精析例例4如图4所示，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.正方形金属框abcd可绕光滑轴OO转动，边长为L，总电阻为R，ab边质量为m，其他三边质量不计，现将abcd拉至水平位置，并由静止释放，经一定时间到达竖直位置，ab边的速度大小为v，则在金属框内产生热量大小等于（）图4C解析答案返回解析答案总结提升例例5如图5，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边

6、界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）图5对点检测自查自纠1（电磁感应中的动力学问题）（多选）用一段横截面半径为r、电阻率为、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R（rR）的圆环圆环竖直向下落入如图6所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B.圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，则（）图6123解析答案解析答案2.（电磁感应中的动力学问题）如图7所示，光滑金属直导轨MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两导轨间的宽度L0.5 m.导轨左端接一阻值R

7、0.5 的电阻.导轨处于磁感应强度大小为B0.4 T，方向竖直向下的匀强磁场中，质量m0.5 kg的导体棒ab垂直于导轨放置.在沿着导轨方向向右的力F作用下，导体棒由静止开始运动，导体棒与导轨始终接触良好并且相互垂直，不计导轨和导体棒的电阻，不计空气阻力，若力F的大小保持不变，且F1.0 N，求：（1）导体棒能达到的最大速度大小vm；图7123解析答案（2）导体棒的速度v5.0 m/s时，导体棒的加速度大小.答案答案1.2 m/s21231233.（电磁感应中的能量问题）如图8所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距L0.5 m，左端接有阻值R0.3 的电阻，一质量m0.1 k

8、g、电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B0.4 T.金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：（1）金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；解析答案图8解析答案123（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；所以v6 m/s撤去外力后金属棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将金属棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于金属棒的动能减少量，有：答案答案1.8 J（3）外力做的功WF.解析解析根据题意，在撤去外力前的焦耳热为Q12Q23.6 J，撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功.金属棒的动能增大，根据动能定理有：EkWFQ1则WFQ1Ek3.6 J1.8 J5.4 J.答案答案5.4 J返回解析答案123本课结束更多精彩内容请登录：