高考物理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市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PP.pptx

高考模拟演练,能力课,2,电磁感应中动力学和能量问题,1/42,电磁感应中动力学问题,1,两种状态及处理方法,状态,特征,处理方法,平衡态,加速度为零,依据平衡条件列式分析,非平衡态,加速度不为零,依据牛顿第二定律进行动态分析或结合功效关系进行分析,2/42,2.,电学对象与力学对象转换及关系,3/42,4/42,图,1,(1),cd,下滑过程中，,ab,中电流方向；,(2),ab,刚要向上滑动时，,cd,速度,v,多大；,(3),从,cd,开始下滑到,ab,刚要向上滑动过程中，,cd,滑动距离,s,3.8 m,，此过程中,ab,上产生热量,Q,是多少。,5/42,6/42,答案,(1),由a,流向,b,(2)5 m/s,(3)1.3 J,7/42,【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，其它条件不变。现对金属条,ab,施加平行于轨道向上拉力，使之匀速向上运动。在金属条,ab,匀速向上运动过程中，导体棒,cd,一直能静止在轨道上。求：,(1),经过导体棒,cd,电流,I,；,(2),金属条,ab,受到拉力,F,大小；,(3),导体棒,cd,每产生,Q,10 J,热量，拉力,F,做功,W,。,8/42,解析,(1),对,cd,棒受力分析如图所表示,依据平衡条件得：,BIL,m,2,g,sin 30,所以,I,10 A,9/42,(2),对,ab,受力分析如图,则,F,m,1,g,sin 30,BIL,0,代入数据得：,F,2.5 N,10/42,答案,(1)10 A,(2)2.5 N,(3)25 J,11/42,用,“,四步法,”,分析电磁感应中动力学问题,处理电磁感应中动力学问题普通思绪是,“,先电后力,”,，详细思绪以下：,方法技巧,12/42,图,2,13/42,(1),当金属杆速度为,4 m/s,时，金属杆加速度大小；,(2),当金属杆沿导轨位移为,6.0 m,时，经过金属杆电荷量。,解析,(1),对金属杆,ab,应用牛顿第二定律有：,F,mg,sin,F,安,f,ma,f,F,N,F,N,mg,cosab,杆所受安培力大小为：,F,安,BIL,ab,杆切割磁感线产生感应电动势为：,E,BL,v,14/42,15/42,答案,(1)4 m/s,2,(2)3 C,16/42,电磁感应中能量问题,1,电磁感应中能量转化,17/42,2,求解焦耳热,Q,三种方法,18/42,3,解电磁感应现象中能量问题普通步骤,(1),在电磁感应中，切割磁感线导体或磁通量发生改变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，就能够知道有哪些形式能量发生了相互转化。,(3),依据能量守恒列方程求解。,19/42,20/42,图,3,(1),求,v,1,与,v,2,比值；,(2),写出,H,与,h,关系式；,(3),若地面离磁场,B,2,下边界高度为,h,，求金属线框下落到地面所产生热量。,(,用,m,、,h,、,g,表示,),21/42,22/42,23/42,【拓展延伸】,在,【模拟示例,2,】,中把正方形金属线框,abcd,运动改为,“,一直做加速度为,g,匀加速直线运动，有时需对线框施加竖直方向外力,F,，且,H,2,h,，线框电阻为,R,”,。求：,(1),当正方形金属线框,abcd,bc,边恰好进入磁场,B,2,时竖直外力,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,B,1,，经过线框,a,点电荷量,Q,。,24/42,25/42,在较复杂电磁感应现象中，经常包括变力做功问题，普通应用能量守恒方法研究，可无须追究变力作用下运动细节问题；若包括恒力或恒定加速度，普通用动力学观点研究，能够研究运动细节问题。,反思总结,26/42,27/42,图,4,28/42,(1),线框,eb,边进入磁场中运动时，,e,、,b,两点间电势差,U,eb,为多少？,(2),线框匀速穿过磁场区域过程中产生焦耳热,Q,为多少？,(3),若在线框,eb,边刚进入磁场时，马上给物体,P,施加一竖直向下力,F,，使线框保持进入磁场前加速度做连续匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力,F,做功,W,F,3.6 J,，求,eb,边上产生焦耳热,Qeb,为多少？,29/42,30/42,答案,(1)1.2 V,(2)3.2 J,(3)0.9 J,31/42,1,(,天津理综,),如图,5,所表示，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,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，方向均垂直于,MN,。第一次,ab,边平行,MN,进入磁场，线框上产生热量为,Q,1,，经过线框导体横截面电荷量为,q,1,；第二次,bc,边平行,MN,进入磁场，线框上产生热量为,Q,2,，经过线框导体横截面电荷量为,q,2,，则,(,),32/42,A,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,B,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,C,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,D,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,图,5,33/42,答案,A,34/42,2,(,全国卷,，,24),如图,6,，水平面,(,纸面,),内间距为,l,平行金属导轨间接一电阻，质量为,m,、长度为,l,金属杆置于导轨上，,t,0,时，金属杆在水平向右、大小为,F,恒定拉力作用下由静止开始运动，,t,0,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匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨电阻均忽略不计，二者一直保持垂直且接触良好，二者之间动摩擦因数为,。重力加速度大小为,g,。求,35/42,图,6,(1),金属杆在磁场中运动时产生电动势大小；,(2),电阻阻值。,36/42,37/42,38/42,图,7,39/42,(1),金属棒中产生感应电动势最大值,E,m,；,(2),金属棒下滑过程中电阻,R,上产生热量,Q,；,(3),金属棒能否经过圆形轨道最高点,D,？若能经过，求在此点时金属棒对轨道压力。,40/42,41/42,42/42,