人教版高考物理一轮复习 第9章 电磁感应交变电流 课时3 电磁感应中的动力学问题能量问题.ppt

(2)0～15s内匀强磁场的磁感应强度大小B0。答案:(2)0.4T(3)15～20s内磁感应强度随时间的变化规律。变式1:如图所示,MN,PQ为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为L1,处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中,一导体杆ef垂直于MN,PQ放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内,两顶点a,b通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态,不计其余电阻和细导线对a,b点的作用力。(1)通过ab边的电流Iab是多大?(2)导体杆ef的运动速度v是多大?考点二电磁感应中的能量问题分析1.电磁感应中的能量转化闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,感应电流在磁场中受安培力。外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,感应电流通过电阻发热,使电能转化为其他形式的能。2.实质电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的能和电能之间的转化。3.用能量观点解决电磁感应问题的基本思路[典例2]如图所示,虚线框a′b′c′d′内为一矩形匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面,实线框abcd是一长方形导线框,ab=2bc,a′b′边与ab平行,若将导线框匀速地拉离磁场区域,以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功,W2表示以同样速率沿平行于bc的方向拉出过程中外力所做的功,则()A.W1=W2 B.W2=2W1C.W1=2W2 D.W2=4W1答案:B变式2:小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05Ω的电阻。在导轨间长d=0.56m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0T。质量m=4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;答案:(1)2.4m/s(2)48N(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q。答案:(3)64J26.88J课堂训练1.(电磁感应中的动力学问题)(多选)如图所示,MN,PQ是与水平面成θ角的两条平行光滑且足够长的金属轨道,其电阻忽略不计。空间存在着垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。导体棒ab,cd垂直于轨道放置,且与轨道接触良好,每根导体棒的质量均为m,电阻均为r,轨道宽度为L,与轨道平行的绝缘细线一端固定,另一端与ab棒中点连接,细线承受的最大拉力FTm=2mgsinθ。今将cd棒由静止释放,则细线被拉断时,cd棒的()AD(1)测U时,a点连接的是电压表的“正极”还是“负极”?解析:(1)由右手定则可知A是电源正极,所以a点接的是电压表的正极。答案:(1)正极(2)求此时铝块的速度大小。答案:(2)2m/s(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。答案:(3)0.5J3.(电磁感应中的能量问题)如图所示,两根足够长的光滑平行直导轨MN,PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M,P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。(1)求ab杆下滑的最大速度vmax;(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电荷量q。真题试做BC︱高中总复习︱一轮·物理︱高中总复习︱一轮·物理课时3电磁感应中的动力学问题、能量问题基础梳理一、电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小BIlBIv2.安培力的方向(1)先用判定感应电流方向,再用判定安培力方向。(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向。右手定则左手定则相反二、电磁感应中的能量转化1.过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程。(2)感应电流