高考物理大一轮复习 第九章 电磁感应 专题强化十一 电磁感应中的动力学和能量问题课件

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1、专题强化十一电磁感应中的动力学和能量问题第九章电磁感应专题解读1.本专题是动力学观点和能量观点在电磁感应中的综合应用，高考常以计算题的形式命题.2.学好本专题，可以极大培养同学们的分析能力、推理能力和规范表达的能力，针对性的专题强化，可以提升同学们解决电磁感应问题中最难问题的信心.3.用到的知识有：法拉第电磁感应定律、楞次定律、牛顿运动定律、共点力的平衡条件、动能定理、焦耳定律、能量守恒定律等.内容索引命题点一电磁感应中的动力学问题命题点二电磁感应中的动力学和能量问题课时作业1命题点一电磁感应中的动力学问题1.题型简述：感应电流在磁场中受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟

2、力学问题联系在一起.解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、楞次定律)及力学中的有关规律(共点力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定理等).2.两种状态及处理方法状态特征处理方法平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析3.动态分析的基本思路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，如速度、加速度最大值或最小值的条件.具体思路如下：导体受外力运动E＝Blv感应电动势感应电流F＝BIl导体受安培力合力变化加速度变化F合＝ma速度变化临界状态【例1】如图，两条相距l的光滑平行金属导轨

3、位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1＝kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里.某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动.金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计.求：(1)在t＝0到t＝t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；

4、答案解析在金属棒未越过MN之前，ΔΦ＝ΔBS＝kΔtS①E＝②I＝③I＝④联立①②③④式得

5、Δq

6、＝⑤由⑤式得，

7、q

8、＝(2)在时刻t(t>t0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小.答案解析题组阶梯突破1.(多选)如图所示，两根足够长、电阻不计且相距L＝0.2m的平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压U＝4V的小灯泡，两导轨间有一磁感应强度大小B＝5T、方向垂直斜面向上的匀强磁场.今将一根长为L、质量为m＝0.2kg、电阻r＝1.0Ω的金属棒垂直于导轨放置在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.

9、25，已知金属棒下滑到速度稳定时，小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则A.金属棒刚开始运动时的加速度大小为3m/s2B.金属棒刚开始运动时的加速度大小为4m/s2C.金属棒稳定下滑时的速度大小为9.6m/sD.金属棒稳定下滑时的速度大小为4.8m/s金属棒刚开始运动时v0=0，不受安培力作用，mgsinθ－μmgcosθ＝ma，代入数据得a＝4m/s2，故选项A错误，B正确；设金属棒稳定下滑时mgsinθ＝BIL＋μmgcosθ，I＝，E＝BLv，联立解得v＝4.8m/s，故选项C错误，D正确.答案解析√√2.如图，水

10、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.t＝0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μ.重力加速度大小为g.求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；答案(2)电阻的阻值.答案解析（1）F－μmg＝ma①v＝at0②E＝Blv③联立①②③式可得E＝Blt0(－μg)④（2）I＝⑤F安＝BlI⑥F－μmg－F安＝0⑦联立④⑤

11、⑥⑦式得R＝.2命题点二电磁感应中的动力学和能量问题1.题型简述电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功来实现的.安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程；外力克服安培力做功的过程，则是其他形式的能转化为电能的过程.2.解题的一般步骤(1)确定研究对象(导体棒或回路)；(2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化；(3)根据能量守恒定律或功能关系列式求解.3.求解电能应分清两类情况(1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt