第3节电磁感应定律的应用.pptx

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1、第九章电磁感应第4节电磁感应中的能量问题莆田四中程文耿安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下：其他形式的能电能焦耳热或其他形式的能电流做功典例1.如图所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个匝数n＝10匝的圆形线圈，其总电阻R＝3.14Ω、总质量m＝0.4kg、半径r＝0.4m。如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑。现在将线圈静止放在斜面上后。在线圈的水平直径以下的区域中，加上垂直斜面方向、磁感应强度大小按如下图所示规律变化的磁场(最大静摩擦力等于滑动摩擦力

2、，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)，求：(1)刚加上磁场时线圈中的感应电流大小I(2)从加上磁场开始到线圈刚要运动的过程，线圈中产生的热量Q。典例2.如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电

3、阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小vm；(3)整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热.拓展1.若棒接入电路的电阻为r，求以上各物理量的大小？拓展2.若匀强磁场由垂直斜面向上变为竖直向上，求以上各物理量的大小？若匀强磁场由垂直斜面向上变为垂直斜面向下，求以上各物理量的大小如何变化？拓展3.求整个运动过程中，通过导体棒的电荷量q？拓展4.若去掉绝缘涂层后，导体棒从顶端开始下滑到匀速阶段，通过导体棒的电荷量为q’,求金属棒下滑的位移x以及电阻R

4、产生的焦耳热？典例3．如图甲所示，电阻不计且间距L＝1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m＝0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知杆ab进入磁场时的速度v0＝1m/s，下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示，g取10m/s2，则(　)A.匀强磁场的磁感应强度为1TB.杆ab下落0.3m时金属杆的速度为1m/sC.杆ab下落0.3m的过程中R上

5、产生的热量为0.2JD.杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C总结提升作业1．如图所示，平行金属框架竖直放置在绝缘地面上．框架上端接有一电容为C的电容器．框架上一质量为m、长为L的金属棒平行于地面放置，离地面的高度为h．磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直．现将金属棒由静止开始释放，金属棒下滑过程中与框架接触良好且无摩擦．开始时电容器不带电，不计各处电阻．求：(1)金属棒落地时的速度大小(2)金属棒从静止释放到落到地面的时间(3)整个运动过程中，克服安培力做的功作业2．如图，两根相距L=0.4m、

6、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T．一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变．求：（1）电路中的电流；（2）金属棒在x=2m处的速度；（3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小；（4）金属棒从x=0运动到x=2

7、m过程中外力的平均功率．