2012届高考物理考点重点电磁感应中的动力学问题复习

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1、2012届高考物理考点重点电磁感应中的动力学问题复习第四时电磁感应中的动力学问题【教学要求】1．掌握电磁感应中的动力学问题的分析方法；2、学会运用力学规律解决电磁感应问题。【知识再现】电磁感应中通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起这类问题覆盖面广，题型也多种多样，但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条等，基本方法是：确定电（E，r）→感应电流→运动导体所受的安培力→合外力→a的变化情况→运动状态的分析→临界状态（a=0时，v

2、→ax等）。对于含容电路：、U→Q→It→Ft→△v。注意：（1）电磁感应中的动态分析，是处理电磁感应问题的关键，要学会从动态分析的过程中选择是从动力学方面，还是从能量方面解决问题．（2）在分析运动导体的受力时，常画出平面示意图和物体受力图．类型一平衡问题【例1】（上海普陀区08届高三年级期末调研试卷）如图所示，质量位、电阻为R、边长为L的等边三角形AD，在A处用细线悬挂于点，垂直于AD施加一个垂直纸面向里的匀强磁场。当磁感应强度按规律B＝t（为常数）增强并且正好增大为B0时，D边安培力是___________，细线上的拉力为_

3、__________。导示：根据法拉第电磁感应定律得E=△ф/△t=△B•s/△t=3L3B04R容易分析三角形的三条边受安培力大小相等，合力为0；对线框整体分析，绳上的拉力FT=g。类型二单金属杆问题【例2】在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器原不带电。设导体棒、导轨和直流电的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab的最终运

4、动状态是（）A．三种情形下导体棒ab最终均做匀速运动B．甲、丙中，ab棒最终将以不同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止．甲、丙中，ab棒最终将以相同的速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止D．三种情形下导体棒ab最终均静止导示：选择B。在甲中ab棒运动产生感应电动势对电容器充电，回路中产生感应电流，ab棒受到安培力作用，作减速运动，当电容器两端的电压等于ab棒两端的电压时，不再充、放电，回路中无电流，ab棒作匀速运动。在乙中，ab棒运动产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab棒受到安培力作用，作减速运动，直到速度为0。在丙中，

5、电为ab棒供电，开始向右运动，ab棒运动产生感应电流方向与原电流同向，ab棒受到安培力作用，作减速运动，减速到速度为0后，受安培力作用，向左加速。当ab棒产生的感应电动势与电电动势相等时，ab棒中无电流，不再受力作匀速运动。类型三线框运动问题【例3】（江苏省沛县中学08届高三第四次月考）如图，光滑斜面的倾角=30°，在斜面上放置一矩形线框abd，ab边的边长l1=l，b边的边长l2=06，线框的质量=1g，电阻R=01Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量=2g，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度

6、B=0T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=114，（取g=10/s2），求：（1）线框进入磁场前重物的加速度；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）ab边由静止开始运动到gh线处所用的时间t；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热。导示：（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物受到重力和拉力FT。对线框，由牛顿第二定律得FT–gsinα=a联立解得线框进入磁场前重物的加速度=/s2（2）因为

7、线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，所以重物受力平衡g=FT′，线框abd受力平衡FT′=gsinα+FAab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v；形成的感应电流受到的安培力联立上述各式得，g=gsinα+代入数据解得v=6/s（3）线框abd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动。进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a=/s2该阶段运动时间为进磁场过程中匀速运动时间线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a=/

8、s2；解得：t3=12s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=2s（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=6/s+×12/s=12/s整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2=（g–gsinθ）l2=9【点评】本题考查的知识点