高考物理电磁感应中的动力学问题和能量问题

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1、电磁感应中的动力学问题和能量问题辅导讲义授课主题法拉第电磁感应中的动力学问题和能量问题教学目的1•了解感生电动势和动生电动势2•能解决电磁感应问题中涉及安培力的动态分析和平衡问题.3•会分析电磁感应问题中的能量转化，并会进行有关计算.4•掌握导轨一杆模型教学重难点能解决电磁感应问题中涉及安培力的动态分析和平衡问题，会分析电磁感应问题中的能量转化，并会进行有关计算.教学内容—V知识回顾X.1.如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比q:§=5:4，原线圈接有交流电流表副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A?,滑动变阻器R等，所有电表都可看成理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯

2、泡L的阻值可视为不变，原线圈接入电压按图（b）所示规律变化的交流电，则下列说法正确的是AA.交流电压表V的读数为32V图5)图（b）B.灯泡L两端电压的有效值为32VC.当滑动变阻器触头P向下滑动时，电压表V的示数增大,电流表厲示数增大D.由图（b）可知交流发电机转子的角速度为lOOsd/s2、如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=O.ls时刻的波形，介质中质点Q此时位移为-0.1m,图乙表示该波传播的介质屮质点P从匸0时起的振动图像，则下列说法正确的是(选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0)A.该波沿x轴负方向传播B.该波的传播速度为20m/sC

3、.再经过丄s质点Q到达平衡位置60D.质点P在任意一个0.05s时间内通过的路程一定为0.2mE.0~0.1s吋间内质点Q通过的路程一定为0.4m3、如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜,ZA=30°,ZB=60°,AB边长为L。一束与BC面成0=30°角的光从BC面中点射入三棱镜，进入三棱镜后折射光线从AB边平行。求：(i)通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光?(ii)求从AB边出射点到A点距离。(1)(5分)ABE(2)(10分)解析：(i)光路图如图。据题意可求出y=30°CA由折射定律在BC面上有：斤=聖啤二爺由临界角的公式sinC=-解得：sinC=—f所以全反射sin3

4、0Pn3的临界角C<60°,光线在AC面上的入射角为60°>C,故光线在AC界面发生全反射，在AC面下方不能观察到折射光线(ii)由几何关系可知在AB边上的入射角为30。，则射111棱镜时的折射角为60。。[来源:gkstk.Com]AAPQ为等腰三角形。ApJsin&O0=且24Ap所以，出射点Q到A点距离Q4=2cos304.如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间/通过的弧长为Z,该弧长对应的圆心角为&弧度.已知万有引力常量为G,则月球的质量是（）A•丽c缶■、嫦娥三号月也二二）'答案c5.为了测量某行星的质量和半径，宇航

5、员记录了登陆舱在该行星表血做圆周运动的周期T,登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧秤称量一个质量为m的祛码读数为N.已知引力常量为G.则下列计算中错误的是（）A.该行星的质量为NT2B•该行星的半径为呼-C.该行星的密度为寿D.该行星的第一宇宙速度为而答案B三、本节知识点讲解感生电动势与动生电动势电子感应加速器自由电荷为什么会运动？电流是怎样产生的？猜想：使电荷运动的力可能是洛伦兹力、静电力、或者是其它力使电荷运动的力难道是变化的磁场对其施加的力吗？麦克斯韦认为：磁场变化时会在周围空间激发一种电场…感生电场，闭合导体中的自由电荷在这种电场下做定向运动，产生感应电流（感生电动势）感生电动势的非静电

6、力是感生电场对电荷的作用力。感生电场的方向类似感应电流方向的判定--楞次定律、安培定则动生电动势导体切割磁感线运动时，磁场没有变化，不能产生感生电场，其感应电动势又是如何产生的？思考与分析：右图所示，导体棒CD在匀强磁场屮运动：①为了方便，我们认为导体棒中的自由电荷为正电荷，那么导体棒中的正电荷所受洛伦兹力的方向如何？正电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？②导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？③导体棒的那端电势比较高？①如果用导线把C、D两端连到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流沿什么方向？此时导体棒会受到安培力作用吗？②此时是什么力与非静电力有关？当导体棒在匀强

7、磁场B中以速度v运动时，导体棒内部的自由电子要受到洛伦兹力作用，在洛仑兹力作用下电子沿导线向D端定向运动，使D端和C端出现了等量异种电荷，D为负极（低电势），C为正极（高电势）则导体CD相当一个电源。动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。洛伦兹力做功吗？能量是怎样转化的呢？洛伦兹力不做功，不提供能量，只是起传递能量的作用。即外力克服洛伦兹力的一个分量所做的功，通过另一个分量转化为感应电流的能量。典型例题：如图所示，两根平行