【与名师对话】2014年高考物理总复习 第4讲 电磁感应中的动力学和能量问题课件 新人教版选修3-2.ppt

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1、BlvBIl2．安培力的方向(1)先用确定感应电流方向，再用确定安培力方向．(2)根据楞次定律，安培力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(1)安培力对导体棒运动的两种作用①导体棒由于通电而运动时，安培力是动力．②由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培力为阻力．(2)导体棒两种状态的处理方法①导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件列方程求解．②导体处于非平衡态——加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．二、电磁感应中的能量问题1．能量转化导体切割磁感线或磁通量发生变化

2、，在回路中产生感应电流，这个过程中机械能或其他形式的能转化为．具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为或．因此，电磁感应过程中总是伴随着能量的转化．电能机械能内能2．能量转化的实质：电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化．3．热量的计算：电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为Q＝.I2Rt1.力学对象和电学对象的相互关系t＝0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右做匀加速运动，ab与导轨动摩擦因数μ＝0.2，第4s末，ab杆的速度v＝1m/s，电压表示数U＝0.4V．取重力加速度g＝10m/s2.(1

3、)在第4s末，ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大？(2)若第4s末以后，ab杆做匀速运动，则在匀速运动阶段的拉力为多大？整个过程拉力的最大值为多大？(3)若第4s末以后，拉力的功率保持不变，ab杆能达到的最大速度为多大？[思路启迪]题图中电压表测量的是路端电压，即电阻R两端的电压；第4s末以后，ab杆做匀速运动，第4s末拉力最大，以后拉力变小，受力平衡，其中安培力等于第4s末的安培力；第4s末以后拉力的功率不变，其值等于第4s末的拉力功率，随着速度增加，安培力增大，拉力减小，拉力等于摩擦力和安培力之和时速度达到最大值．(2012·山东潍坊一模

4、理综)如图所示，水平地面上方矩形虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两个闭合线圈Ⅰ和Ⅱ分别用同样的导线绕制而成，其中Ⅰ是边长为L的正方形，Ⅱ是长2L、宽l的矩形．将两线圈从图示位置同时由静止释放．线圈下边进入磁场时，Ⅰ立即做一段时间的匀速运动．已知两线圈在整个运动过程中，下边始终平行于磁场上边界，不计空气阻力．则()A．下边进入磁场时，Ⅱ也立即做一段时间的匀速运动B．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的加速运动C．从下边进入磁场开始的一段时间内，线圈Ⅱ做加速度不断减小的减速运动D．线圈Ⅱ先到达地面[答案]C1.能量转化电磁感应现象中

5、产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(1)其他形式的能转化为电能电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．(2)电能转化为其他形式的能当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量．安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程．安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间转化的量度．2．电能求解的三种主要思路(1)利用克服

6、安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒或功能关系求解；(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．3．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)根据能量守恒定律列式求解．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x＝9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触

7、．求：(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.[思路启迪](1)应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电流的定义式求出通过电阻R的电荷量．(2)棒做匀加速运动→求出撤去外力瞬间棒的速度(动能)→求出撤去外力后产生的焦耳热Q2→由Q1∶Q2＝2∶1求出Q1→由功能关系求出外力做的功WF.(1)产生和维持感应电流的过程就是其他形式的能量转化为感应电流电能的过程．导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后再转化为焦耳热，另

8、一部分用于增加导体的机械能．(2)在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解焦耳热的问题．尤其是变