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《专题8 电磁感应现象中的动力 学动量和能量问题课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题8电磁感应现象中的动力学、动量和能量问题知识梳理考点自诊一、两种状态及处理方法知识梳理考点自诊二、电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小2.安培力的方向(1)先用右手定则判定感应电流方向,再用左手定则判定安培力方向。(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。知识梳理考点自诊三、电磁感应现象中的能量问题1.能量的转化感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将机械能转化为电能,电流做功再将电能转化为内能或其他形式的能。2.实质电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的
2、能和电能之间的转化。知识梳理考点自诊3.电磁感应现象中能量的三种计算方法知识梳理考点自诊1.金属棒ab静止在倾角为α的平行导轨上,导轨上端有导线相连,垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B0,方向如图所示。从t=0时刻开始,B0均匀增加,到t=t1时,金属棒开始运动。则在0~t1这段时间内,金属棒受到的摩擦力将()A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大答案解析解析关闭由楞次定律可判知,导体棒中有从a→b的感应电流,由左手定则可知,安培力方向沿斜面向上。由于B0均匀增加,感应电流恒
3、定,由公式F=BIl知安培力逐渐增大,而棒所受摩擦力初始状态时沿斜面向上,故摩擦力先减小到零又反方向增大。故选项D正确。答案解析关闭D知识梳理考点自诊2.(多选)(2017·四川成都模拟)如图所示,水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上。就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较,这个过程()A.安培力对ab棒所做的功不相等B.电流所做的功相等C.产生的总内能相等D.通过ab棒的电荷量相等答案解析解析关闭答
4、案解析关闭命题点一命题点二命题点三电磁感应中的动力学问题电学对象与力学对象的转换及关系命题点一命题点二命题点三例1(2016·全国卷Ⅰ)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面
5、间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求:(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)金属棒运动速度的大小。命题点一命题点二命题点三解析:(1)设导线的张力的大小为FT,右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为FN2。对于ab棒,由力的平衡条件得2mgsinθ=μFN1+FT+F①FN1=2mgcosθ②对于cd棒,同理有mgsinθ+μFN2=FT③FN2=mgcosθ④联立①②③④式得F=mg(sinθ-3
6、μcosθ)⑤命题点一命题点二命题点三(2)由安培力公式得F=BIL⑥这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为ε=BLv⑦命题点一命题点二命题点三思维点拨(1)金属棒ab匀速下滑切割磁感线相当于电源吗?它受不受安培力的作用?(2)cd棒受到哪些力的作用?提示:相当于电源,构成闭合回路,受到安培力的作用。提示:重力(竖直向下)、斜面的支持力(垂直斜面向上)、软导线的拉力(沿斜面向上)、斜面的摩擦力(沿斜面向下)。命题点一命题点二命题点三用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感
7、应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”,具体思路如下:命题点一命题点二命题点三即学即练1.(2016·全国卷Ⅱ)如图,水平面(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
8、运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值。命题点一命题点二命题点三解析:(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得ma=F-μmg①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有v=at0②当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为E=Blv③命题点一命题点二命题点三(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I,根据欧姆定律式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为f=BlI⑥因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律
