电磁感应规律的综合应用（二）（动力学和能量）ppt课件.ppt

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1、电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量)知识点一　电磁感应现像中的动力学问题[记一记]1．安培力的大小F＝2．安培力的方向(1)先用判定感应电流方向，再用判定安培力方向。(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。BIl右手定则左手定则相反[试一试]1．如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。ac之间连接一阻值为R的电阻，ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B。当施外力使

2、杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为()【答案】A知识点二　电磁感应现像中的能量问题[记一记]1．电磁感应现像的实质是的能和之间的转化。2．感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为，电流做功再将转化为其他形式的能。3．电流做功产生的热量与做功相等。其他形式电能电能电能安培力[试一试]2．判断下列说法的正误，对的打“√”，错的打“×”。(1)在电路中，安培力做功，电能转化为其他形式的能。()(2)在电路中，安培力做正功，电能完全转化为电路的内能。()(3)在电路中，电流做功，电能转化为其他形式的能。()(4)电路中的电能

3、增加，外力一定克服安培力做了功。()【答案】(1)√(2)×(3)√(4)√导体棒的动力学分析电磁感应现像中产生的感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况。1．导体的两种运动状态(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态。(2)导体的非平衡状态——加速度不为零。2．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。3．导体的运动分析流程【例1】如图所示，间距l＝0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内。在水平面a1b1b2a2区域内和倾角θ＝37°的斜面c1b1b2c2区域内分

4、别有磁感应强度B1＝0.4T、方向竖直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R＝0.3Ω、质量m1＝0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05kg的小环。已知小环以a＝6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)小环所受摩

5、擦力的大小；(2)Q杆所受拉力的瞬时功率。【解题探究】(1)请判断导体杆Q中的电流方向。【提示】导体杆Q沿导轨向下匀速切割磁感线，由右手定则可以判断其电流方向由内向外。(2)请画出该电路的等效电路图。【提示】(3)请画出小环、导体杆K、导体杆Q的受力分析图。【提示】设流过K的电流为I【自主解答】__________________________________________________________________________________________________________【解析】(1)以小环为研究对像，由牛顿第二定律m2g－F

6、f＝m2a代入数据得Ff＝0.2N。(2)设流过杆K的电流为I，由平衡条件得Ff＝IlB1对杆Q，根据并联电路特点以及平衡条件得2IlB2＝F＋m1gsinθ由法拉第电磁感应定律的推论得E＝B2lv【答案】(1)0.2N(2)2W【总结提升】用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：(1)先进行“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；(2)再进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；(3)然后是“力”的分析——分析研

7、究对像(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；(4)接着进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型。变式训练1(2013·重庆理综)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验，其装置如图所示。在该实验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L。(1)判断铜条

8、所受安培力的方向，G1和G2哪个大？(2)求铜条匀速