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1、电磁感应中的力与能量问题电磁感应中的力与能量问题江苏省泗阳中学江苏省泗阳中学 高传连高传连1考纲要求53电电磁感应现应现 象54感应电应电 流的产产生条件55法拉第电电磁感应应定律 楞次定律限于导线导线 方向与磁场场方向、 运动动方向垂直的情况；有关反 电动势电动势 的计计算不作要求 56互感 自感2楞次定律感应电流具有这样的方向， 总要 阻碍引起感应电流的 。 右手定则导体切割磁感线感应电流的磁场 磁通量的变化 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电 路的磁通量的变化率成正比,即E=n （/t） 一、知识回顾：磁场变化引起：E=n（/t）S导体切割磁感线引起：E=Blvsin1、感应电流的方向
2、2、法拉第电磁感应定律32010年2009年2008年感应电应电 流 的产产 生和 方向山东东卷21浙江卷17，宁夏卷19宁夏卷16，海南卷10电电磁感应应 定律 、自 感广东东卷16，全国卷 17，江苏卷2， 上海卷19，江苏卷 4，北京卷19，湖 南卷21等重庆庆卷20，山东东卷21 ，安徽卷20等江苏卷8，广东卷18 ，上海卷10，北 京卷22等电电磁感应应 综综合全国卷18，安徽卷 20，福建卷21，四 川卷20，天津卷11 ，江苏卷13，重 庆庆卷23，上海卷 32等天津卷4，江苏卷15， 广东东卷18，福建卷 18，上海卷24，全 国卷24，北京卷 23等全国卷22，上海卷 24，
3、山东东卷22， 江苏卷144E EI IF F安安a av vF F合合电磁学规律力学规律 电磁学中的有关规律， 如楞次定律、法拉第电 磁感应定律、闭合电路 欧姆定律、左手定则、 右手定则、安培力的计 算公式等力学中的有关规律，如 物体的平衡条件、牛顿 运动定律、功与功率的 概念、动能定理、能量 守恒定律等二、基本思路“法 ”“欧 ”“安”“楞”“牛”5水平面上两根足够长的金属导轨 MNPQ平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻 值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m、电阻为r 的金属棒ab，整个装置处于磁感应强度大小为B的 匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下，如图所 示。金属棒ab始终与导
4、轨接触良好且垂直，不计导 轨电阻及一切摩擦。 开始时磁感强度为B0 ，且MabP构成边长为l的正方 形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量 为k（ k 0），若保持棒静止，求t=t1秒时需加的垂 直于棒的水平拉力为多大？6开始时磁感强度为B0 ，且MabP构成边长为l的正方 形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量 为k （ k 0），若保持棒静止， 求t=t1秒末时需加 的垂直于棒的水平拉力为多大？感应电动势t=t1秒时，感应电流由平衡条件：FAFRrlmB7现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止 沿导轨向右做直线运动。求： 金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？ 当
5、金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度， 此过程电阻R上产生焦耳热Q1为多大？ 由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量q1 为多大？RrlmBRrlm8FA棒的速度稳定时，对棒由平衡条件得：现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿 导轨向右做直线运动。求： 金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？静止匀速直线运动匀加速（匀减速）直线运动小结：中学阶段常见的几种稳定状态有：； ； 。vtv1t1RrlmB9对棒由静止达v1过程中列动能定理：现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止 沿导轨向右做直线运动。求： 当金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度， 此过程电阻R上产生焦
6、耳热Q1为多大？小结：功能分析：求能量守恒定律或 动能定理 强调：安培力做负功，将其它形式能量转化为 。系统的电能RrlmBFA10 现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静 止沿导轨向右做直线运动。求： 由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量 q1为多大？小结：电量分析：求 sRrlmBs11思考： 当改变恒力的大小时，相对应的匀速运动 速度v也会改变，若棒与导轨间不光滑，有摩擦， 你能大致地画出v-F的关系图吗？直线的横截距表示金属棒ab受到的滑动摩擦力f ，由截距可求 得滑动摩擦力f （或动摩擦因数为）FAf由v-F的关系图线的横截距可求得什么物理量？ fRrlmB12思考：
7、若外力的功率恒定为P，金属棒 ab达到的稳定速度v2为多大？速度稳定时对棒由平衡条件：FARrlmB13反过来若题中给出 F=kt+C 的图线FARrlmB思考： 若在外力作用下，金属棒ab由静止开始 以加速度a作匀加速直线运动，并开始计时。求t 秒末外力的功率P为多大？ 可知截距表示什么？ 14(3) 若当金属棒ab运动到某位置x0时撤去外力，并以 P为坐标原点O，PQ方向为x轴正方向建立坐标系 。设法让金属棒从x0处以v0的初速度沿x轴负方向 做加速度大小为a的匀减速直线运动，运动中金属 棒仅受安培力作用，且aMPb部分的总电阻随金属 棒的位置而变化。求： 金属棒ab运动s时回路产生的焦耳
8、热Q； 导轨中aMPb部分的总电阻Rz随金属棒ab的位置x 变化的函数关系； 金属棒ab沿x轴负方向运动时间t过程中通过ab的 电量q。rlmBa匀减速直线运动15金属棒仅受安培力作用，其大小FAma， 回路产生的焦耳热等于克服安培力做的功，QFAs= masrlmBFAa而：由于棒做匀减速运动动，16“会聚式网络建构”电磁感应问题水平单棒（2）外力为恒力F（2）外力的功率恒定为P（3）外力均匀变化，以a作匀加速（4）撤去外力以a匀减速（1）保持静止而磁场变化2009上海242010上海322000上海232004上海232007上海23本节课以水平放置在 “ ”导轨上的单棒为 研究对象，讨论了静止、变加速、匀加速、匀减速 过程中力与能量问题。 17其实不管电磁感应的题目类型怎么多、综合性 怎么强、与前面的知识联系怎么多，也不管是分析 力与运动关系问题，还是分析功能关系问题，解决 问题关键：有两点值得强调： (1)a、v、s的变化过 程分析 ；(2)最终稳定状态分析。18谢谢！请批评指正！19
