高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修

上传人:bin****86 文档编号:61636184 上传时间:2018-12-07 格式:PPT 页数:30 大小:625.50KB
返回 下载 相关 举报
高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修_第1页
第1页 / 共30页
高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修_第2页
第2页 / 共30页
高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修_第3页
第3页 / 共30页
高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修_第4页
第4页 / 共30页
高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修_第5页
第5页 / 共30页
点击查看更多>>
资源描述

《高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第四章 电磁感应 习题课电磁感应中的动力学及能量问题课件 新人教版选修(30页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章 电磁感应,习题课:电磁感应中的动力学及能量问题,内容索引,题型探究,达标检测,题型探究,1,一、电磁感应中的动力学问题 1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力作用,所以电磁感应问题往往与力学问题联系在一起,处理此类问题的基本方法是: (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向. (2)求回路中的感应电流的大小和方向. (3)分析研究导体受力情况(包括安培力). (4)列动力学方程或平衡方程求解.,2.两种状态处理 (1)导体处于平衡状态静止或匀速直线运动状态. 处理方法:根据平衡条件合力等于零列式分析. (2)导体处于非平衡状态加速度不为零. 处理方法:根据

2、牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析.,例1 如图1甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻,一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.,图1,图1,(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;,解析,答案,见解析图,如图所示,ab杆受重力mg,竖直向下;支持力FN,垂直于斜面向上;安培力F安

3、,沿斜面向上.,图1,(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;,解析,答案,当ab杆的速度大小为v时,感应电动势EBLv,,根据牛顿第二定律,有mgsin F安ma,图1,(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.,解析,答案,电磁感应现象中涉及到具有收尾速度的力学问题时,关键是做好受力情况和运动情况的动态分析:,周而复始地循环,达到最终状态时,加速度等于零,导体达到稳定运动状态,即平衡状态,根据平衡条件建立方程,所求解的收尾速度也是导体运动的最大速度.,针对训练1 (多选)如图2所示,MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨,已知

4、导轨足够长,且电阻不计.ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆.开始时,将开关S断开,让杆ab由静止开始自由下落,一段时间后,再将S闭合,若从S闭合开始计时,则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是,图2,图2,答案,解析,设ab杆的有效长度为l,S闭合时,,二、电磁感应中的能量问题 1.电磁感应中能量的转化 电磁感应过程实质是不同形式的能量相互转化的过程,其能量转化方式为:,2.求解电磁感应现象中能量问题的一般思路 (1)确定回路,分清电源和外电路. (2)分析清楚有哪些力做功,明确有哪些形式的能量发生了转化.如: 有滑动摩擦力做功,必有内能产生; 有重力做功,重力势能必然发

5、生变化; 克服安培力做功,必然有其他形式的能转化为电能,并且克服安培力做多少功,就产生多少电能;如果安培力做正功,就是电能转化为其他形式的能. (3)列有关能量的关系式.,例2 如图3所示,足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置,所在平面的倾角37,导轨间的距离L1.0 m,下端连接R1.6 的电阻,导轨电阻不计,所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B1.0 T.质量m0.5 kg、电阻r0.4 的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿导轨平面且垂直于金属棒、大小为F5.0 N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行,当金属棒滑行s2.8 m后速度保持不变.求:(sin 370.6,co

6、s 370.8,g10 m/s2),图3,(1)金属棒匀速运动时的速度大小v;,图3,4 m/s,解析,答案,由平衡条件有Fmgsin BIL 代入数据解得v4 m/s.,(2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量QR.,图3,1.28 J,解析,答案,设整个电路中产生的热量为Q,由能量守恒定律有,A.撤去外力后,ab做匀减速运动 B.合力对ab做的功为Fx C.R上释放的热量为 D.R上释放的热量为Fx,针对训练2 水平放置的光滑平行导轨上放置一根长为L、质量为m的导体棒ab,ab处在磁感应强度大小为B、方向如图4所示的匀强磁场中,导轨的一端接一阻值为R的电阻,导轨及导体

7、棒电阻不计.现使ab在水平恒力F作用下由静止沿垂直于磁场的方向运动,当通过的位移为x时,ab达到最大速度vm.此时撤去外力,最后ab静止在导轨上.在ab运动的整个过程中,下列说法正确的是,图4,答案,解析,F安随v的变化而变化,故导体棒做加速度变化的变速运动,A错; 对整个过程由动能定理得W合Ek0,B错; 由能量守恒定律知,恒力F做的功等于整个回路产生的电能,电能又转化为R上释放的热量,即QFx,C错,D正确.,2,达标检测,A.导体棒ef的加速度可能大于g B.导体棒ef的加速度一定小于g C.导体棒ef最终的速度随S闭合时刻的不同而不同 D.导体棒ef的机械能与回路内产生的热量之和一定守

8、恒,1.(多选)如图5所示,不计电阻的平行金属导轨ab、cd竖直放置,上端接有电阻R,ef是一根电阻不计的水平放置的导体棒,质量为m,棒的两端分别与ab、cd保持良好接触,且能沿导轨无摩擦下滑,整个装置放在与导轨垂直的匀强磁场中,当导体棒ef由静止下滑一段时间后闭合开关S,则S闭合后,答案,解析,图5,1,2,3,开关S闭合前,导体棒只受重力而加速下滑.闭合开关时有一定的初速度v0,若此时F安mg,则F安mgma.若F安mg,则mgF安ma,F安不确定,故加速度的大小也不确定,选项A正确,选项B错误; 无论闭合开关时初速度为多大,导体棒最终所受的安培力和重力都平衡,故选项C错误; 根据能量守恒

9、定律可知,选项D正确.,1,2,3,A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生 的焦耳热,2. (多选)如图6所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻可以忽略不计的金属棒ab,在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,且上升的高度为h,在这一过程中,图6,答案,解析,1,2,3,金属棒匀速上滑的过程中

10、,对金属棒受力分析可知,有三个力对金属棒做功,恒力F做正功,重力做负功,安培力阻碍相对运动,沿斜面向下,做负功.匀速运动时,所受合力为零,故合力做功为零,A正确; 克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为电路中的电能,电能又等于R上产生的焦耳热,故外力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热,D正确.,1,2,3,3.如图7所示,空间存在B0.5 T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是水平放置的平行长直导轨,其间距L0.2 m,电阻R0.3 接在导轨一端,ab是跨接在导轨上质量m0.1 kg、电阻r0.1 的导体棒,已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为0.2.从零时刻开始,对ab棒施加一个大小为F0.45 N、方向水平向左的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨滑动,该过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,求:,图7,1,2,3,(1)导体棒所能达到的最大速度;,10 m/s,答案,解析,图7,1,2,3,导体棒受到的安培力F安BIL 导体棒运动过程中受到拉力F、安培力F安和摩擦力Ff的作用,根据牛顿第二定律:FmgF安ma,由上式可以看出,随着速度的增大,安培力增大,加速度a减小,,1,2,3,(2)试定性画出导体棒运动的速度时间图象.,答案,图7,见解析图,解析,导体棒运动的速度时间图象如图所示.,1,2,3,

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 行业资料 > 教育/培训

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号