《高考物理一轮总复习 第九章 电磁感应 第4节（课时3）电磁感应中的动力学和能量问题：电磁感应中的能量问题课件 鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮总复习 第九章 电磁感应 第4节（课时3）电磁感应中的动力学和能量问题：电磁感应中的能量问题课件 鲁科版（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热点突破热点突破：电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题1.热点透析热点透析2.典例剖析典例剖析3.规律方法规律方法4.跟踪训练跟踪训练第九章第九章 电磁感应电磁感应5.真题演练真题演练一、热点透析一、热点透析1.热点透析热点透析1.电磁感应中的安培力做功涉及的能量转化电磁感应中的安培力做功涉及的能量转化2.求解焦耳热求解焦耳热Q的三种方法的三种方法 3解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤(1)确定研究对象确定研究对象(导体棒或回路导体棒或回路)；(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向向
2、;(3)画出等效电路，求出回路消耗电功率的表达式；画出等效电路，求出回路消耗电功率的表达式；(4)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互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；转化；(5)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的关系式改变与回路中电功率的改变所满足的关系式.二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例2】(2015天天津津理理综综，11)如如图图,“凸凸”字字形形硬硬质质金金属属线线框框质质量量为为m,相相邻邻各各边边互互相相垂垂直直,且且处处于于同同
3、一一竖竖直直平平面面内内,ab边边长长为为l,cd边边长长为为2l,ab与与cd平平行行,间间距距为为2l。匀匀强强磁磁场场区区域域的的上上下下边边界界均均水水平平,磁磁场场方方向向垂垂直直于于线线框框所所在在平平面面。开开始始时时,cd边边到到磁磁场场上上边边界界的的距距离离为为2l,线线框框由由静静止止释释放放,从从cd边边进进入入磁磁场场直直到到ef、pq边边进进入入磁磁场场前前,线线框框做做匀匀速速运运动动,在在ef、pq边边离离开开磁磁场场后后,ab边离开磁场之前边离开磁场之前,线框又做匀速运动。线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q
4、。线。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且且ab、cd边保持水平边保持水平,重力加速度为重力加速度为g。求：。求：转解析转解析(1)线线框框ab边边将将离离开开磁磁场场时时做做匀匀速速运运动动的的速速度度大大小小是是cd边边刚刚进进入入磁磁场时的几倍；场时的几倍；(2)磁场上下边界间的距离磁场上下边界间的距离H。解析解析考查电磁感应中的功能关系，考查电磁感应中的功能关系，本题关键是理解上滑经过磁场的末本题关键是理解上滑经过磁场的末速度与下滑经过磁场的初速度相等，速度与下滑经过磁场的初速度相等，由切割磁感线的效果差别，得由切割磁感线的效果差别，得A错错B对因
5、过程中有能量损失，上滑平对因过程中有能量损失，上滑平均速度大于下滑平均速度，用时均速度大于下滑平均速度，用时t上上t下下重力做功两次相同由重力做功两次相同由PW/t可知可知C错错D对对答案答案BD 【备选备选】 如图所示如图所示,足够长的光滑足够长的光滑斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的到斜面底端，则下列说法中正确的是是()A上滑过程线框中产生的焦耳热上滑过程线
6、框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热B上滑过程线框中产生的焦耳热上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线框中产生的焦耳热C上滑过程线框克服重力做功的上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平平均功率等于下滑过程中重力的平均功率均功率D上滑过程线框克服重力做功的上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平平均功率大于下滑过程中重力的平均功率均功率 解析显隐解析显隐三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法规律方法规律方法 分析分析“双杆模型双杆模型”问题时，要注意双杆之间的制约问题时，要注意双杆之间
7、的制约关系，即关系，即“主动主动”杆与杆与“被动被动”杆之间的关系，需要注杆之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键关键 【变变式式训训练练2】如如图图(a)示示,斜斜面面倾倾角角为为37,一一宽宽为为d0.43 m的的有有界界匀匀强强磁磁场场垂垂直直于于斜斜面面向向上上,磁磁场场边边界界与与斜斜面面底底边边平平行行。在在斜斜面面上上由由静静止止释释放放一一长长方方形形金金属属线线框框,线线框框沿沿斜斜面面下下滑滑,下下边边与与磁磁场场边边界界保保持持平平行行。取取斜斜面面底底部部为为零零势势能能面面,从从线线框框开
8、开始始运运动动到到恰恰好好完完全全进进入入磁磁场场的的过过程程中中,线线框框的的机机械械能能E和和位位移移x之之间间的的关关系系如如图图(b)所所示示,图图中中、均均为为直直线线段段。已已知知线线框框的的质质量量为为m0.1 kg，电电阻阻为为R0.06 ，重重力力加加速速度取度取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。转解析转解析(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数求金属线框与斜面间的动摩擦因数；(2)求金属线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间求金属线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t；(3)求金属线框穿越磁场的过程中求金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳
9、热的最大功率线框中产生焦耳热的最大功率Pm.四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练【跟踪训练跟踪训练】：如图所示，边长为如图所示，边长为L的正方形导的正方形导线框质量为线框质量为m，由距磁场，由距磁场H高处自由下落，其下高处自由下落，其下边边ab进入匀强磁场后，线框开始做减速运动，直进入匀强磁场后，线框开始做减速运动，直到其上边到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为入磁场时的一半，磁场的宽度也为L.则线框穿过则线框穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热为匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A.2mgL B. 2mgLmgHC. 2m
10、gL3mgH/4 D. 2mgL1mgH/4解析显隐解析显隐【跟踪训练跟踪训练】如图所示，水平固定放置的足够长如图所示，水平固定放置的足够长的的U形金形金属导轨处于竖属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时，开始时ab棒以水平初速棒以水平初速度度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，这个过程相比较，这个过程()A安培力对安培力对ab棒所做的功不相等棒所做的功不相等B电流所做的功相等电流所做的功相等C产生的总内能相等产生的总内能相等D通过通过ab棒
11、的电荷量相等棒的电荷量相等解析显隐解析显隐F安安转转 解析解析五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练【真题真题】(2014天津卷，天津卷，11)如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角在倾角30的斜面上，导轨电阻不计，间距的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.4 m。导轨所在空间。导轨所在空间被分成区域被分成区域和和，两区域的边界与斜面的交线为，两区域的边界与斜面的交线为MN，中的匀强磁场方中的匀强磁场方向垂直斜面向下，向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为强度大小均为B0
12、.5 T。在区域。在区域中，将质量中，将质量m10.1 kg，电阻，电阻R10.1 的金属条的金属条ab放在导轨上，放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域刚好不下滑。然后，在区域中将质量中将质量m20.4 kg，电阻，电阻R20.1 的光滑导体棒的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域在滑动过程中始终处于区域的磁场中，的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问：，问：(1)cd下滑的过程中，下滑的过程中，ab中的电流方向；中的电流方向；(2)ab刚要向上滑动时，刚要向上滑动时，cd的速度的速度v多大；多大；(3)从从cd开始下滑到开始下滑到ab刚要向上滑动的过刚要向上滑动的过程中，程中，cd滑动的距离滑动的距离x3.8 m，此过程中，此过程中ab上产生的热量上产生的热量Q是多少。是多少。转解析转解析
