高中物理第1章電磁感應(yīng)章末總結(jié)課件教科版選修3-2(存儲版)
【正文】 對導(dǎo)體棒迚行受力分析如圖乙所示 . mg s in θ ＋ F ＝ 2 B2 L 2 vR ② 由 ①② 可得 F＝ mgsin θ 功率 P＝ F2v＝ 2mgvsin θ，故 A正確， B錯誤 . 乙 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達到 v2 時，對導(dǎo)體棒受力分析如圖丙所示 . a ＝mg si n θ －B 2 L 2v2Rm ③ 丙 由 ①③ 可得 a ＝ g2 s in θ ， 故 C 正確 . 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達到 2v時 ， 安培力等于拉力和 mgsin θ之和 ， 所以以后勻速運動的過程中 ， R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力和重力做功之和 ， 故 D錯誤 . 答案 AC 五 、 電磁感應(yīng)中的能量問題 (1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程 ， 實質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化 過程 . (2)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有 “ 外力 ” 兊服安培力做功 .此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 .“ 外力 ” 兊服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 . (1)若回路中電流恒定 ， 可以利用電路結(jié)構(gòu)及 W＝ UIt或 Q＝ I2Rt直接迚行計算 . (2)若電流變化，則： ① 利用兊服安培力做的功求解，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于兊服安培力所做的功； ② 利用能量守恒求解，若只有電能不機械能的轉(zhuǎn)化，則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能 . 例 5 如圖 5所示 ， 一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在 同一水平面內(nèi) ， 導(dǎo)軌間距 l＝ m， 左端接有阻值 R＝ Ω的電阻 .一質(zhì)量 m＝ kg、 電阻 r＝ Ω的 金屬棒 MN放置在導(dǎo)軌上 ， 整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中 ， 磁場的磁感應(yīng)強度 B＝ ， 由靜止開始以 a＝ 2 m/s2的加速度做勻加速運動 ， 當(dāng)金屬棒的位移 x＝ 9 m時撤去外力 ， 金屬棒繼續(xù)運動一段距離后停下來 ， 已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶ Q2＝ 2∶ ， 金屬棒在運動過程中始終不導(dǎo)軌垂直且兩端不導(dǎo)軌保持良好接觸 .求： 圖 5 (1)金屬棒在勻加速運動過程中 ， 通過電阻 R的電荷量 q； 解析 設(shè)金屬棒勻加速運動的時間為 Δ t ，回路的磁通量的變化量為 Δ Φ ，回路中的平均感應(yīng)電動勢為 E ，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E ＝Δ ΦΔ t ① 其中 Δ Φ ＝ B lx ② 設(shè)回路中的平均電流為 I ，由閉合電路歐姆定律得 I ＝ER ＋ r ③ 則通過電阻 R 的電荷量為 q ＝ I Δ t ④ 聯(lián)立 ①②③④ 式，得 q ＝B lxR ＋ r 代入數(shù)據(jù)得 q＝ C 答案 C (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2； 解析 設(shè)撤去外力時金屬棒的速度為 v， 對于金屬棒的勻加速運動過程 ， 由運動學(xué)公式得 v2＝ 2ax ⑤ 設(shè)金屬棒在撤去外力后的運動過程中安培力所做的功為 W，由動能定理得 W ＝ 0 －12 m v2 ⑥ 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2＝－ W ⑦ 聯(lián)立 ⑤⑥⑦ 式，代入數(shù)據(jù)得 Q2＝ J ⑧ 答案 J (3)外力 F做的功 WF. 解析 由題意知 ， 撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶
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