20xx人教版高中物理選修3-2第4章第8講電磁感應中的圖象和電路問題(專業(yè)版)
【正文】 高中物理 選修 32人教版 第四章 電磁感應 第八講 電磁感應中的動力學和能量問題 目標定位 電磁感應中的動力學和能量問題 2 會分析電磁感應中的能量轉化問題 1 理解楞次定律的內(nèi)容，并應用楞次定律判定感應電流的方向 . 理解楞次定律的內(nèi)容，并應用楞次定律判定感應電流的方向綜合運用楞次定律和法拉第電磁感應定律解決電磁感應中的動力學問題 預習導學 1． 楞次定律 BLv 右手定則 2． BIL 左手定則 3． ma 增大 減小 勻速直線運動 4. 能量轉化 轉化 功 (1) 動能 (2) 重力勢能 (3) 彈性勢能 (4) 機械能 (5) 電能 5． I2Rt 電磁感應中的動力學和能量問題 課堂講義 一、電磁感應中的動力學問題 電磁感應中產(chǎn)生感應電流，在磁場中受到安培力的作用，因此 電磁感應問題往往與力學問題聯(lián)系在一起 ． 1．在解決此類問題時要注意內(nèi)部各量之間的 兩個制約關系 ： (1)力和運動關系． (2)動力學量和電學量之間的關系，表示如圖所示． 2．解決此類問題的主要方法： (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律 確定感應電動勢的大小和方向 ． (2)依據(jù)閉合電路歐姆定律， 求出回路中的電流 ． (3)分析 導體的 受力 情況． (4)依據(jù)牛頓第二定律 列 出動力學方程或平衡 方程 ，求解． 電磁感應中的動力學和能量問題 課堂講義 例 1 如圖所示，空間存在 B＝ ，方向豎直向下的勻強磁場， MN、PQ是水平放置的平行長直導軌，其間距 L＝ m，電阻 R＝ Ω接在導軌一端， ab是跨接在導軌上質量 m＝ kg，電阻 r＝ Ω的導體棒，已知導體棒和導軌間的動摩擦因數(shù)為 ，對 ab棒施加一個大小為 F＝ N，方向水平向左的恒定拉力，使其從靜止開始沿導軌滑動，過程中棒始終保持與導軌垂直且接觸良好，求： (1)導體棒所能達到的最大速度． (2)試定性畫出導體棒運動的速度 時間圖象． F F 導體棒切割磁感線 E ＝ Blv ① , I ＝ ER ＋ r ② ， F 安 ＝ BIL ③ F － μm g － B2 L 2 vR ＋ r ＝ ma ⑤ 根據(jù)牛頓第二定律 F－ μmg－ F安 ＝ ma④ 由①②③④得： 由上式可以看出，隨著 v增大， F安 增大， a減小，當 a減小到 0時， v達到最大． 此時有 F － μ mg －B 2 L 2 v mR ＋ r ＝ 0 ， ⑥ 可得： v m ＝F － μmg R ＋ rB 2 L 2 ＝ 1 0 m /s ⑦ F
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