高中物理選修(1)(編輯修改稿)
2025-09-14 17:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定狀態(tài)．抓住a=0時，速度v達最大值的特點.例：如圖所示，足夠長的光滑導軌上有一質(zhì)量為m，長為L，電阻為R的金屬棒ab，由靜止沿導軌運動，則ab的最大速度為多少（導軌電阻不計，導軌與水平面間夾角為θ，磁感應強度B與斜面垂直）金屬棒ab的運動過程就是上述我們談到的變化過程，當ab達到最大速度時： BlL＝mgsinθ……① I= E /R………② E =BLv……③由①②③得：v=mgRsinθ/B2L2。(2)電磁感應與力學綜合方法：從運動和力的關系著手，運用牛頓第二定律①基本思路:受力分析→運動分析→變化趨向→確定運動過程和最終的穩(wěn)定狀態(tài)→由牛頓第二定律列方程求解．導體運動v感應電動勢E感應電流I安培力F磁場對電流的作用電磁感應阻礙閉合電路歐姆定律②)注意安培力的特點：③純力學問題中只有重力、彈力、摩擦力，電磁感應中多一個安培力，安培力隨速度變化，部分彈力及相應的摩擦力也隨之而變，導致物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，在分析問題時要注意上述聯(lián)系．電磁感應中的動力學問題 解題關鍵：在于通過運動狀態(tài)的分析來尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，F(xiàn)=BIL臨界狀態(tài)v與a方向關系運動狀態(tài)的分析a變化情況F=ma合外力運動導體所受的安培力感應電流確定電源（E，r）基本思路方法是：①用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向.②求回路中電流強度. ③分析研究導體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）.④列動力學方程或平衡方程求解. ab沿導軌下滑過程中受四個力作用，即重力mg，支持力FN 、摩擦力Ff和安培力F安，如圖所示，ab由靜止開始下滑后，將是（為增大符號），所以這是個變加速過程，當加速度減到a=0時，其速度即增到最大v=vm，此時必將處于平衡狀態(tài)，以后將以vm勻速下滑 (1)電磁感應定律與能量轉(zhuǎn)化在物理學研究的問題中，能量是一個非常重要的課題，能量守恒是自然界的一個普遍的、重要的規(guī)律．在電磁感應現(xiàn)象時，由磁生電并不是創(chuàng)造了電能，而只是機械能轉(zhuǎn)化為電能而已，在力學中：功是能量轉(zhuǎn)化的量度．那么在機械能轉(zhuǎn)化為電能的電磁感應現(xiàn)象時，是什么力在做功呢？是安培力在做功。在電學中，安培力做正功(電勢差U)將電能機械能(如電動機)，安培力做負功(電動勢E)將機械能電能，必須明確在發(fā)生電磁感應現(xiàn)象時，是安培力做功導致能量的轉(zhuǎn)化．功能關系：電磁感應現(xiàn)象的實質(zhì)是不同形式能量的轉(zhuǎn)化過程。因此從功和能的觀點入手，分析清楚電磁感應過程中能量轉(zhuǎn)化關系，往往是解決電磁感應問題的關健，也是處理此類題目的捷徑之一。導體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應電流，機械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能，具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻的內(nèi)能，因此，電磁感應過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量轉(zhuǎn)化觀點研究電磁感應問題常是導體的穩(wěn)定運動（勻速直線運動或勻速轉(zhuǎn)動），對應的受力特點是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程常常是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，解決電磁感應能量轉(zhuǎn)化問題的基本方法是: 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畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達式. ③分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程. (2)電磁感應與動量、能量的綜合 方法： (1)從受力角度著手，運用牛頓運動定律及運動學公式變化過程是：導體受力做切割B運動產(chǎn)生E感I感(出現(xiàn)與外力方向相反的安培力體現(xiàn)阻礙效果)導線做a↓的變加速直線運動(運動過程中v變，E感=BLv也變，F(xiàn)安=BlL亦變) 當F安=F外時，a=0，此時物體就達到最大速度．導線受力做切割磁力線運動,從而產(chǎn)生感應電動勢,繼而產(chǎn)生感應電流,這樣就出現(xiàn)與外力方向相反的安培力作用,于是導線做加速度越來越小的變加速直線運動,運動過程中速度v變,電動勢BLv也變,安培力BIL亦變,當安培力與外力大小相等時,加速度為零,此時物體就達到最大速度．(2)從動量角度著手，運用動量定理或動量守恒定律①應用動量定理可以由動量變化來求解變力的沖量，如在非勻變速運動問題應用動量定理可以解決牛頓運動定律不易解答的問題．②在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運動時，由于這兩根導體棒所受的安培力等大反向，合外力為零，若不受其他外力，兩導體棒的總動量守恒．解決此類問題往往要應用動量守恒定律．(3)從能量轉(zhuǎn)化和守恒著手，運用動能定律或能量守恒定律①基本思路：受力分析→弄清哪些力做功，正功還是負功→明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化，哪增哪減→由動能定理或能量守恒定律列方程求解．②能量轉(zhuǎn)化特點：其它能（如：機械能）電能內(nèi)能（焦耳熱）(3)電磁感應與電路 綜合分析 要將電磁感應、電路的知識，甚至和力學知識綜合起來應用。在電磁感應中切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源，
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