電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用-文庫(kù)吧資料
2025-01-24 19:01本頁(yè)面
【正文】 明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化及如何轉(zhuǎn)化 ( 如滑動(dòng)摩擦力做功，必然有內(nèi)能出現(xiàn)；重力做功，可能有機(jī)械能參與轉(zhuǎn)化；安培力做負(fù)功過(guò)程中有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，安培力做正功的過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 )→ 由動(dòng)能定理或能量守恒定律求解． 3 ．用能量方法解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的一般步驟 (1) 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定電動(dòng)勢(shì)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的表達(dá)式 ． ( 3 ) 分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的關(guān)系式 ． 4 ． 求解電能的方法 ( 1 ) 利用安培力的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功 ． ( 2 ) 利用能量守恒 求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能 ． ( 3 ) 利用電路特征求解：根據(jù)電路結(jié)構(gòu)直接計(jì)算電路中所產(chǎn)生的電能 ． 例 3 如圖 所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌 MN 、 PQ 間距為 l ＝ m ，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30176。 r 0 金屬桿中的電流 I ＝ER＝3 kL2 r 0 安培力為 F ＝ BIL ＝ kt3 kL2 r 0L ＝3 k2L22 r 0 t2 , R= 2 Δ t ＋ ( Δ t )2] 因?yàn)?Δ t →0 ，則 3 t ( Δ t )2＋ ( Δ t )3] 在 Δ t 時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量為： Δ Φ ＝12kLa [3 t2Δ t ＋ 3 t ( t ＋ Δ t )3 ＝12kLa t3 取一段極短的時(shí)間 Δ t ( 即 Δ t →0) , 在 t ＋ Δ t 時(shí)刻閉合電路中的磁通量為： Φ 2 ＝ B 12at2 t ，比例系數(shù)為 k ＝ 0 . 0 2 0 T/ s . 一電阻不計(jì)的金屬桿可以在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地 滑動(dòng)，在滑動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直．在 t ＝ 0 時(shí)刻，金 屬桿緊靠在 PQ 端，在外力作用下，桿以恒定的加速度從 靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng)，求在 t ＝ 6 . 0 s 時(shí)金屬桿 所受的安培力． 微元法在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的應(yīng)用 解析 : 由 E ＝Δ ΦΔ t 在 t 時(shí)刻閉合電路中的磁通量為： Φ 1 ＝ B ＝ ， cos37176。 電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用 ? 知識(shí)點(diǎn)一 求解電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合問(wèn)題的思路 1 ． 力的觀點(diǎn) ： 力的觀點(diǎn)是指應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決問(wèn)題的方法 ． 即先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析 ， 根據(jù)受力變化應(yīng)用牛頓第二定律判斷加速度變化情況 ， 最后找出求解問(wèn)題的方法 ． 2 ． 能量觀點(diǎn) ： 動(dòng)能定理 、 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中同樣適用 ． 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將 受到________ ______ 力的作用 ， 從而影響導(dǎo)體棒 ( 或線圈 ) 的受力情況和 ________ 情況 ． 電磁感應(yīng)和力學(xué)問(wèn)題的綜合 ， 其聯(lián)系橋梁是磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的 __ ______ 力 ， 感應(yīng)電流與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的加速度有相互制約的關(guān)系 ， 導(dǎo)體一般不是做勻變速運(yùn)動(dòng) ， 而是經(jīng)歷一個(gè)加速度逐漸減小的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程再趨于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)( 一般為勻速直線運(yùn)動(dòng) ) ， 解決導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)正確進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析確定最終狀態(tài)是解題的關(guān)鍵 ． ? 知識(shí)點(diǎn)二 電磁感應(yīng)與力的綜合 安培 運(yùn)動(dòng) 安培 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電磁感應(yīng)過(guò)程中導(dǎo)體 ( 或線圈 ) 克服 _ _______ 做功，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為________ 能． 當(dāng)感應(yīng)電流通過(guò)用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為 ____ ____ 形式的能量． “ 外力 ” 克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． 同理，安培力做了多少功，就有多少 ________ 能轉(zhuǎn)化為________ 形式的能． ? 知識(shí)點(diǎn) 三 電磁感應(yīng)與能量的綜合 安培力 電 其他 電 其他 互動(dòng)探究 ? 探究考向一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)態(tài)分析 【方法概述】 分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力是關(guān)鍵，此類問(wèn) 題中的導(dǎo)體一般不是做勻變速運(yùn)動(dòng)，而是經(jīng)歷一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程再趨于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài) ． 1 ． 動(dòng)態(tài)分析的基本思路是，對(duì)導(dǎo)體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) → 感應(yīng)電流 → 通電導(dǎo)體受安培力 → 合外力變化 → 加速度變化 → 速度變化 ?? 周而復(fù)始地循環(huán)，最終導(dǎo)體的加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，要抓住 a＝ 0 時(shí)速度 v 達(dá)到最大值的特點(diǎn)． 2．動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的電路分析與運(yùn)動(dòng)分析 例 1 如圖所示，有兩根與水
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