電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量問(wèn)題-展示頁(yè)
2024-11-22 02:16本頁(yè)面
【正文】 能是圖 (乙 )中的 ( B ) 解析： S 閉合時(shí)，若B 2 l 2 vR mg ，先減速再勻速， D 項(xiàng)有可能；若B 2 l 2 vR＝ mg ，勻速， A項(xiàng)有可能；若B 2 l 2 vR mg ，先加速再勻速， C 項(xiàng)有可能，由于 v 變化，B 2 l 2 vR－ mg ＝ ma 中 a 不恒定，故 B 項(xiàng)不可能 ． 3． (2020年廣東湛江一模 )如圖所示 ， 在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 導(dǎo)體 PQ在力F作用下在 U形導(dǎo)軌上以速度 v＝ 10 m/s向右勻速滑動(dòng) ， 兩導(dǎo)軌間距離 L＝ m， 電阻 R＝ Ω， 導(dǎo)體和導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì) ， 則以下說(shuō)法正確的是 ( A ) A． 導(dǎo)體 PQ切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 V B． 導(dǎo)體 PQ受到的安培力方向水平向右 C． 作用力 F大小是 N D． 作用力 F的功率是 5 W 解析： ① E ＝ B L v ＝ 0 . 5 0 1 . 0 10 V ＝ 5 . 0 V ， A 正確； ② 由右手定則和左手定則知，安培力方向向左，且 F ＝ F 安 ＝B 2 L 2 vR＝ 2 . 5 N ， BC 錯(cuò)誤； ③ P F ＝ F 2020高三物理復(fù)習(xí)課件（導(dǎo)與練福建）第 9章 第四課時(shí) 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量問(wèn)題 ( 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第 132 頁(yè) ) 1． 掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象綜合應(yīng)用問(wèn)題的處理方法 ． 2． 理解能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn) ， 能用能量的觀點(diǎn)分析 、 解決電磁感應(yīng)問(wèn)題 ． ( 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第 132 頁(yè) ) 1 ． 感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中所受的安 培力 ( 1 ) 安培力的大小 由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E ＝ B l v ， 感應(yīng)電流 I ＝ER和安培力公式 F ＝ B I l 得 F ＝B 2 l 2 vR. ( 2 ) 安培力的方向判斷 由公式 F ＝ B2 l 2 vR 知，安培力 F 隨物體的運(yùn)動(dòng)速度 v 發(fā)生變化，因此該方面問(wèn)題要借助牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析 ． 2． 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 (1)能量轉(zhuǎn)化：導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化 ， 在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 ， 這個(gè)過(guò)程中是機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為 電能 ． 感應(yīng)電流通過(guò)電路做功 ， 又將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (如內(nèi)能 )． 因此 ， 電磁感應(yīng)過(guò)程中總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化發(fā)生 ． (2)電流做功產(chǎn)生的熱量： 用焦耳定律計(jì)算 ， 公式為 Q＝ I2Rt. (3)分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問(wèn)題的一般步驟 ① 在電磁感應(yīng)中 ， 切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ， 該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源 ． ② 分析清楚有哪些力做功 ， 就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化 ． ③ 根據(jù)能量守恒列方程分析求解 ． 克服安培力做功的過(guò)程是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程 ， 這種關(guān)系不受其他任何條件的影響 ． (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第 132～ 133頁(yè) ) 1 ． ( 2020 年福州模擬 ) 如圖所示 ， ab 和 cd 是位于水平面內(nèi)的平行金屬軌道 ， 其電阻可忽略不計(jì) ． a 、 c 之間連接一阻值為 R 的電阻 ． ef 為一垂直于 ab 和 cd 的金屬桿 ， 它與 ab 和cd 接觸良好并可沿軌道方向無(wú)摩擦地滑動(dòng) ． ef 長(zhǎng)為 l， 電阻也為 R. 整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ， 當(dāng)施外力使桿 ef 以速度 v 向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) ，桿 ef 所受的安培力為 ( C ) A.vB2l2R B.vB lR C.vB2l22R D.vB l2R 解析： E ＝ B l v ， F 安 ＝ B I l＝ B B l v2R v ＝ 2 . 5 10 W ＝ 25 W ， D 錯(cuò)誤 ． ( 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第 133 ～ 135 頁(yè) ) 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題分析 1． 兩種狀態(tài)處理 (1)導(dǎo)體處于平衡態(tài) —— 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ． 處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析 ． (2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài) —— 加速度不為零 ． 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析 ． 2． 電磁感應(yīng)問(wèn)題中兩大研究對(duì)象及其相互制約關(guān)系 3 ． 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問(wèn)題 ( 1 ) 解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析 ， 尋找過(guò)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 ． ( 2 ) 基本思路是 ： 導(dǎo)體受外力運(yùn)動(dòng) ―― →E ＝ B l v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 錯(cuò)誤！ 感應(yīng)電流 錯(cuò)誤！ 導(dǎo)體受安培力 ― → 合力變化 ―― →F 合 ＝ ma加速度變化 ― → 速度變化 ― → 臨界狀態(tài) ． 4． 兩種常見(jiàn)類型 類型 “ 電 — 動(dòng) — 電 ” 型 “ 動(dòng) — 電 — 動(dòng) ” 型 示意 圖 棒 ab 長(zhǎng) l、質(zhì)量 m 、電阻 R ，導(dǎo)軌光滑水平，電阻不計(jì)，電源內(nèi)阻不計(jì) 棒 ab 長(zhǎng) l、質(zhì)量 m 、電阻 R ，導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì) 分析 S 閉合，棒 ab 受安培力 F ＝B l ER，此時(shí) a ＝B l EmR，棒 ab 速度 v ↑→ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B l v ↑→與電源電動(dòng)勢(shì)反接使電流I ↓→ 安培力 F ＝ B I l↓→ 加速度 a ↓ ，當(dāng)安培力 F ＝ 0 ( a ＝ 0 )時(shí)， v 最大，最后勻速運(yùn)動(dòng) 棒 a b 釋放后下滑，此時(shí) a ＝gs i n α ，棒 ab 速度 v ↑→ 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E ＝ B l v ↑→ 電流 I ＝ER↑→ 安培力 F ＝ B I l↑→ 加速度 a ↓ ，當(dāng)安培力 F ＝ m g s i n α ( a ＝ 0 ) 時(shí)， v 最大，最后勻速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)存在著臨界條件時(shí)： (1)導(dǎo)體初速度等于臨界速度時(shí) ， 導(dǎo)體勻速切割磁感線運(yùn)動(dòng) ． (2)初速度大于臨界速度時(shí) ， 導(dǎo)體先減速 ， 后勻速運(yùn)動(dòng) ． (3)初速度小于臨界速度時(shí) ， 導(dǎo)體先加速 ， 后勻速運(yùn)動(dòng) ． 【 例
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