20xx滬科版高中物理選修3-2第1章電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活章末總結(jié)學(xué)案-展示頁(yè)
2024-12-01 04:12本頁(yè)面
【正文】 ＝ U2R2＝34 W (3)由平衡知識(shí)得： F＝ BIl＝ 34 N. 答案 (1)3 V (2)38 W 34 W (3)34 N 四、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)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等 ． 1． 做好受力情況 、 運(yùn)動(dòng)情況的動(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 ― → 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化 ． 周而復(fù)始循環(huán) ， 最終加速度等于零 ， 導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ． 2． 利用好導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的平衡方程 ， 往往是解答該類(lèi)問(wèn)題的突破口 ． 例 4 如圖 4 所示 ， 相距為 L 的兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為 θ，上端接有定值電阻 R， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 m 的導(dǎo)體棒由靜止釋放 ， 當(dāng)速度達(dá)到 v時(shí)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng) ， 此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力 ， 并保持拉力的功率恒為 P， 導(dǎo)體棒最終以 2v 的速度勻速運(yùn)動(dòng) ． 導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好 ， 不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻 ， 重力加速度為 ( ) 圖 4 A． P＝ 2mgvsin θ B． P＝ 3mgvsin θ C． 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 v2時(shí)加速度大小為 g2sin θ D． 在導(dǎo)體棒速度達(dá)到 2v 以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 ， R 上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功 解析 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 v時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖甲所示． 甲 mgsin θ＝ BIL， I＝ BLvR ， 所以 mgsin θ＝ B2L2vR ① 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 2v時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析如圖乙所示． 乙 mgsin θ＋ F＝ 2B2L2vR ② 由 ①② 可得 F＝ mgsin θ 功率 P＝ F 2v＝ 2mgvsin θ，故 A正確． 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 v2時(shí)，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析如圖丙所示． 丙 a＝mgsin θ－B2L2v2Rm ③ 由 ①③ 可得 a＝ 12gsin θ， 故 C 正確． 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 2v 時(shí)，安培力等于拉力和 mgsin θ 之和，所以以后勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)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(cuò)誤． 答案 AC 五、電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題 1． 用能量觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本思路 首先做好受力分析和運(yùn)動(dòng)分析 ， 明確哪些力做功 ， 是做正功還是負(fù)功 ， 再明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化 ， 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)功的過(guò)程中有其他形式能轉(zhuǎn)化為電能 ， 安培力做正功的過(guò)程中有電
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