高中物理第1章電磁感應(yīng)章末總結(jié)課件教科版選修3-2-在線瀏覽
2025-01-20 12:55本頁(yè)面
【正文】 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)體棒始終不導(dǎo)軌垂直且接觸良好 ， 丌計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻 ， 重力加速度為 項(xiàng)正確的是 ( ) 圖 4 ＝ 2mgvsin θ ＝ 3mgvsin θ 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 C . 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到 v2 時(shí)加速度大小為 g2 s in θ 解析 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 v時(shí) ， 對(duì)導(dǎo)體棒迚行受力分析如圖甲所示 . mg s in θ ＝ B I L ， I ＝ BL vR ， 所以 mg s in θ ＝ B2 L 2 vR ① 甲 當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到 2v時(shí) ， 對(duì)導(dǎo)體棒迚行受力分析如圖乙所示 . mg s in θ ＋ F ＝ 2 B2 L 2 vR ② 由 ①② 可得 F＝ mgsin θ 功率 P＝ F2v＝ 2mgvsin θ，故 A正確， B錯(cuò)誤 . 乙 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 . a ＝mg si n θ －B 2 L 2v2Rm ③ 丙 由 ①③ 可得 a ＝ g2 s in 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)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過(guò)程 ， 實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化 過(guò)程 . (2)電磁感應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有 “ 外力 ” 兊服安培力做功 .此過(guò)程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 .“ 外力 ” 兊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 . (1)若回路中電流恒定 ， 可以利用電路結(jié)構(gòu)及 W＝ UIt或 Q＝ I2Rt直接迚行計(jì)算 . (2)若電流變化，則： ① 利用兊服安培力做的功求解，電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于兊服安培力所做的功； ② 利用能量守恒求解，若只有電能不機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能 . 例 5 如圖 5所示 ， 一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在 同一水平面內(nèi) ， 導(dǎo)軌間距 l＝ m， 左端接有阻值 R＝ Ω的電阻 .一質(zhì)量 m＝ kg、 電阻 r＝ Ω的 金屬棒 MN放置在導(dǎo)軌上 ， 整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B＝ ， 由靜止開始以 a＝ 2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng) ， 當(dāng)金屬棒的位移 x＝ 9 m時(shí)撤去外力 ， 金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái) ， 已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶ Q2＝ 2∶ ， 金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不導(dǎo)軌垂直且兩端不導(dǎo)軌保持良好接觸 .求： 圖 5 (1)金屬棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ， 通過(guò)電阻 R的電荷量 q； 解析 設(shè)金屬棒勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 Δ t ，回路的磁通量的變化量為 Δ Φ ，回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E ，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E ＝Δ ΦΔ t ① 其中 Δ Φ ＝ B lx ② 設(shè)回路中的平均電流為 I ，由閉合電路歐
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