20xx滬科版高中物理選修3-214電磁感應(yīng)的案例分析-在線瀏覽
2025-01-20 18:23本頁面
【正文】 系 ,依據(jù)能量守恒和力的平衡求解。 ( 2 ) 由功能關(guān)系得安培力做功 W1=Ep12?? ??02, 電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱 Q1=12?? ??02 Ep。 答案 : ( 1 )??2??2??0??,方向水平向左 ( 2 ) W1=Ep12?? ??02 Q1=12?? ??02 Ep ( 3 )棒最終靜止于初始位置 Q=12?? ??02 探究一 探究二 探究三 ?? 變式訓(xùn)練 ?? 如圖所示 ,電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌 MN 和 OQ 水平放置 , MO 間接有阻值為 R 的電阻 ,導(dǎo)軌相距為 L ,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場 ,質(zhì)量為 m ,電阻為 R0的導(dǎo)體棒 CD 垂直于導(dǎo)軌放置 ,并接觸良好。求 : ( 1 ) 磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小 。 探究一 探究二 探究三 解析 : ( 1 ) 最大速度時(shí)拉力與安培力合力為零 ????0 B I L = 0 E = B L v I=???? + ??0 即????0???2??2??0?? + ??0= 0 B= ?? ( ?? + ??0)??2??02。 答案 : ( 1 ) ?? ( ?? + ??0)??2??02 ( 2 )???? + ??0 ?? ?? ?? ??022 探究一 探究二 探究三 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題 問題導(dǎo)引 電磁感應(yīng)的電流會受安培力有哪些作用 ? 提示 電磁感應(yīng)的安培力阻礙感應(yīng)電流部分導(dǎo)體相對磁場的運(yùn)動 ,通過安培力做功實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。 ② 求回路中的電流強(qiáng)度的大小和方向。 ④ 列動力學(xué)方程或平衡方程求解。 ① 關(guān)鍵要抓好受力情況和運(yùn)動情況的動態(tài)分析 : 導(dǎo)體受力運(yùn)動 → 產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 → 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 加速度等于零時(shí) ,導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)。 導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)之前 ,往往做變加速運(yùn)動 ,處于非平衡態(tài) ,應(yīng) 根據(jù)牛頓第二定律或結(jié)合功能關(guān)系分析非平衡態(tài)。 探究一 探究二 探究三 例題 2 如圖所示 ,光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi) ,間距為 L ,導(dǎo)軌左端接有阻值為 R 的電阻 ,質(zhì)量為 m 的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 。求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度 v2。 ( 2 ) 導(dǎo)體棒先做加速運(yùn)動后達(dá)到勻速運(yùn)動狀態(tài)。 探究一 探究二 探究三 解析 :導(dǎo)體棒切割磁感線的速度大小為 ( v 1 v 2 ), 則E= B ( v 1 v 2 ) L , I=????, F= BI L =??2??2( ?? 1 ?? 2 )??,當(dāng) F= f 時(shí)速度恒定 ,即 f= F=??2??2( ?? 1 ?? 2 )??, 所以 v 2 =v 1 ?? ????2??2。隨著導(dǎo)體棒加速運(yùn)動 ,所受安培力在不斷減小 ,當(dāng)達(dá)到 f= F 時(shí) ,受力平衡 ,勻速運(yùn)動。 提示 :由右手定則可判斷感應(yīng)電流方向 ,由左手定則可判斷導(dǎo)體棒所受安培力方向與速度方向相同 ,所以安培力做正功 ,而安培力做正功時(shí) ,消耗電能 ,同時(shí)克服阻力而導(dǎo)致內(nèi)能增加 ,所以安培力做功時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 探究一 探究二 探究三 名師精講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題 ( 1 ) 分析思路 :在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 ,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)電動勢。解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是 : ① 明確哪部分導(dǎo)體或
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