2014届高三物理二专题复习课件：电磁感应规律及其应用2014届高三物理二轮专题复习课件：电磁感应规律及其应用.ppt

(3)导体棒进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小 v=v2+at　 ⑧(1分) F+mg-F安=ma　 ⑨(2分) F安=　 ⑩(1分) 由③⑧⑨⑩式解得:F=(t+1.6)N (1分) 答案:(1)5m/s2　(2)1.35 m　(3)F=(t+1.6)N 【拓展延伸】结合典例2回答下列问题: (1)当导体棒进入磁场Ⅱ且电流恒定不变时,a、b两点间的电势差大小是多少? 提示:根据题意,棒进入磁场Ⅱ中有mg=BI′L 则a、b两点间电势差为U=BLv′-I′r 代入数据解得:U=4V (2)在第(3)问中试画出0～1.6s内外力F与时间t的关系图像。 提示:由于F=(t+1.6)N 其图像为 【总结提升】 1.电磁感应中的动力学问题应抓住的“两个对象”: 2.电磁感应中的动力学问题的解题策略: 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为: (1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向。 (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。 (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况。 (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。 【变式训练】(2013·广元二模)如图所示,平行导轨MN和PQ相距0.5m。电阻可忽略,摩擦不计,其水平部分QSTN置于磁感应强度大小为0.60T、方向竖直向上的匀强磁场中,倾斜部分PSTM处没有磁场,两部分平滑对接,其上搁有两根导体棒a、b,导体棒b垂直于水平导轨放置,导体棒a垂直于倾斜导轨放置,已知导体棒a、b的质量均为0.20kg,在导轨间部分的电阻均为0.15Ω,a棒从斜轨上高为0.050m处无初速释放,b棒放置在距ST线足够远处。求: (1)此后过程中,回路中的最大电流是多少? (2)如果导体棒与水平导轨间的动摩擦因数μ=0.10,与倾斜部分导轨的摩擦力不计,当导体棒b的速率达到最大值时,导体棒a的加速度是多少? 【解析】(1)a棒在倾斜轨道上下滑时,机械能守恒,刚进入水 平轨道时a棒的速度最大,设为vm,则有mgh= 解得vm= =1m/s 此时产生的感应电流最大Im= =1A (2)当a、b棒组成的闭合回路中有感应电流时,a、b棒都受安培力作用,a棒受的安培力向右、摩擦力向右,b棒受的安培力向左,摩擦力向右。 f=μmg=0.10×0.20×10 N=0.2N F=BImL=0.60×1×0.5 N=0.3N 因为Ff,所以b棒开始向左加速运动。a棒向左减速运动,电路 中的感应电流减小,b棒受的安培力减小,当b棒受到的安培力 减小到和摩擦力相等时,b棒的速度达到最大,设此时的感应电 流为I0,有BI0L=μmg 此时a棒受到的摩擦力和安培力方向都向右,根据牛顿第二定 律有BI0L+μmg=maA 解得aA= =2×0.10×10m/s2=2m/s2,方向水平向右 答案:(1)1A　(2)2 m/s2,方向水平向右 热点考向3 电磁感应中的能量问题? 【典例3】(19分)(2013·成都二模)如图所示,光滑水平轨道 MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、QE在Q、N点连接,倾斜轨道倾角为 θ,轨道间距均为L,水平轨道间连接着阻值为R的电阻。质量 分别为M、m,电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放在两组轨道 上,导体棒均与轨道垂直,a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过 绝缘装置连接,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。水平轨道所在 的空间区域存在竖直向上的匀强磁场,倾斜轨道空间区域存在 垂直于轨道平面向上的匀强磁场,该磁场区域仅分布在QN和EF 之间的区域内,QN、EF之间距离为d,两个区域内的磁感应强度 分别为B1、B2,以QN为分界线且互不影响。现在用一外力F将 导体棒a向右拉至某一位置处,然后把导体棒b从紧靠分界线 QN处由静止释放,导体棒b在出磁场边界EF前已达到最大速度。 当导体棒b在磁场中运动达到稳定状态时,撤去作用在导体棒 a上的外力后发现导体棒a仍能静止一段时间,然后又来回运 动并最终停下来。求: (1)导体棒b在倾斜轨道上的最大速度; (2)撤去外力后,弹簧弹力的最大值; (3)如果两个区域内的磁感应强度B1=B2且R=r,从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中,电阻R上产生的热量为Q,求弹簧最初的弹性势能。 【解题探究】 (1)b棒下滑过程中电路的组成是怎样的? 提示:a棒