高考物理第九章第四单之元电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量)课时训练营课件.ppt

* 现有一竖直向上的恒力F＝4.0 N向上提线框，该框由位置“Ⅰ”无初速度开始向上运动，穿过磁场区域，最后到达位置“Ⅱ”(ab边恰好出磁场)，线框平面在运动过程中保持在竖直平面内，且cd边保持水平．设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动(g取10 m/s2)．求： 【答案】　(1)9.6 m　(2)42.4 J　3.0 J 2．(2010年安徽)如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2，不计空气阻力，则(　　) 答案：D 答案：BC 2．有一矩形线圈A在竖直平面内，从静止开始下落，如图所示，磁场B方向水平且垂直于线圈所在的平面，当线圈的下边进入磁场而上边尚未进入匀强磁场B的过程中，线圈A不可能作(　　) A．匀速下落　　　　　　　 B．加速下落 C．减速下落 D．匀减速下落 答案：D 答案：AC 答案：(1)0.2 T　(2)10 m/s 1．(2010年江苏)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I.整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求： (1)磁感应强度的大小B； (2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v； (3)流经电流表电流的最大值Im. 2．(2010年上海)如图，宽度L＝0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内，并处在磁感应强度大小B＝0.4 T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布．将质量m＝0.1 kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上，并与框架接触良好．以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标．金属棒从x0＝1 m处以v0＝2 m/s的初速度，沿x轴负方向做a＝2 m/s2的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用．求： * 第九章　　电磁感应 第四单元　电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量) Blv BIl 2．安培力的方向判断 右手 左手 相反 二、电磁感应中的能量转化 1．导体切割磁感线或磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，这个过程中是机械能或其他形式的能转化为电能．具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为_______或_____．因此，电磁感应过程中总是伴随着能量转化． 机械能 内能 2．电流做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为Q＝_____. 3．分析电磁感应现象中能量问题的一般步骤 (1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源． (2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化． (3)根据能量守恒列方程分析求解． I2Rt 【特别提醒】　克服安培力做功的过程是其他形式的能转化为电能的过程，这种关系不受其他任何条件的影响． 电磁感应中的动力学问题 1．受力情况、运动情况的分析 (1)导体切割磁感线运动产生感应电动势，在电路中产生感应电流，感应电流在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动． (2)安培力一般是变力，导体切割磁感线运动的加速度发生变化，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动． 2．解题步骤 (1)用电磁感应定律和楞次定律、右手定则确定感应电动势的大小和方向． (2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中的感应电流的大小． (3)分析研究导体受力情况，特别要注意安培力方向的确定． (4)列出动力学方程或平衡方程求解． 3．两种状态处理： (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件——合外力等于零，列式分析． (2)导体处于非平衡态——加速度不为零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析． 4．电磁感应中的动力学临界问题 (1)解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如由速度、加速度求最大值或最小值的条件． (2)基本思路是： 答案：C 电磁感应中的能量问题 1．电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程，电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用．因此要维持感应电流存在，必须有“外力”克服安培力做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．当感应电流通过用