电磁感应中的功能关系(孙洁).ppt

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 电磁感应中的功能关系 江苏省沭阳高级中学 孙洁 [考 情 分 析] 2014 2015 2016 电磁感应定律的综合应用 T1：电磁感应定律（E） T7：涡流(E、I、P) T13：电磁感应定律的应用（E、I、F、Q) T13：电磁感应定律的应用（E、Q） T6：电磁感应定律、楞次定律（E、I） T13：电磁感应定律的应用（E、Q） 分值 22 15 19 考 情 分 析 一、知识回顾：功能关系 合外力做功等于物体动能的变化量 只有重力和弹簧弹力做功， 重力做功等于重力势能的减少量 弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量 其他力做功等于物体机械能的变化量 电场力做功等于电势能的减少量 电磁感应中的功能关系 1.电流恒定时 2.电流变化时 4.能量守恒 3. 动能定理 ——回路中产生的总焦耳热等于导体棒克服安培力做的功 ——焦耳定律 —— 中包含 —— 中包含 两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角?的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。 t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。 典例1： t0 B 0 2 B0 B0 t （1）0~t0时间内回路中产生的焦耳热Q1 t0 B 0 2 B0 B0 t 解：（1）由法拉第电磁感应定律得： 由焦耳定律得： 典例1： 两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角?的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。 t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。 （2）从撤去拉力到开始匀速运动，导体棒做什么运动？ 最大速度vm =? (2) 37° 37° 由牛顿第二定律得： 导体棒做a减小的加速运动，最终匀速 由平衡条件得： (3)从撤去拉力到开始匀速运动过程中回路产生的焦耳热Q2=? 典例1： 两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角?的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0～t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。 t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。 （3）方法一：由动能定理得 方法二：由能量守恒定律得 （4)若金属导轨不光滑，动摩擦因数μ，测得滑行距离x‘ 时达到最大速度， 则最大速度 从释放到匀速，回路产生的焦耳热 方法一：由能量守恒得 对导体棒受力分析，由牛顿第二定律得： 方法二：由动能定理得 典例2：如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触． (1)求初始时刻导体棒受到的安培力． (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时， 弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中电阻R上 产生的焦耳热Q1为多少? (3)导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少? 解:（1）由法拉第电磁感应定律得 由闭合电路欧姆定律得： 由左手定则得： (2)方法一：由功能关系得 方法二：由能量守恒定律得 （3）方法一：由能量转化与守恒及平衡条件，可判断： 棒最终静止于初始位置 方