粤教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 本章整合.ppt

【例题2】半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内,一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示.整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出).导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为g.求:(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小;(2)外力的功率.解析(1)根据右手定则,得导体棒AB上的电流方向为B→A,故电阻R上的电流方向为C→D而vA=ωr,vB=2ωr根据法拉第电磁感应定律,导体棒AB上产生的感应电动势E=Brv(2)根据能量守恒定律,外力的功率P等于安培力与摩擦力的功率之和,即P=BIrv+μmgv对点演练2.如图所示,两根平行的光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab、cd跨在导轨上,ab的电阻R大于cd的电阻r,当cd在大小为F1的外力作用下匀速向右滑动时,ab在大小为F2的外力作用下保持静止,ab两端电压为Uab,cd两端电压为Ucd,那么下列判断正确的是()A.UabUcd,F1F2 B.Uab=Ucd,F1F2C.UabUcd,F1=F2 D.Uab=Ucd,F1=F2D解析导体棒cd在F1的作用下,做切割磁感线运动,成为电源,等效电路如图所示.由于导轨的电阻不计,Uab=Ucd.另外,由于cd与ab中电流大小相等,导体棒有效长度相同,所处磁场相同,故两导体棒分别受到的安培力大小相等、方向相反.ab、cd均为平衡态,故两导体棒分别受到的外力F1、F2与所受到的安培力平衡,故F1=F2.故选项D正确.三、电磁感应与力学的综合电磁感应和力学的综合题,其联系的桥梁是磁场对感应电流的安培力,因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系.这类题要重点进行下列分析.1.受力分析先进行电路分析,求出电路中电流,进而求出安培力,对研究对象进行受力分析,确定物体所受的合外力.2.运动分析根据物体的受力情况,分析加速度的变化,如果物体做匀变速直线运动,可以利用运动学公式和牛顿第二定律求解;如果物体不做匀变速直线运动,则必须进行能量分析,从能量转化和守恒的角度求解.3.能量分析解决电磁感应中能量转化问题的一般思路:(1)在电磁感应现象中,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转化.如:①有摩擦力做功,必有内能产生;②克服安培力做功,就有电能产生;③如果安培力做正功,就有电能转化为其他形式的能.(3)列有关能量的关系式求解.【例题3】(多选)如图所示,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m、电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的小滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右上方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B.如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是()D.线框进入磁场匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg-mg)l2BC线框进入磁场的过程做匀速运动,则重物的重力势能转化为线框的重力势能和线框中的内能,根据能量守恒定律得,焦耳热为Q=(Mg-mgsinθ)l2,故D错误.对点演练3.如图所示,矩形闭合导体线框在匀强磁场上方,由不同高度静止释放,用t1、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻.线框下落过程形状不变,ab边始终保持与磁场水平边界线OO平行,线框平面与磁场方向垂直.设OO下方磁场区域足够大,不计空气影响,则下列图像不可能反映线框下落过程中速度v随时间t变化规律的是()A解析线框先做自由落体运动,因线框下落高度不同,故线框ab边刚进磁场时,其所受安培力F安与重力mg的大小关系可分以下三种情况:线框做加速度逐渐减小的减速运动,当线框未完全进入磁场而a减为零时,即此时F安=mg,线框开始做匀速运动,当线框完全进入磁场后做匀加速直线运动,选项B有可能;故不可能的只有选项A.网络构建专项提升目录索引网络构建阻碍垂直感应电流正比E=BLv专项提升一、电磁感应中的图像问题图像类型(1)磁感应强度B、磁通量Ф、感应电动势E、感应电流i、电压u、电荷量q随时间t变化的图像,即B-t图像、Ф-t图像、E-t图像、i-t图像、u-t图像、q