高考物理总复习 第十章 电磁感应 1041 电磁感应中的动力学问题课件.ppt

电磁感应中的动力学问题 01 02 03 04 课堂互动 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 二 两种状态及处理方法 课堂互动 三 电学对象与力学对象的转换及关系 题组剖析 命题角度1导体棒处于静止状态例1 2017 天津理综 3 如图所示 两根平行金属导轨置于水平面内 导轨之间接有电阻r 金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触 整个装置放在匀强磁场中 磁场方向垂直于导轨平面向下 现使磁感应强度随时间均匀减小 ab始终保持静止 下列说法正确的是 a ab中的感应电流方向由b到ab ab中的感应电流逐渐减小c ab所受的安培力保持不变d ab所受的静摩擦力逐渐减小 转到解析 题组剖析 转回原题 题组剖析 命题角度2导体棒做匀速运动例2 多选 一空间有垂直纸面向里的匀强磁场b 两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内 如图所示 磁感应强度b 0 5t 导体棒ab cd长度均为0 2m 电阻均为0 1 重力均为0 1n 现用力向上拉动导体棒ab 使之匀速上升 导体棒ab cd与导轨接触良好 此时cd静止不动 则ab上升时 下列说法正确的是 a ab受到的拉力大小为2nb ab向上运动的速度为2m sc 在2s内 拉力做功 有0 4j的机械能转化为电能d 在2s内 拉力做功为0 6j 转到解析 题组剖析 转回原题 解析导线框开始进入磁场过程 通过导线框的磁通量增大 有感应电流 进而受到与运动方向相反的安培力作用 速度减小 感应电动势减小 感应电流减小 安培力减小 导线框的加速度减小 v t图线的斜率减小 导线框全部进入磁场后 磁通量不变 无感应电流 导线框做匀速直线运动 导线框从磁场中出来的过程 有感应电流 又会受到安培力阻碍作用 速度减小 加速度减小 选项d正确 答案d 题组剖析 命题角度3变加速直线运动问题例3如图 在光滑水平桌面上有一边长为l 电阻为r的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为d d l 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列v t图象中 可能正确描述上述过程的是 题组剖析 变式训练1足够长的平行金属导轨mn和pq表面粗糙 与水平面间的夹角为 37 sin37 0 6 间距为1m 垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度的大小为4t p m间所接电阻的阻值为8 质量为2kg的金属杆ab垂直导轨放置 不计杆与导轨的电阻 杆与导轨间的动摩擦因数为0 25 金属杆ab在沿导轨向下且与杆垂直的恒力f作用下 由静止开始运动 杆的最终速度为8m s 取g 10m s2 求 1 当金属杆的速度为4m s时 金属杆的加速度大小 2 当金属杆沿导轨的位移为6 0m时 通过金属杆的电荷量 转到解析 题组剖析 转回原题 规律总结 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是 先电后力 具体思路如下 用 四步法 分析电磁感应中的动力学问题 备选训练 备选训练1 如图示 mn和pq是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨 已知导轨足够长 且电阻不计 有一垂直导轨平面向里的匀强磁场 磁感应强度为b 宽度为l ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆 开始 将开关s断开 让ab由静止开始自由下落 过段时间后 再将s闭合 若从s闭合开始计时 则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是 电键闭合后 导线棒中产生感应电流 应判断通电导体棒所受安培力与其重力的大小关系 解析显隐 备选训练 备选训练2 如图处于匀强磁场中的两根足够长 电阻不计的平行金属导轨相距l 1m 导轨平面与水平面成 37 角 下端连接阻值为r 4 的电阻 匀强磁场方向垂直于导轨平面向下 磁感应强度为b 1t 质量m 0 4kg 电阻r 1 的金属棒放在两导轨上 棒与导轨垂直且接触良好 它们间的动摩擦因数 0 25 金属棒以初速度v0 20m s沿导轨滑下 g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 金属棒沿导轨下滑的最大加速度 2 金属棒下滑时电阻r消耗的最小功率 1 分析金属棒下滑过程中 所受各力及变化情况