2019届高三第一轮复习 第十章 第3讲（二）

2019届高三物理第一轮复习 课件制作讲授 邵阳市二中谭伟卿 第十章电磁感应 第3讲 二 电磁感应规律的综合应用 二 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析 加速度不为零 根据平衡条件列式分析 加速度为零 平衡态 处理方法 特征 状态 非平衡态 2 力学对象和电学对象的相互关系 3 动态分析的基本思路 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 如速度 加速度求最大值或最小值的条件 具体思路如下 例1 如图所示 两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30 的斜面上 导轨电阻不计 间距L 0 4m 导轨所在空间被分成区域 和 两区域的边界与斜面的交线为MN 中的匀强磁场方向垂直斜面向下 中的匀强磁场方向垂直斜面向上 两磁场的磁感应强度大小均为B 0 5T 在区域 中 将质量m1 0 1kg 电阻R1 0 1 的金属条ab放在导轨上 ab刚好不下滑 然后 在区域 中将质量m2 0 4kg 电阻R2 0 1 的光滑导体棒cd置于导轨上 由静止开始下滑 cd在滑动过程中始终处于区域 的磁场中 ab cd始终 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触 取g 10m s2 问 1 cd下滑的过程中 ab中的电流方向 2 ab刚要向上滑动时 cd的速度v多大 3 从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中 cd滑动的距离x 3 8m 此过程中ab上产生的热量Q是多少 1 由a流向b 方法规律 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 要点二电磁感应中的能量问题 1 能量转化及焦耳热的求法 1 能量转化 2 求解焦耳热Q的三种方法 2 电能求解的三种思路 1 利用克服安培力求解 电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功 2 利用能量守恒或功能关系求解 3 利用电路特征来求解 通过电路中所产生的电能来计算 3 解题的一般步骤 1 确定研究对象 导体棒或回路 2 弄清电磁感应过程中 哪些力做功 哪些形式的能量相互转化 3 根据能量守恒定律列式求解 例6 如图所示 在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨 导轨间距为L 长为3d 导轨平面与水平面的夹角为 在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层 匀强磁场的磁感应强度大小为B 方向与导轨平面垂直 质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放 在滑上涂层之前已经做匀速运动 并一直匀速滑到导轨底端 导体棒始终与导轨垂直 且仅与涂层间有摩擦 接在两导轨间的电阻为R 其他部分的电阻均不计 重力加速度为g 求 1 导体棒与涂层间的动摩擦因数 2 导体棒匀速运动的速度大小v 3 整个运动过程中 电阻产生的焦耳热Q 1 导体棒与涂层间的动摩擦因数 解析 1 在绝缘涂层上导体棒受力平衡有mgsin mgcos 解得 tan 2 导体棒匀速运动的速度大小v 3 整个运动过程中 电阻产生的焦耳热Q 方法规律 1 若回路中电流恒定 可以利用电路结构及W UIt或Q I2Rt直接进行计算 2 若电流变化 则 利用安培力做的功求解 电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功 利用能量守恒求解 若只有电能与机械能的转化 则机械能的减少量等于产生的电能 例7 如图所示 水平面内有两根足够长的平行导轨L1 L2 其间距d 0 5m 左端接有容量C 2000 F的电容 质量m 20g的导体棒可在导轨上无摩擦滑动 导体棒和导轨的电阻不计 整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场 磁感应强度B 2T 现用一沿导轨方向向右的恒力F1 0 44N作用于导体棒 使导体棒从静止开始运动 经t时间后到达B处 速度v 5m s 此时 突然将拉力方向变为沿导轨向左 大小变为F2 又经2t时间后导体棒返回到初始位置A处 整个过程电容器未被击穿 求 1 导体棒运动到B处时 电容C上的电量 2 t的