高三物理专题复习微元法在电磁感应现象中的应用_全国通用

电磁感应动态分析（一）,微元法在电磁感应问题中的应用,加速度变化,合外力变化,安培力变化,导体变速运动,感应电动势变化,感应电流变化,分析此类问题的关键是抓住状态变化过程中变量的变化特点和规律，从而确定状态变化过程中的临界点和最终状态,2008.12.162020/5/27,例.如图，水平放置的导体电阻为R，R与两根光滑的平行金属导轨相连，导轨间距为L，其间有垂直导轨平面的、磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上有一导体棒ab质量为m以初速度v0向右运动。,导体棒将做什么运动？,加速度越来越小的减速运动,请描绘出运动的v-t图像,最终静止,2008.12.162020/5/27,例1.如图，水平放置的导体电阻为R，R与两根光滑的平行金属导轨相连，导轨间距为L，其间有垂直导轨平面的、磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上有一导体棒ab质量为m以初速度v0向右运动。,全过程一共产生多少焦耳热？,2008.12.162020/5/27,例1.如图，水平放置的导体电阻为R，R与两根光滑的平行金属导轨相连，导轨间距为L，其间有垂直导轨平面的、磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上有一导体棒ab质量为m以初速度v0向右运动。,能否求出这个过程的总位移呢？,位移：图像与横轴所包含的面积,运动规律（牛顿第二定律）：,即：,v0,2008.12.162020/5/27,能否求出这个过程的总位移呢？,微元法,取一元过程,t极小，vi与这一时间间隔内的平均速度相等,a的大小与元过程有关,v0,2008.12.162020/5/27,能否求出这个过程的总位移呢？,微元法,在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再将“元过程”进行必要的数学方法（累计求和）进而使问题求解。,v0,2008.12.162020/5/27,能否求出这个过程的总位移呢？,能否求出全过程中通过导体某个横截面的电量？,v0,2008.12.162020/5/27,能否求出这个过程的总位移呢？,能否求出全过程中通过导体某个横截面的电量？,微元法,I,2008.12.162020/5/27,引申1：如图，水平放置的导体电阻为R，R与两根光滑的平行金属导轨相连，导轨间距为L，其间有垂直导轨平面的、磁感应强度为B的匀强磁场。导轨上有一导体棒ab质量为m受到大小为F的恒力作用从静止开始向右运动。,导体棒将做什么运动？,加速度越来越小的加速运动，,请描绘出运动的v-t图像,最终做匀速运动，外力F与安培力平衡,2008.12.162020/5/27,末速度多大？,若在t时刻，棒作匀速运动，求这段时间内的总位移。（tt0）,运动规律,思考：求该过程中产生的焦耳热,2008.12.162020/5/27,引申2：如图，竖直放置的光滑U形导轨宽为L，上端串有一个电容，电容为C，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向里。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦及各部分电阻，试通过计算说明金属棒的运动情况。,要说明运动情况，可能有哪些？,匀速，匀加速还是变加速？,找出F-t，或a-t的关系,需要通过计算说明什么问题？,2008.12.162020/5/27,运动规律,这种情况下,欧姆定律适用么?,恒量,即物体作匀加速直线运动！,分析元过程来帮助理解运动细节,微元,分析受力,不适用,2008.12.162020/5/27,小结微元法在电磁感应问题中的应用,在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体的方法。,在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再将“元过程”进行必要的数学方法（累计求和）进而使问题求解。,在电磁感应问题中，常常遇到非匀变速运动过程中求位移，电量，能量等问题，灵活运用微元的思想，可以帮助我们更深刻的理解物理过程。,2008.12.162020/5/27,思考题,如图,空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场,竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度为B=1T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为d=0.5m,现有一边长l=0.2m、质量m=0.1kg、电阻R0.1的正方形线框MNOP以v0=7m/s的初速从左侧磁场边缘水平进入磁场,求线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热Q,2008.12.162020/5/27,线框能穿过的完整条