电磁感应规律的综合应用(二)――动力学和能量.

1、一轮复习新课标物理（山东专用）第4讲电磁感应规律的综合应用（二动力学和能量自主落实面基础、d短农啊 七° $1圭世考点突破捉知屣一一、感应电流在磁场中所受的安培力1.安培力的大小由感应电动势E=BLv,感应电流/=号和安培力公忖*式 F=B1L 得 F= .»学检测%綁兵一轮复习新课标物理（山东专用）2.安培力的方向判断自主落实面基础考点突破捉知屣根据愣次定律，安培力方向一定和启体簸T 闽感线的运动方向相反先用右手定则确定憾应屯流方向，再用、左手定则确定安培力方向Iffi软检测%练送一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面基础1如图941所示，ab和cd悬历持硒&W

2、隔道其魁倉Sf计M之间连接一 X X . X b X阻值为R的电阻"为一垂直于“和皿的金属杆.X 了T X 它与讪和站她如耐直向瞬册4） 戶动 b长为人电妙/?«S装如MXfx X X X磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为/i9当施加X。X V X rf X考点突破提知屣外力使杆ef以速度7>越肘杆b所受的安39 41培力为（）vB2!2vBl亠 vB2!2RR 2RDRIffi软检测»练兵-自主落实面基础 考点突破提知能【解析】鑼邂 "运动，电动势E - Blv.回路电流/箸，由得C正【答案】 C»软检测»练兵一课时知能训练

3、一轮复习新课标物理（山东专用）一轮复习新课标物理（山东专用自主落实面基础2. （2012-宁波联考）一个刚性矩形铜制线圈从高处 自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿 出磁场区域继续下落，如图9-4-2所示，则 （ ）A.若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场 过程也是匀速运动!_进入磯场XXX考点突破提知屣B. 若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过 田9 4-2 程也是加速运动C. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场 过程也是减速运动D若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动澤时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用自主落实固基础 考点突破提知屣【解析】 从线框

4、全部进入磁场至线框开始离开磁场，线框做 加速度为g的匀加速运动，可知线圈离开磁场过程中受的安培 力大于进入磁场时受的安培力，故只有C项正确.【答案】cM软检测緊练兵澤时知能训练自主落实面基础一轮复习新课标物理（山东专用）厂-易错提醒1I导体棒由于通电而运动时，安培力是动力，导体棒先运动；I 而后产生感应电流时安培力是阻力.!课时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）考点突破提知曉二.电磁感应中的能分析1.能呈转化分析课时知能训练 一自主落实|>面基础考点突破提知曉自主落实面基础一考点突破提知陡一轮复习新课标物理（山东专用）2. 电流做功产生的热暈用焦耳定律计算，公式为皿 .3. 分析电磁

5、悠应现象中能量问题的一般步骤自主落实面基础考点突破提知陡（1）在电磁感应中，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，该导体或回路就相当于电源.（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 相互转化.（3）根据能量守恒列方程分析求解.厂易错提臊 1丨在利用能量转化和守恒分析电磁感应问题时，除准确把握参与1 ;转化的能量形式和种类外，还要确定哪种能量增加，哪种能量； :减少.1II一轮复习新课标物理（山东专用）3.（2012合肥模拟）如图9一4一3所示.竖直放置的两根平行金属导轨 之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂 宜并良好接触且无摩攥，棒

6、与导轨的电阻均不计，整个装賈放在 匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于（）A. 棒的机械能增加杲B. 棒的动能增加量C. 棒的重力势能增加量D. 电阻R上放出的热量XXF±1X1.X><图9 一4一3R课时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实i面基础一考点突破提知廃【解析】勤助 尸及安培力.扌皈能定理得 W,-W »VC-AEk，即 Wf - W妄niv2 + Ep可知力F 与昨的*檢却林册童A选项正确.【答案】 A澤时知能训练 一Lj一轮复习新课标物理（山东专用）LA

7、圭突域覗知能左YE鴉善魏律今陆垂IJ 岚痹尸 电磁感应中的动力学问题分析耆1两种状态处理节（1）导体处于平衡态一静止或匀速直线运动状态.| 处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析.一（2）导体处于非平衡态一加速度不为零.I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.一轮复习新课标物理(山东专用)2.电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系内电路卜源宀弋或=Bit <(1)电学对象(内电阻訂9外电路(K):串、并联关系 E练 兵电路联系:E=I(R + r)V(受力分析：F二BII(2)力学对象合-ma( 1'过程分析Q一fc. J一轮复习新课标物理(山东专用

8、)面 础知菜 单3.电磁感应中的动力学临界问题(1) 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.F 二 Rlr(2) 基本思路是：导体受外力运动一感应电动势感应电流上竺导体受安培力一合力变化F 厶=ma加速度变化一一速度变化一临界状态.一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面港础例1（2012-福州模拟）如图9-4-4所示，线框由A位置开始下 落，在磁场中受到的安培力如果总小于重力，则它在A、B、C 0四个位置（“、"位養恰好线框有一半在磁场中）时，加速度关考点突破提知陡口！3日曰4AxcxgXX X- *- XX图 9 一

9、4 一4A. <z4xiHxzcOfl/?C.叫="严“B.D臥=吩耳=畅学检测S练兵课时知能训练【思路点拨】一轮复习新课标物理（山东专用）在不同r对线框分古 F = ma1位置 '分析a自主落实比较Q | 1的大小|考点突破捉知曉【解析】线框在九C位養时只受重力作用.加速度5=5亠 小线框在B、D位置时均受两个力的作用，其中安培力向上、重 力向下.由于重力大于安培力，所以加速度向下，大小为ag -F/m<g.又线框在。点时速度大于点速度，即所以 aD<aR*因此加速度的关系为“4 N ac>an>air选项B正确【答案】B课时知能训练一轮复习新

10、课标物理（山东专用）自主落实面港础一考点突破提知屣直女囲 9-4-5麻maR外馳豚计.现将金属棒从弹賛原长位置由静止释放，则尺鮒为X X X X X»堂检测S练兵-澤时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）【解析金輛姗爾如遜A正确；由自主落实面基础 考点突破提知屣右鉅怀4斬怡匂适外流却K的电流方向为bF 选项B锚錨译技物左时鈿励的瞬FB2LvE - BLvy回路中电流/斤，安培力的大小为F亿录> 选项C正确；金属棒减少的重力势能等于电阻/?上严生的总热量与弹簧 的弹性势能的增加量，选项D错误【答案】 ACIffi卓检测S练兵澤时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）电磁感应中的

11、能虽转化问题自主落实固基础 考点突破提知陡自主落实I*面基础一考点突破提知陡1电磁感应中的能量转化特点外力克服安培力做功，把机械能或其他能量转化成电能; 应电流通过电路做功又把电能转化成其他形式的能（如内能）. 一功能转化途径可表示为:淇他形式能鑑亦唾翳鯉形式能（如内能）I2.电能求解思路主要有三种（1）利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培 力所做的功.（2）利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能.（3）利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算.其他形式能(®)»做功C1 O ©一轮复习新课标物理（山东专用）在利用能的转化

12、和守恒定律解决电磁感应的问题时，要注 意分析安培力做功的情况，因为安培力做的功是电能和其他形 式的能之间相互转化的“桥梁”简单表示如下：电能其他形式能-IIffi堂检测ig练烬澤时知能训练 一IIffi堂检测累练兵一澤时知能训练 一自主落实面基础考点突碳提知廃课时知能训练一轮复习新课标物理(山东专用)02(2( 上海高考)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长S=a m, 两导轨间距L=S> m,导轨倾角为30%导轨上端血接一阻值尺= 13 H的电阻，磁感应强度8=0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向 上.阻值r=03 II, 量”=02 k£的金属棒与轨道垂直且接触良好, 从轨道上端皿

13、 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的 焦耳热 gi=0.1 J. $ 取 10 nVs2)求：(1) 金展棒在此过程中克服安培力的功W安；(2) 金屈棒下滑速度v=2 m/s时的加速度a；为求金属棒下滑的最大速度“m,有同学解答如下：由动能定 理，W.W =；"“：，.由此所得结果是否正确？若正确，说明 理由并完成本小赢；若不正确，给岀正确的解答.【解析I踞删钾卩为在电阻上产生的焦耳热，由于 此_- B2Iv/*Ii2L2vRrmaa g ikD1 iO 厶X3D X2 I10X2"P xas)>菜 单»第检测%练兵课时知能训练 一自主落实面基础

14、 考点突g提知陡一轮复习新课标物理(山东专用)R 3r,一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面基础一考点突破提知陡（3）此解法正确.b2l2nig sin 30° - ° 亠 © niaK r上式表明，加迷度随速度增加而减小，棒做加速度减小的加速 运动.无论最终是否达J11匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为聂 大.由动能定理可以得到棒的末速度，因此上述解法正确.【答案】(1 )0.4 J (2)3.2 m/s2 (3)见解析一轮复习新课标物理（山东专用）电磁感应中能量转化问题的分析技巧自主落实ffl基础考点突破提知陡|（1）电磁感应过程往往涉及多种能量的转化I1

15、如图中金属棒血沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用I ! 来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在尺上转化为 ： 焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能.|若导轨足够长，棒最终达稳定状态匀速运动，之后重力势能的减| I 小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能.:”2）安培力做功和电能变化的特定对应关系|“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能.畅堂检测緊练兵澤时知能训练澤时知能训练 一一轮复习新课标 物理（山东专用）自主落实面基础一考点突碇安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培I I力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能. : （3）解决此

16、类问题的步骤 ： |用法拉笫电磁感应定律和楞次定律（包箱右手定则）确定感应电| I 动势的大小和方向. ; |画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式. : I分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变； I 与回賂中电功率的改变所满足的方程，联立求解. >翘学检测S练兵自主落实面基础考点突破捉知睫课时知能训练一轮复习新课标 物理（山东专用）i）i秒汝用2. （2012-温州模拟）如图9一4一7所示电路.两根光滑金属导轨.平行放置在倾角为&的斜面上，导轨下端接有电阻人，导轨电阻不计, 斜面处在径直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒血质 量为加，受到沿斜

17、面向上且与金属棒垂直的恒力尸的作用，金属 棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度的过程中，以下说法正确 的是（）A. 作用在金属棒上各力的合力做功为零B. 殖力做的功尊于系统产生的电能图 9-4-7C.金属棒克服安培力做的功尊于电阻K上产生的焦耳热1）.金属棒克服恒力F做的功等于电阻尺上产生的焦耳热S练兵一课时知能训练 一自主落实面港础«软检测累练兵考点突破提知曉澤时知能训练菜单一轮复习新课标物理（山东专用）电磁感应中的“滑轨加杆“模型自主落实面基础考点突破提知陡思维方法建模1. “滑轨加杆”模型的分类（1）从导电滑轨的放置悄况我们可以将导电滑轨分为：水平面上的滑轨 （如图9一4一8）、竖

18、直平面内的滑轨（如图9一4-9）.斜面上的滑轨 （如图9 一4一10）三种类型.从导电滑轨上导体棒的数目来分类可以为：单导体棒类（如图9-4- “）、双导体棒类（如图9一4-12）；（3）从导电滑轨的宽度来分类可以分为：等宽类（如图9一4一 13）和不等 宽类（如图9 一 4-14）.一轮复习新课标物理（山东专用）【解析】 根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A 对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服 所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻尺 上产生的焦耳热，所以B、D错，C对.【答案】 AC一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面*础Jl/J/M软检测累练兵

19、2. “滑轨加杆”模型的解法课时知能训（1）对一根导体棒滑动问題，首先进行受力分析和运动分析，然后 结合牛顿运动定律、动能定理或能量守恒定律求解.（2）对双根导体棒滑动问题，由于运动特点和受力特点比较复杂, 一般只从能屋转化和守恒的角度分析求解.自主落实面基础 考点突筱提知陡M堂检测%练兵一课时知能训一轮复习新课标物理（山东专用）1J3 （2011-天津高考）如图9一4一15所示，两根足 够长的光滑平行金JB导轨MN、PQ间距为/=0.5 m, 其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30°角.完全相同的两金属棒“爪 皿分别垂直导轨 放，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两

20、棒质量均为加=002 kg,电阻均为=0.1整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感 应强度/? = 0.2 T,棒"在平行于导轨向上的力F作 用下，沿导轨向上匀速运动，而棒M恰好能够保持静止.K取10m/s2,问通过椒的电流/是多少，方向如何？（2）祿历受到的力F多大？棒皿每产生（2=0.1 J的热量，力F做的功丼是多少？一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面基础【解析】（1）粗受到的安培力Fcd /IB棒皿在共点力作用下平衡，別Fcd - nig sin 30。由式，代入数据解得7= 1 A根据楞次定律可知，棒曲中的电流方向由d至u考点突礦提知陡（2）棒与棒rd受到的安

21、培力大小相等 F“ = J对棒"，由共点力平衡知Fmg sin 30° + ZZB代入数据解得F 0.2 N.-(蕪单 Q C-=I一轮复习新课标物理（山东专用）畅软检测緊练兵一课时知能训练 一自主落实|*面基础 考点突破捉知廃I设在时间？内棒M产生g-o.i J的热量，由焦耳定律知 Q = 12M设樟匀速运动的速度大小为其产生的感应电动势E = Blv由闭合电路欧姆定律知由运动学公式知在时间r内，棒血沿导轨的位移力F做的功WFx综合上述各式，代入数援解得W=04 J.畅软检测緊练兵课时知能训练 一【答案】(1)1 A 方向由至c (2)0.2 N (3)0.4 J一轮复习

22、新课标 物理（山东专用自主落实面基础 考点突破提知陡3.如图9一4一16所示，在水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行 导轨PQ、MN,磁场方向与导轨所在平面垂直，质量分别为、 加，的两金属棒“、方与导轨相连，并可在导轨上无摩擦滑动.现用一竖直向上的恒力F拉金属棒心 结果“、0分别向上和向下做 匀速运动，速度大小相等，此时力F的功率为匕，感应电流的 功率为耳，下列关于匕、佗大小关系的说法中正确的是（ ）A匕、匕一定相等B. P定大于尸2C. 若/”刃2，则匚定小于戸2D. 若”"刃2，则F| 一定大于耳图 9-4-16自主落实面基础考点突破提知陡M软检测«练兵澤时知能训练一轮复

23、习新课标物理（山东专用）【解析】 两导体棒均做匀速运动，F= （ml + m2）gy则拉力F 的功率匕 F.F衣"涉，感应电流的功率尸2 2m卿,若加 /W2，則尸一定大于尸2，D正确.【答案】DM软检测«练兵澤时知能训练一轮复习新课标翔理（山东专用）»学检测K练兵E电磁感应现象中的加速度分析和动能分析1. （2011-山东高考）如图9一4一17所示，两固定的竖直光滑金属 导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒<、d， 置于边界水平的匀强磁场上方同一高度"处.磁场宽为3",方 向与导轨平面垂直.先由静止释放c, c刚进入磁场即匀

24、速运动, 此时再由静止释放乩 两导体棒与导轨始终保持良好接触.用考点突破提知屣代表示C的加速度，耳藏示的动能, 释放点的位移.下列图中正确的是（叫、七分别表示5 相对丿 11hXXXX XX XX XXXX2课时知能训练一轮复习新课标翔理（山东专用）5O h 2h3h4h5h 乙C° h 2h3h4h5h »»学检测K练兵一【解析】c的运动过程分为四个阶段.（I K</n礙側 acX - g.（ n ）/ixf<3/z, c 进入磁场匀速下落，速度 vc j2gh; jHJt d 自 由落体运动.其平均速度厂工二卡，即d自由下落高度的过程中C匀速下落2

25、高度,此过程中心2 = 0（IH）3Wj7vM, c、d均在磁 3, vc vd 2glt,c, aci £（IV比M4儿离开磁场， =尺依田i细A错谋B正确.课时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）Q)Xd</ty d 自由落体，Ekd自主落实面基础一考点突筱提知陡ffigxd.®hxd<2h,该阶段对应着c运动的（ID）阶段，两者均做加速 度为g的匀加速运动，E燃 mg"2hW“v4h、该阶段对应着c运 动的（IV）阶段，受重力和方向竖直向上的安培力；由£进入磁场匀 速运动知，凹护J心，故该阶段开始时心厂勺遊力二边 加£,可知

26、d做减速运动，且为加速度减小的减速运动，该阶段Ekd 减小.d离开磁场做匀加速直线运动，Qw随吃而均匀增加.综上分析，C错误D正确.【答案】BD自主落实面基础一考点突菠提知睫澤时知能训练菜 单一轮复习新课标物理（山东专用）E电磁感应现象中的运动分析和能呈转化分析）娴 9-4-18 际，3 U角（Ov处）,崩MV与P0卅SHE 金 曲孩2. （ 漓諸为厶朋湎瑚陳踏 W ab WIB阿傭 触，亦够圈健的 g时，槨建剔为A.运的畑対为B. 帀聃樹d为C.C. 旻瞬如灯为,wait心当尅"棒谕f的8刚 “则it棒血擂速I】（）qRBL* 2图 9-4-18课时知能训练自主落实面港础VH1流过

27、血棒某一横截面的电荷量qll詈号亦棒下滑的位移X 券，其平均速度卩，而棒下滑过程中 做加速度减小的加速运动，故平均速度不等于召,，A错误H正确；考点突破提知屣由能童守恒irigx sin " Q + ；加"2,产生的焦耳热Q wgx sin 0- aR|乙 2“rnv2 sin 0 - mv2 C 错课；当 nig sin 0 时最大，妥n2i 2V培力最大，即F >m = mg sin 0二,D斜H吴【答案】B»堂检测S练兵课时知能训练一轮复习新课标物理（山东专用）B电磁感应现象中的受力分析自主落实面基础一考点突破提知曉一3. （2010- pq川高考）如

28、图9 419所示.电阻不计的平行金属导轨固定在一绝 缘斜面上，两相同的金属导体棒“、h 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触 良好，匀强磁场垂直穿过导轨平 面.现用一平行于导轨的恒力F作用 在“的中点，使其向上运动.若始终 保持静止，则它所受摩擦力可能 （ ）A.变为0B.先减小后不变C.等于FD.先增大再减小课时知能训练菜 单一轮复习新课标物理（山东专用）自主落实面基础考点突破捉知陡解析a的I附曲方棒受到的安培力大小F严='；对“棒根据牛顿第二定律有FB平亠 mgsin 垮cos 0乔-=ma9由于速度e增大.所以加速度a 减小.当加速度a = 0时，“达到最大值即“棒先做加速度逐渐减 小的加速运动，咎后以f 做匀速直线运动.对棒根据平衡条件有 /wgsin O =当 ®增大时，办减小；当 v =时，fb=0；当rm时力不变故先减小后不变.A. H正确.【答案】 ABEBlv