202X届高考物理一轮复习能力课12电磁感应中的动力学与能量问题课件新人教版

1、能力课能力课1212电磁感应中的动力学与能量问题电磁感应中的动力学与能量问题-2-知识点一知识点二知识点三两种状态及处理方法 -3-知识点一知识点二知识点三电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小2.安培力的方向(1)先用判定感应电流方向,再用判定安培力方向。(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向。BIl Blv 右手定则左手定则相反-4-知识点一知识点二知识点三电磁感应现象中的能量问题1.能量的转化感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力,将机械能转化为,电流做功再将电能转化为。2.实质电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的能和之间的转化。3.电磁感应现象中能量的三

2、种计算方法(1)利用克服安培力求解:电磁感应中产生的电能等于克服所做的功。(2)利用能量守恒求解:机械能的减少量等于产生的。(3)利用电路特征来求解:通过电路中所产生的电热来计算。做功电能内能或其他形式的能电能安培力电能-5-考点一考点二电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题(师生共研师生共研)1.电磁感应与力学的联系在电磁感应现象中导体运动切割磁感线,产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用。因此,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起。解决电磁感应中的力学问题时,一方面要考虑电磁学中的有关规律,另一方面要考虑力学中的有关规律,要将电磁学和力学知识综合起来应用。-6-考点一考点二2.

3、解题思路 -7-考点一考点二例题(多选)下图甲中bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁感应强度随时间的变化如图乙,导体棒PQ始终静止,在0t1时间内()A.导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向上B.导体棒PQ所受安培力的方向始终沿轨道斜面向下C.导体棒PQ受到的摩擦力可能一直增大D.导体棒PQ受到的摩擦力可能先减小后增大思维点拨 (1)由图乙确定磁通量变化;(2)判断安培力方向并计算安培力大小;(3)确定摩擦力变化情况。 答案解析解析关闭在0t1时间内,磁感应强度B先减小后反向增

4、大,穿过PQca回路的磁通量先减小后反向增大,由楞次定律可知,当回路磁通量均匀减小时,产生恒定的感应电流,回路面积有扩大趋势,导体棒PQ受到的安培力沿轨道斜面向上,安培力的大小FA=BIl=Il(B0-kt),随磁感应强度B的减小而减小,导体棒PQ受到的静摩擦力在t=0时若沿斜面向下,则静摩擦力随B的减小而减小;在t=0时若沿斜面向上,则静摩擦力随B的减小而增大。当磁感应强度B反向增大时,回路磁通量增大,回路面积有缩小的趋势,导体棒PQ受到的安培力沿斜面向下,且随磁感应强度B的增大而增大,导体棒PQ受到的静摩擦力Ff=mgsin +BIl也随之增大。因此安培力在磁感应强度B减小到0之前沿斜面向

5、上,静摩擦力有可能沿斜面向上,也有可能沿斜面向下,选项A、B错误;而静摩擦力可能先减小后增大或者一直增大,选项C、D正确。 答案解析关闭CD-8-考点一考点二思维训练思维训练 (2018天津宝坻区月考)(多选)如图所示,在水平桌面上放置两条相距为l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻也为R的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不

6、会触地),g表示重力加速度,其他电阻不计,则()A.电阻R中的感应电流方向由c到aB.物块下落的最大加速度为g 答案解析解析关闭 答案解析关闭-9-考点一考点二电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题(师生共研师生共研)1.电磁感应现象中的能量转化2.求解焦耳热Q的三种方法 -10-考点一考点二例题(多选)两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为l,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则()A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为abC.金属棒的速度为v时,所受的安培力大小为D.电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 答案解析解析关闭 答案解析关闭-11-考点一考点二方法规律解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤(