湖南师大高三物理第九章电磁感应中的能量与动力学问题课件新人教版

1、14 4 电磁感应中的能量与动力学问题电磁感应中的能量与动力学问题2 1.电磁感应与力学相结合的问题电磁感应与力学相结合的问题 方法：从运动和力的关系着手，运用方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律牛顿第二定律 (1)基本思路：受力分析基本思路：受力分析运动分析运动分析变化趋向变化趋向确定运动过程和最终的稳定确定运动过程和最终的稳定状态状态由牛顿第二定律列方程求解由牛顿第二定律列方程求解.3 (2)注意安培力的特点：注意安培力的特点：4 (3)纯力学问题中只有重力、弹力、纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力，电磁感应中多一个安培力，摩擦力，电磁感应中多一个安培力，安培力随速度变化，部分弹力

2、及相安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也随之而变，导致物体应的摩擦力也随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题的运动状态发生变化，在分析问题时要注意上述联系时要注意上述联系.5 2.电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题 电磁感应的过程是能量的转化电磁感应的过程是能量的转化和守恒的过程，导体切割磁感线或和守恒的过程，导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能便转电流，机械能或其他形式的能便转化为电能；感应电流做功，又可使化为电能；感应电流做功，又可使电能转化为机械能或电阻的内能等电能转化为机械能或电阻的内能等.6 电磁

3、感应的过程总是伴随着能量转电磁感应的过程总是伴随着能量转化的过程，因此在分析问题时，应牢牢化的过程，因此在分析问题时，应牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，然后借助于动能能量参与了相互转化，然后借助于动能定理或能量守恒定律等规律求解定理或能量守恒定律等规律求解.需要说需要说明的是明的是克服安培力做了多少功，就有多克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为了电能少其他形式的能转化为了电能.7 1.电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题 如图所示，处于匀强磁场中的

4、两根如图所示，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足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成，导轨平面与水平面成=37角，角，下端连接阻值为下端连接阻值为R的电阻的电阻.匀强磁场的方匀强磁场的方向与导轨平面垂直向与导轨平面垂直.质量为质量为0.2kg、电阻、电阻不计的导体棒放在两导轨上，棒与导轨不计的导体棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并且接触良好，它们间的动摩擦因垂直并且接触良好，它们间的动摩擦因数为数为0.25.8 (1)金属棒沿导轨由静止开始下滑时的金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小加速度大小. (2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电当金属棒下滑速度达到

5、稳定时，电阻阻R消耗的功率为消耗的功率为8W，求该速度的大小，求该速度的大小. (g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8) 9 (1) 4m/s2 (2)10m/s10 如图所示，一金属杆弯成如图所示形如图所示，一金属杆弯成如图所示形状的固定导轨，左侧导轨处于水平面内，状的固定导轨，左侧导轨处于水平面内，右侧导轨处在倾角右侧导轨处在倾角=30的斜面上，导的斜面上，导轨的间距处处都为轨的间距处处都为l.质量为质量为m、电阻为、电阻为R的金属棒的金属棒ab水平放置在倾斜的导轨上水平放置在倾斜的导轨上.整整个装置处在方向垂直于斜面的匀强磁场个装置处在方向垂直于斜面的匀强磁场中，磁感

6、应强度为中，磁感应强度为B.给棒一定的初速度，给棒一定的初速度，可使棒恰好沿斜面匀速下滑，然后再进可使棒恰好沿斜面匀速下滑，然后再进入水平轨道滑行入水平轨道滑行.不计整个导轨的电阻和不计整个导轨的电阻和摩擦，重力加速度为摩擦，重力加速度为g.求：求：11 (1)金属棒沿斜面匀速下滑的速度金属棒沿斜面匀速下滑的速度v0. (2)金属棒在水平导轨滑行过程加速金属棒在水平导轨滑行过程加速度的最大值度的最大值.(设棒从倾斜导轨进入水设棒从倾斜导轨进入水平导轨过程速度大小保持不变平导轨过程速度大小保持不变)1202 22mgRvB l2m3sincos8agg1314 2.电磁感应中的能量问题电磁感应中

7、的能量问题 如图所示，将边长为如图所示，将边长为a、质量为、质量为m、电阻为电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为穿过宽度为b、磁感应强度为、磁感应强度为B的匀强磁的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里场，磁场的方向垂直纸面向里.线框向上线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场度，然后落下并匀速进入磁场.整个运动整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动且线框不发生转动.求：

8、求：15 (1)线框在下落阶段匀速进入磁场时线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度的速度v2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的线框在上升阶段刚离开磁场时的速度速度v1； (3)线框在上升阶线框在上升阶 段通过磁场过程中产段通过磁场过程中产 生的焦耳热生的焦耳热Q.16222mgf RvB a21222RmgfmgfmgfvvmgfB a2443()2m mgfmgf RQmg baf abB a17 如图所示，如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金两条平行的光滑金属轨道与水平面成属轨道与水平面成角固定，轨距为角固定，轨距为d.空间存在匀强磁场空间存在匀强磁场.磁场方向垂直于轨道磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为平面向上，磁感应强度为B，P、M间接间接阻值为阻值为R的电阻的电阻.质量为质量为m的金属杆的金属杆ab水水平放置在轨道上，其有效电阻为平放置在轨道上，其有效电阻为r.现从现从静止释放静止释放ab，当它沿轨道下滑距离，当它沿轨道下滑距离x时，时，达到最大速度达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计，若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为重力加速度为g.求：求：18 (1)金属杆金属杆ab运动的最大速度；运动的最大速度； (2)金属杆金属杆ab运动的加速度为运动的加速度为 时，时，电阻电