专题电磁感应现象中的动力学及能量问题课件-高二上学期物理人教版选择性

专题：电磁感应现象中的动力学及能量问题学习目标1、应用力、能量观点，研究电磁感应中的运动问题。01基础知识PARTONE基础知识应用力、能量观点，研究电磁感应中的运动问题，其解题思路与力学中一样。在此类问题中，安培力是联系力和电的桥梁，是分析电磁感应中动力学问题的关键物理量。一、电磁感应中安培力的特点1．安培力与速度关系

2．安培力做功与电能的关系：电磁感应中克服安培力做的功等于产生的电能。基础知识二、电磁感应中力和电的关系图02PARTONE动力学观点在电磁感应中的应用二、动力学观点在电磁感应中的应用1.电磁感应中动力学问题的解题思路：“先源后路、先电后力，再是运动”2．电磁应中的动态分析在此类问题中，不论加速运动还是减速运动，加速度总是逐渐减小，最后做匀速运动。具体思路如下：二、动力学观点在电磁感应中的应用例1

(多选)如图所示，质量均为m的金属棒MN、PQ垂直于水平金属导轨放置且与导轨接触良好，金属棒MN与金属导轨间的动摩擦因数为2μ，金属棒PQ与金属导轨间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，磁感应强度为B的匀强磁场的方向竖直向下．则金属棒MN在恒力F＝3μmg作用下向右运动的过程中，有(

)A．安培力对MN棒做正功B．PQ棒不受安培力作用C．MN棒做加速度逐渐减小的加速运动，最终匀速运动D．PQ棒始终静止，安培力对PQ不做功题型一：利用力学平衡方程求解二、动力学观点在电磁感应中的应用二、动力学观点在电磁感应中的应用二、动力学观点在电磁感应中的应用二、动力学观点在电磁感应中的应用题型二：利用牛顿第二定律求解二、动力学观点在电磁感应中的应用03PARTONE能量观点在电磁感应中的应用三、能量观点在电磁感应中的应用1．电磁感应中的能量转化电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程。2．求解焦耳热Q的三种方法三、能量观点在电磁感应中的应用例3

(多选)如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强磁场垂直斜面向上，恒力F拉动金属杆ab从静止开始沿导轨向上滑动，接触良好，导轨光滑．从静止开始到ab杆到达最大速度的过程中，恒力F做功为W，ab杆克服重力做功为W1，ab杆克服安培力做功为W2，ab杆动能的增加量为ΔEk，电路中产生的焦耳热为Q，ab杆重力势能增加量为ΔEp，则(

)A．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk＋ΔEpB．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEkC．W＝Q＋ΔEk＋ΔEpD．W2＝Q，W1＝ΔEp三、能量观点在电磁感应中的应用【解析】以ab杆为研究对象，根据动能定理可得：W－W1－W2＝ΔEk，解得：W＝W1＋W2＋ΔEk，A、B两项错误；根据功能关系可知：ab杆克服安培力做功为W2＝Q，ab杆克服重力做功为W1＝ΔEp，所以有W＝Q＋ΔEk＋ΔEp，C、D两项正确．三、能量观点在电磁感应中的应用例5如图所示，足够长的U形框架宽度是L＝0.5m，底端接有一个定值电阻R＝2Ω，框架电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ＝37°角，磁感应强度B＝1T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m＝0.1kg、有效电阻r＝1Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ＝0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒横截面的电荷量为Q＝2C，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2。求：(1)导体棒匀速运动的速度大小；(2)导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功。三、能量观点在电磁感应中的应用三、能量观点在电磁感应中的应用方法提炼：电磁感应中的能量问题求解思路(1)若电流恒定，可以利用Q＝I2Rt直接计算电热。(2)若电流变化，则利用能量守恒求电热。(3)求某个电阻的电热时，先由能量守恒求出电路中产生的总电热，再利用电热与电阻的比例关系求某个电阻的电热。PARTONE课堂检测四、课堂检测四、课堂检测四、课堂检测2.(多选)如图甲所示，将一质量为m、长度为L的金属棒ab垂直放置在同一水平面上的两根光滑、平行、间距为L的导轨上，导轨电阻不计且足够长．导轨左端连接阻值为R的定值电阻，整个装置处于竖直向上的、磁感应强度为B的匀强磁场中．t＝0时刻金属棒处于静止状态，现用始终垂直于ab的水平向右的外力F作用在金属棒