（江苏专用）2020版高考物理总复习第九章电磁感应专题突破2电磁感应中的动力学和能量问题课件.pptx

1、专题突破2电磁感应中的动力学和能量问题,电磁感应中的动力学问题,1.两种状态及处理方法,2.电学对象与力学对象的转换及关系,图1,【例1】(2018盐城市第三次模拟)如图1所示，两根电阻不计、相距L、足够长的平行金属直角导轨，一部分处在水平面内，另一部分处在竖直平面内。导轨所在空间存在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒ab质量为2m，电阻为R；cd质量为m，电阻为2R，两棒与导轨间动摩擦因数均为，ab棒在水平向左拉力作用下，由静止开始沿水平轨道做匀加速运动，同时cd棒由静止释放，cd棒速度从0达到最大的过程中拉力做功为W，重力加速度为g。求：,(1)cd棒稳定状态时所受的摩擦力； (2)

2、cd棒速度最大时，ab棒两端的电势差； (3)cd棒速度从0达到最大的过程中，ab棒克服阻力做的功。 解析(1)cd棒最终保持静止状态，所受的合力为0 mgFf静0，Ff静mg，方向：竖直向上 (2)cd棒速度达到最大时，所受合力为0 mgFf滑0，Ff滑FN，FNF安BIL,(3)cd棒速度从0达到最大的过程中，ab棒克服阻力做的功为W阻W摩W安,电路中的感应电动势EBLvab 由闭合电路欧姆定律,对cd棒有BILmg,答案见解析,用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：,电磁感应中的能量问题,2.求解焦耳热Q的三种方法,1.

3、电磁感应中的能量转化,图2,【例2】(2018江苏南通高三上学期第一次调研)如图2所示，光滑绝缘斜面倾角为，斜面上平行于底边的虚线MN、PQ间存在垂直于斜面向上，磁感应强度为B的匀强磁场，MN、PQ相距为L，质量为m、边长为d(dL)的正方形金属线框abef置于斜面上，线框电阻为R，ab边与磁场边界MN平行，相距为L，线框由静止释放后沿斜面下滑，ef边离开磁场前已做匀速运动，重力加速度为g，求：,(1)线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量q； (2)线框ef边离开磁场区域时的速度v； (3)线框穿过磁场区域产生的热量Q。 解析(1)线框进入磁场的过程产生的平均感应电动势,磁通量的变化量Bd

4、2,受到的安培力FIdB 由平衡条件可得mgsin F0,1.模型构建 “杆导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景变化空间大，是我们复习中的难点。“杆导轨”模型又分为“单杆”和“双杆”模型(“单杆”模型为重点)；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等。,电磁感应中的“杆导轨”模型,(1)单杆水平式(导轨光滑),2.模型分类及特点,(2)单杆倾斜式(导轨光滑),图4.55 (1)运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图。 (2)通过R的电流方向如何？大

5、小等于多少？,题源：人教版选修32P21T3 设图4.55中的磁感应强度B1 T，平行导轨宽l1 m，金属棒PQ以1 m/s速度贴着导轨向右运动，R1 ，其他电阻不计。,解析(1)等效电路如图所示。,(2)通过R的电流方向从上到下。 根据导体切割磁感线产生感应电动势的公式EBlv， PQ的电动势为E111 V1 V。,拓展1(2017江苏单科，13)如图3所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v。导轨

6、和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：,图3,(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I； (2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a； (3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。 解析(1)感应电动势EBdv0,(2)安培力FBId 牛顿第二定律Fma,(3)金属杆切割磁感线的速度vv0v，则 感应电动势EBd(v0v),拓展2(2018江苏单科，13)如图4所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒