专题电磁感应中的动力学和能量问题VIP专享

1 图3 电磁感应中的动力学和能量问题 导学目标 1.会分析计算电磁感应中的安培力参与的导体的运动及平衡问题. 2.会分析计算电磁感应中能量的转化与转移． 考点一 电磁感应中的动力学问题分析 例 1 (2011·四川理综·24)如图1 所示，间距l＝0.3 m 的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2 分别固定在两个竖直面内．在水平面a1b1b2a2 区域内和倾角θ＝37° 的斜面c1b1b2c2 区域内分别有磁感应强度B1＝0.4 T、方向竖直向上和B2＝1 T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场．电阻 R＝0.3 Ω 、质量m1＝0.1 kg、长为 l 的相同导体杆 K、S、Q 分别放置在导轨上，S 杆的两端固定在b1、b2 点，K、Q 杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好．一端系于 K 杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2＝0.05 kg 的小环．已知小环以 a＝6 m/s2的加速度沿绳下滑，K 杆保持静止，Q 杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F 作用下匀速运动．不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长．取 g＝10 m/s2，sin 37° ＝0.6，cos 37° ＝0.8.求： (1)小环所受摩擦力的大小； (2)Q 杆所受拉力的瞬时功率． 跟踪训练 1 如图2 所示，电阻为 R，其他电阻均可忽略，ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为 m，棒的两端分别与ab、cd 保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒 ef 从静止下滑一段时间后闭合开关 S，则 S 闭合后 ( ) A．导体棒 ef 的加速度可能大于 g B．导体棒 ef 的加速度一定小于 g C．导体棒 ef 最终速度随 S 闭合时刻的不同而不同 D．导体棒 ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒 考点二 电磁感应中的能量问题分析 例2 如图3 所示，空间存在竖直向上、磁感应强度B＝1 T 的匀强磁场，ab、cd 是相互平行间距L＝1 m 的长直导轨，它们处在同一水平面内，左边通过金属杆 ac 相连．质量m＝1 kg 的导体棒 MN 水平放置在导轨上，已知 MN 与ac 的总电阻R＝0.2 Ω ，其他电阻不计．导体棒 MN 通过不可伸长的细线经光滑定滑轮与质量也为 m 的重物相连，现将重物由静止状态释放后与导体棒 MN 一起运动，并始终保持导体棒与导轨接触良好．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数 μ＝0.5，其他摩擦不计，导轨足够长，重物离地面足够高，重力加速度g 取 10 m/s2. (1)请定性说明：导体棒 MN 在达到匀速运动前，速度和加...