2009 届高三第一轮复习学案电磁感应中的力学问题和能量转换问题一、知识扫描1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用,从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况。解决这类电磁感应现象中的力学综合题,要将电磁学、力学中的有关知识综合起来应用。2. 电磁感应现象实质是能量转化与守恒.电磁感应过程中导体(或线圈)克服安培力做功,其他形式的能量转化为电能。当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能量。“外力”克服安培力做了多少功,就有多少 能转化为 能。同理,安培力做了多少功,就有多少 能转化为 能。3. 安培力的冲量三、好题精析例 1. 如图所示,AB、CD 是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为 L,导轨平面与水平面的夹角为 θ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为 B,在导轨的 AC 端连接一个阻值为 R 的电阻,一根质量为 m、垂直于导轨放置的金属棒 ab,从静止开始沿导轨下滑。求导体 ab 下滑的最大速度 vm;(已知 ab 与导轨间的动摩擦因数为 μ,导轨和金属棒的电阻都不计。g=10m/s2) 例 2. 如图所示,水平面上固定有平行导轨,磁感应强度为 B 的匀强磁场方向竖直向下。同种合金做的导体棒 ab、cd 横截面积之比为 2∶1,长度和导轨的宽均为 L,ab 的质量为 m ,电阻为 r,开始时 ab、cd 都垂直于导轨静止,不计摩擦。给 ab 一个向右的瞬时冲量 I,在以后的运动中,cd 的最大速度 vm、最大加速度 am、产生的电热各是多少?例 3.(2003 年全国理综卷)如图所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强用心 爱心 专心乙 甲FF=BIL临 界 状态态v 与 a 方向关系运动状态的分析a 变化情况 F=ma 合外力运动导体所受的安培力感应电流确定电源(E ,r )rREIBa db c度 B=0.50T 的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻很小,可忽略不计。导轨间的距离l=0.20m。两根质量均为 m=0.10kg 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为 R=0.50Ω。在 t=0 时刻,两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为 0.20N 的恒力 F 作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s,金属杆甲的加速度为 a=1.37m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少?四、变式迁移1、如图所示,在光滑的水平面上,有一垂直向下的匀强磁场分布在宽为...