第四节电磁感应中的动力学和能量问题第九章电磁感应栏目导引栏目导引第九章电磁感应一、电磁感应现象中的动力学问题1．安培力的大小安培力公式：F＝________感应电动势：E＝________感应电流：I＝ER⇒F＝_________BIlBlvB2l2vR栏目导引栏目导引第九章电磁感应2．安培力的方向(1)先用___________判定感应电流方向，再用____________判定安培力方向．(2)根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向__________．右手定则左手定则相反栏目导引栏目导引第九章电磁感应1.(多选)(2014·高考四川卷)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t)T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计形变．则()AC栏目导引栏目导引第九章电磁感应A．t＝1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB．t＝3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC．t＝1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND．t＝3s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2N栏目导引栏目导引第九章电磁感应二、电磁感应中的能量转化1．过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．(2)感应电流在磁场中受安培力，若安培力做_______功，则其他形式的能转化为电能；若安培力做________功，则电能转化为其他形式的能．(3)当感应电流通过用电器时，______能转化为____________的能．负正电其他形式栏目导引栏目导引第九章电磁感应2．安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能；安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．栏目导引栏目导引第九章电磁感应2.(单选)如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()A．棒的机械能增加量B．棒的动能增加量C．棒的重力势能增加量D．电阻R上放出的热量A栏目导引栏目导引第九章电磁感应考点一电磁感应中的动力学问题分析考点二电磁感应中的能量问题栏目导引栏目导引第九章电磁感应考点一电磁感应中的动力学问题分析1．导体的平衡态——静止状态或匀速直线运动状态．处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析．2．导体的非平衡态——加速度不为零．处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析．栏目导引栏目导引第九章电磁感应(2014·高考江苏卷)如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：栏目导引栏目导引第九章电磁感应(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.[解析](1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡：mgsinθ＝μmgcosθ解得导体棒与涂层间的动摩擦因数μ＝tanθ.(2)在光滑导轨上感应电动势：E＝BLv感应电流：I＝ER安培力：F安＝BIL受力平衡的条件是：F安＝mgsinθ解得导体棒匀速运动的速度v＝mgRsinθB2L2.栏目导引栏目导引第九章电磁感应(3)摩擦生热：Qf＝μmgdcosθ根据能量守恒定律知：3mgdsinθ＝Q＋Qf＋12mv2解得电阻产生的焦耳热Q＝2mgdsinθ－m3g2R2sin2θ2B4L4.[答案](1)tanθ(2)mgRsinθB2L2(3)2mgdsinθ－m3g2R2sin2θ2B4L4栏目导引栏目导引第九章电磁感应[总结提升]分析电磁感应中的动力学问题的一般思路(1)先进行“源”的...
