【全程复习方略】2013版高中物理-9.4.电磁感应规律的综合应用(二)课件-沪科版VIP专享VIP免费

第4讲电磁感应规律的综合应用(二)(动力学和能量)考点1电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小感应电动势：E=感应电流：I=安培力公式：F=BLvERBIL⇒F=22BvRL2.安培力的方向(1)先用_________确定感应电流方向，再用_________确定安培力方向.(2)根据楞次定律，安培力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1.安培力对导体棒运动的两种作用(1)导体棒由于通电而运动时，安培力是动力.(2)由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培力为阻力.2.导体棒两种状态的处理方法(1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件列方程求解.(2)导体处于非平衡态——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.如图所示，金属棒AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒AB和导轨的电阻均忽略不计，导轨左端接有电阻R，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面，现以水平向右的恒力F拉着棒AB向右移动，t秒末棒AB的速度为v，移动距离为x,且在t秒内速度大小一直在变化，则下列判断正确的是()A.t秒内AB棒所受安培力方向水平向左且逐渐增大B.t秒内AB棒做加速度逐渐减小的加速运动C.t秒内AB棒做匀加速直线运动D.t秒末外力F做功的功率为2Fxt【解析】选A、B.由右手定则可知棒AB中感应电流的方向是由B到A，再由左手定则可判断棒AB所受安培力的方向水平向左，根据安培力的表达式可知，安培力逐渐增大，A正确；由牛顿第二定律可知，棒AB做加速度逐渐减小的加速运动，B正确，C错误；t秒末外力F做功的功率为P=Fv，由于AB棒不是匀加速直线运动，故D错误.22BvFR安L22BvFmaRLvxt,21.能量的转化感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力_____，将其他形式的能转化为_____，电流做功再将电能转化为_____.2.实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和_____之间的转化.考点2电磁感应现象中的能量问题做功电能内能电能电磁感应现象中能量的三种计算方法：(1)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功.(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能.(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算.(2012·烟台模拟)如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中.有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点.在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q.已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计，则()A.该过程中导体棒做匀减速运动B.该过程中接触电阻产生的热量为C.开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为D.当导体棒的速度为时，回路中感应电流大小为初始时的一半201mv8QRB01v2【解析】选C.导体棒产生的感应电动势为E=BLv，电流为安培力为都在减小，加速度也在减小，故A错误；在该过程中，棒的动能全部转化为接触电阻的热量，即为,故B错误；在该过程中通过回路的总电荷量为，则回路的面积，C正确；由感应电动势E=BLv和电流知由于L也在变化，故当导体棒的速度为时，回路中感应电流的大小应小于初始时的一半，D错误.BLvI,R22BLvFBIL,LvR、201mv2BSQRQRSBBLvIR0v2电磁感应中动力学临界问题的求解方法【例证1】(2011·海南高考)如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断，保持F不变，金属杆和导轨始终接触良好.求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度.【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)根据初状态两杆静止计算F的大小.(2)回路中的感应电动势应为两金属杆切割磁感线产生的感应电动势之和.(3)分析两杆达到最大速度时杆的受力情况，进而列出相关方程.【自主解答】(1)设任...