電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路 圖象、動力學(xué)及能量問題

1、專題專題7 7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、 圖象圖象、動力學(xué)及能量問題、動力學(xué)及能量問題第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-2-一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題1.內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于 電源。 (2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻,其余部分是外電路。 2.電源電動勢和路端電壓(1)電動勢:E=Blv或E=。 (2)路端電壓:U=IR=E-Ir。 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁

2、感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-3-二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-4-三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題1.能量的轉(zhuǎn)化感應(yīng)電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 2.實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化,實質(zhì)是其他形式的能和電能之間的轉(zhuǎn)化。 3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的三種計算方法(1)利用克服安培力求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功。 (2)利用能量守恒求解

3、:機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能。 (3)利用電路特征來求解:通過電路中所產(chǎn)生的電熱來計算。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-5-第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-6-1.如圖所示,一個半徑為L的半圓形硬導(dǎo)體AB以速度v在水平U形框架上勻速滑動,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,回路電阻為R0,半圓形硬導(dǎo)體AB的電阻為r,其余電阻不計,則半圓形導(dǎo)體AB切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小及AB

4、之間的電勢差分別為( ) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-7-2.(多選)如圖甲所示,abcd是由導(dǎo)體做成的框架,框架平面與水平面成角,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路中的總電阻為R,整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化情況如圖乙(取圖中B的方向為正方向),PQ始終靜止。關(guān)于PQ與ab、cd間的摩擦力F在0t1內(nèi)的變化情況,下列判斷中有可能正確的是( ) A.F一直增大B.F一直減小C.F先減小,后增大 D.

5、F先增大,后減小 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知在線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電流,開始導(dǎo)體棒PQ受到沿導(dǎo)軌向上的安培力,若開始安培力小于導(dǎo)體棒重力沿導(dǎo)軌向下的分力mgsin ,則摩擦力為 F=mgsin -F安,隨著安培力的減小,摩擦力F逐漸增大,A正確。若開始時安培力大于mgsin ,則摩擦力為F=F安-mgsin ,由于安培力逐漸減小,則摩擦力逐漸減小,當(dāng)F安=mgsin 時,摩擦力為零并開始反向變?yōu)镕=mgsin -F安,隨著安培力的變化將逐漸增大,C正確。 答案解析關(guān)閉AC第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問

6、題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-8-3.在豎直方向的勻強磁場中,水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖甲所示,磁場向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強度B隨時間t按圖乙變化時,圖丙中能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是( ) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-9-4.邊長為a的閉合金屬正三角形框架,左邊豎直且與磁場右邊界平行,完全處于垂直框架平面向里的勻強磁場中?，F(xiàn)把框架勻速水平向右拉出磁場,如圖所示,則下列圖象與這一過程相符合的是( ) 答案解析解析關(guān)

7、閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練知識梳理-10-5.(多選)如圖所示,豎直平面內(nèi)有一足夠長的寬度為L的金屬導(dǎo)軌,質(zhì)量為m的金屬導(dǎo)體棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地上下滑動,且導(dǎo)體棒ab與金屬導(dǎo)軌接觸良好,ab電阻為R,其他電阻不計。導(dǎo)體棒ab由靜止開始下落,過一段時間后閉合開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab立刻做減速運動,則在以后導(dǎo)體棒ab的運動過程中,下列說法中正確的是( )A.導(dǎo)體棒ab做減速運動期間加速度一定減小B.單位時間內(nèi)克服安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.導(dǎo)體棒減少的機

8、械能轉(zhuǎn)化為閉合電路中的電能和電熱之和,符合能的轉(zhuǎn)化和守恒定律D.導(dǎo)體棒ab最后做勻速運動時,速度大小為 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-11-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路問題1.對電磁感應(yīng)中電源的理解電源的正負(fù)極、感應(yīng)電流的方向、電勢的高低、電容器極板帶電問題,可用右手定則或楞次定律判定。2.對電磁感應(yīng)電路的理解(1)在電磁感應(yīng)電路中,相當(dāng)于電源的部分把其他形式的能通過電流做功轉(zhuǎn)化為電能。(2)“電源

9、”兩端的電壓為路端電壓,而不是感應(yīng)電動勢。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-12-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四3.電磁感應(yīng)中電路知識的關(guān)系圖 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-13-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四4.分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識

10、梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-14-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向豎直向下。在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點和外圓導(dǎo)軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求:(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小;(2)外力的

11、功率。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-15-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四解題探究:如何求導(dǎo)體棒AB運動的平均速度?導(dǎo)體棒在轉(zhuǎn)動過程中,有哪些力做功?分別做正功還是負(fù)功? 提示:滑動摩擦力做負(fù)功,安培力做負(fù)功,外力做正功。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-16-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁

12、感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-17-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四(2)在豎直方向有mg-2FN=0式中,由于導(dǎo)體棒質(zhì)量分布均勻,內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的支持力大小相等,其值為FN。兩導(dǎo)軌對運動的導(dǎo)體棒的滑動摩擦力均為 Ff=FN在t時間內(nèi),導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為l1=rt,l2=2rt克服摩擦力做的總功為Wf=Ff(l1+l2)在t時間內(nèi),消耗在電阻R上的功為WR=I2Rt根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知,外力在t時間內(nèi)做的功為W=Wf+WR第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、

13、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-18-考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四規(guī)律總結(jié):電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電路問題的處理方法1.確定電源。切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,利用E=Blv或求感應(yīng)電動勢的大小,利用右手定則或楞次定律判斷電流方向。2.分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系),畫出等效電路圖。3.利用電路規(guī)律求解。主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-19-

14、考點一考點二例1對點訓(xùn)練1考點三考點四如圖甲所示,垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?a,磁感應(yīng)強度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框CDEF從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,在圖乙中給出的線框EF兩端的電壓UEF與線框移動距離x的關(guān)系的圖象正確的是( )乙 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-20-考點一考點二考點三例2對點訓(xùn)練2考點四電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題1.圖象類型(1)隨時間變化的圖象如B

15、-t圖象、-t圖象、E-t圖象和I-t圖象。(2)隨位移x變化的圖象如E-x圖象和I-x圖象。2.問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象。(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量。(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象。3.解題關(guān)鍵弄清初始條件,正、負(fù)方向的對應(yīng),變化范圍,所研究物理量的函數(shù)關(guān)系式,進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折點是解決問題的關(guān)鍵。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-21-考點一考點二考點三例2對點訓(xùn)練2考點四4.注意的問題對圖象的認(rèn)識,應(yīng)注意以下幾方面

16、(1)明確圖象所描述的物理意義;(2)必須明確各種“+”“-”的含義;(3)必須明確斜率的含義;(4)必須建立圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系;(5)注意三個相似關(guān)系及其各自的物理意義:第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-22-考點一考點二考點三例2對點訓(xùn)練2考點四5.電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常見解法(1)排除法:定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化),特別是物理量的正負(fù),排除錯誤的選項。(2)函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩

17、個物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和判斷,這未必是最簡捷的方法,但卻是最有效的方法。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-23-考點一考點二考點三考點四例2對點訓(xùn)練2(多選)(2015廣西四市適應(yīng)性檢測)矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強磁場中處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖甲所示。一磁場的磁感線方向與導(dǎo)線框所在平面垂直,磁感應(yīng)強度的大小B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。t=0時刻,磁感應(yīng)強度的方向垂直導(dǎo)線框平面向里,在04 s時間內(nèi),導(dǎo)線框ad邊所受安培力F安隨時間t變化的圖象(規(guī)定向左為安培

18、力的正方向)及導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象(規(guī)定順時針方向為電流的正方向)可能是圖中的( ) 答案解析解析關(guān)閉由法拉第電磁感應(yīng)定律,02 s和24 s 的感應(yīng)電流大小相等且方向相反,選項A正確;由安培力F=BIL可得02 s和24 s的安培力呈線性變化,選項D正確。 答案解析關(guān)閉AD第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-24-考點一考點二考點三考點四例2對點訓(xùn)練2解題探究:01 s和12 s內(nèi)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是否相同?提示:相同。 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中

19、的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-25-考點一考點二考點三考點四例2對點訓(xùn)練2方法歸納:解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類,即是B-t圖象還是-t圖象,或者是E-t圖象、I-t圖象等;(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程;(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系;(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式;(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、坐標(biāo)軸截距等;(6)畫出圖象或判斷圖象。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電

20、路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-26-考點一考點二考點三考點四例2對點訓(xùn)練2(2015云南昆明三中、玉溪一中統(tǒng)考)如圖所示,在PQ、QR區(qū)域存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場,磁場方向均垂直于紙面,bc邊與磁場的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始線框向右勻速橫穿兩個磁場區(qū)域。以abcdef為線框中電流的正方向。以下四個i-t關(guān)系示意圖中正確的是( ) 答案解析解析關(guān)閉本題考查右手定則和法拉第電磁感應(yīng)定律,意在考查考生對電磁感應(yīng)、電流圖象的理解。由右手定則分段判斷bc、de、af三邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的方向,由E=BLv分段判

21、斷bc、de、af三邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小,得出示意圖中正確的是C。 答案解析關(guān)閉C第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-27-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題1.導(dǎo)體的兩種運動狀態(tài)(1)平衡狀態(tài):靜止或勻速直線運動,F合=0。(2)非平衡狀態(tài):加速度不為零,F合=ma。2.解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路“先電后力”,即先做“源”的分析分離出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源,求出電源參數(shù)E和r;再進(jìn)行“路”的分析分析電路

22、結(jié)構(gòu),弄清串、并聯(lián)關(guān)系,求出相應(yīng)部分的電流大小,以便求解安培力;然后是“力”的分析分析研究對象(常是金屬桿、導(dǎo)體線圈等)的受力情況,尤其注意其所受的安培力;最后進(jìn)行“運動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運動的關(guān)系,判斷出正確的運動模型。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-28-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四如圖所示,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為,間距為l。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器,電容為C。導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒

23、,棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑,求:(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系。(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-29-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四解題探究:金屬棒下滑產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與電容器兩極板間電壓數(shù)值關(guān)系如何?金屬棒下滑過程中受力情況如何?就其運動情況,你有何猜想?提示:相等。 提示:金屬棒

24、下滑過程中受重力、支持力、摩擦力、安培力,首先考慮其是否做勻加速直線運動。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-30-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-31-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-32-

25、考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-33-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四規(guī)律總結(jié):對于涉及電磁感應(yīng)的動態(tài)分析問題要注意以下幾點:(1)電磁感應(yīng)動力學(xué)問題中,要抓好受力情況、運動情況的動態(tài)分析。導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化,最終加速度為零,導(dǎo)體達(dá)到勻速(最終速度)運動的穩(wěn)定狀態(tài)。(2)這類問題要抓住“速度變化引起安培力變化”這個關(guān)系,并從分析物體的受力情況與運動情況入手解決問題,這是解題的關(guān)鍵。

26、第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-34-考點一考點二考點三例3對點訓(xùn)練3考點四(多選)如圖所示,平行且足夠長的兩條光滑金屬導(dǎo)軌,相距 L=0.4 m,導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為30,其電阻不計。把完全相同的兩金屬棒(長度均為0.4 m)ab、cd分別垂直于導(dǎo)軌放置,并使每棒兩端都與導(dǎo)軌良好接觸。已知兩金屬棒的質(zhì)量均為m=0.1 kg、電阻均為 R=0.2 ,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B=0.5 T,當(dāng)金屬棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下沿導(dǎo)軌向上勻速運

27、動時,金屬棒cd恰好能保持靜止。(g取 10 m/s2),則( )A.F的大小為0.5 NB.金屬棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.0 VC.ab棒兩端的電壓為1.0 VD.ab棒的速度為5.0 m/s 答案解析解析關(guān)閉本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律,意在考查考生的分析綜合能力。對于cd棒有mgsin =BIL,解得回路中的電流I=2.5 A,所以回路中的感應(yīng)電動勢E=2IR=1.0 V,B正確;Uab=IR=0.5 V,C錯誤;對于ab棒有F=BIL+mgsin ,解得F=1.0 N,A錯誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLv,解得v=5.0 m/s,D正確。 答案解析關(guān)閉BD第九章第九章專題專題7電

28、磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-35-考點一考點二考點三例4對點訓(xùn)練4考點四電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化 2.求解焦耳熱Q的三種方法第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-36-考點一考點二考點三例4對點訓(xùn)練4考點四3.解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟(1)在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源。

29、(2)分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(3)根據(jù)能量守恒列方程求解。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-37-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4(2015河北唐山模擬)如圖甲所示,有一傾斜放置、電阻不計且足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、EF,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為=37,兩平行導(dǎo)軌相距L=1 m,上端連接一阻值為R=3.0 的電阻。一質(zhì)量為m=0.4 kg、電阻r=1.0 的勻質(zhì)導(dǎo)體棒ab放在導(dǎo)軌上,棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。整個裝置放在一磁感應(yīng)強度方向

30、垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,重力加速度g取10 m/s2。(1)當(dāng)在導(dǎo)體棒中通以方向由a到b、大小為I=1 A的電流時,為使導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上保持靜止,需在導(dǎo)體棒的中點施加一沿導(dǎo)軌平面向上的拉力F,F隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。試計算當(dāng)t=2 s時,導(dǎo)體棒所處磁場的磁感應(yīng)強度B的大小。(2)6 s后撤去拉力F和導(dǎo)體棒中的電流I,導(dǎo)體棒將由靜止開始下滑,當(dāng)電阻R兩端的電壓剛好穩(wěn)定時,測得此時導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑了x=2 m,試計算在該過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考

31、點-38-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4解題探究:導(dǎo)體棒ab靜止時受哪幾個力的作用?t=2 s時,力F多大?t=4 s后,拉力F為0.4 N,此時導(dǎo)體棒仍處于靜止?fàn)顟B(tài),此時導(dǎo)體棒ab受哪些力的作用?滿足什么關(guān)系?6 s后撤去拉力F,導(dǎo)體棒可能的運動狀態(tài)是什么?提示:拉力F,安培力,重力;1.4 N。 提示:拉力F,安培力B2IL,重力mg;F+B2IL=mgsin 。提示:先變加速后勻速。 第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-39-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4答案:(1

32、)1.0 T(2)2.736 J 解析:本題主要考查了安培力、電磁感應(yīng)的基本規(guī)律以及能量守恒定律,意在考查考生的分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力。(1)根據(jù)左手定則判斷出導(dǎo)體棒ab所受的安培力沿導(dǎo)軌平面向上,設(shè)此時磁場的磁感應(yīng)強度大小為B1,則由力的平衡條件可得F+B1IL=mgsin 由題圖乙可以得出,當(dāng)t=2 s時,F=1.4 N代入數(shù)據(jù)可得B1=1.0 T。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-40-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4(2)由題圖乙可知,t=4 s后,拉力

33、不再發(fā)生變化,設(shè)此后的磁感應(yīng)強度大小為B2,有F+B2IL=mgsin 由題圖乙可得F=0.4 N,代入上式可得B2=2.0 T當(dāng)電阻R兩端的電壓剛好穩(wěn)定時,設(shè)導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流為I,由力的平衡條件可得mgsin =B2IL代入數(shù)據(jù)可解得I=1.2 A由電磁感應(yīng)規(guī)律可得可解得vm=2.4 m/s第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-41-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳

34、理核心考點對應(yīng)演練核心考點-42-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4方法歸納:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電能的求解方法(1)若回路中電流恒定,可以利用電路結(jié)構(gòu)及W=UIt或Q=I2Rt直接進(jìn)行計算。(2)若電流變化,則利用安培力做的功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功;利用能量守恒求解:若只有電能與機械能的轉(zhuǎn)化,則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能。第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練核心考點-43-考點一考點二考點三考點四例4對點訓(xùn)練4(多選)如圖所示,兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為30的斜面

35、上,導(dǎo)軌間距為l,導(dǎo)軌下端連接一個阻值為R的定值電阻,空間中有一磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面斜向上的勻強磁場。在斜面上平行斜面固定一個輕彈簧,彈簧勁度系數(shù)為k,彈簧上端與質(zhì)量為m、電阻為r、長為l的導(dǎo)體桿相連,桿與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。導(dǎo)體桿中點系一輕細(xì)線,細(xì)線平行斜面,繞過一個光滑定滑輪后懸掛一個質(zhì)量也為m的物塊。初始時用手托著物塊,導(dǎo)體桿保持靜止,細(xì)線伸直,但無拉力。釋放物塊后,下列說法正確的是( ) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練對應(yīng)演練-44-12345 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉第九章第九章專題專題7電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖象、動力學(xué)及能量問題知識梳理核心考點對應(yīng)演練對應(yīng)演練-45-123452.如圖所示,有兩根和水平方向成角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,一根質(zhì)量為m的金屬桿(電阻忽略不計)從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則( )A.如果B增大,vm將變