电磁感应中的功能关系课件

电磁感磁感应中的功能关系中的功能关系江苏省沭阳高级中学 孙洁.电磁感应中的功能关系江苏省沭阳高级中学 孙洁.1考 情 分 析201420152016电电磁感磁感应应定律的定律的综综合合应应用用T1：电电磁感磁感应应定律定律（E）T7：涡涡流流(E、I、P)T13：电电磁感磁感应应定律的定律的应应用（用（E、I、F、Q)T13：电电磁感磁感应应定律的定律的应应用用（E、Q）T6：电电磁感磁感应应定律、定律、楞次定律（楞次定律（E、I）T13：电电磁感磁感应应定律定律的的应应用（用（E、Q）分分值值221519考考 情情 分分 析析.考 情 分 析201420152016电磁感应定律的综合2一、知一、知识回回顾：功能关系：功能关系合外力做功等于物体合外力做功等于物体动能的能的变化量化量只有重力和只有重力和弹簧簧弹力做功，力做功，重力做功等于重力重力做功等于重力势能的减少量能的减少量弹簧簧弹力做功等于力做功等于弹性性势能的减少量能的减少量其他力做功等于物体机械能的其他力做功等于物体机械能的变化量化量电场力做功等于力做功等于电势能的减少量能的减少量.一、知识回顾：功能关系合外力做功等于物体动能的变化量只有重力3电磁感磁感应中的功能关系中的功能关系1.1.电流恒定流恒定时2.2.电流流变化化时4.4.能量守恒能量守恒3.动能定理能定理回路中回路中产生的生的总焦耳焦耳热等于等于导体棒克服安培力做的功体棒克服安培力做的功焦耳定律焦耳定律 中包含中包含 中包含中包含 .电磁感应中的功能关系1.电流恒定时2.电流变化时4.能量守恒4 两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。典例典例1：t0B02 B0 B0t（1 1）0t0时间内回路中内回路中产生的焦耳生的焦耳热Q1 .两根足够长、光滑平5t0B02 B0 B0t解：（解：（1）由法拉第）由法拉第电磁感磁感应定律得：定律得：由焦耳定律得：由焦耳定律得：.t0B02 B0 B0t解：（1）由法拉第电磁感应定律得：由6典例典例1 1：两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。（2）从撤去拉力到开始匀速运）从撤去拉力到开始匀速运动，导体棒做什么运体棒做什么运动？最大速度最大速度vm =?.典例1：两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面7(2)37 37 由牛由牛顿第二定律得：第二定律得：导体棒做体棒做a减小的加速运减小的加速运动，最，最终匀速匀速由平衡条件得：由平衡条件得：.(2)37 37 由牛顿第二定律得：导体棒做a减小8(3)从撤去拉力到开始匀速运动过程中回路产生的焦耳热Q2=?典例典例1：两根足够长、光滑平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，相距L，电阻不计。顶端接一个电阻R，导体棒质量为m，电阻r，置于导轨上，与导轨垂直，距离顶端d。整个 装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t变化关系如图所示。在 0t0时间内导体棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下处于静止状态。t0时间后撤去拉力，导体棒从静止开始向下运动，当运动了距离x时恰好达到最大速度，之后做匀速运动。.(3)从撤去拉力到开始匀速运动过程中回路产生的焦耳热Q2=?9（3）方法一：由）方法一：由动能定理得能定理得方法二：由能量守恒定律得方法二：由能量守恒定律得.（3）方法一：由动能定理得方法二：由能量守恒定律得.10（4)若金属导轨不光滑，动摩擦因数，测得滑行距离x 时达到最大速度，则最大速度 从释放到匀速，回路产生的焦耳热方法一：由能量守恒得方法一：由能量守恒得对导体棒受力分析，由牛体棒受力分析，由牛顿第二定律得：第二定律得：方法二：由方法二：由动能定理得能定理得.（4)若金属导轨不光滑，动摩擦因数，测得滑行距离x 时达11典例典例2：如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触 (1)求初始时刻导体棒受到的安培力 (2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中电阻R上产生的焦耳热Q1为多少?(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少?.典例2：如图所示，固定的水平光滑金属导轨，间距为L，左端接有12解解:（1）由法拉第由法拉第电磁感磁感应定律得定律得由由闭合合电路欧姆定律得：路欧姆定律得：由左手定由左手定则得：得：.解:（1）由法拉第电磁感应定律得由闭合电路欧姆定律得：由左手13(2)方法一：由功能关系得方法一：由功能关系得方法二：由能量守恒定律得方法二：由能量守恒定律得.(2)方法一：由功能关系得方法二：由能量守恒定律得.14 （3 3）方法一：由能量）方法一：由能量转化与守恒及平衡条件，可判断：化与守恒及平衡条件，可判断：棒最棒最终静止于初始位置静止于初始位置 方法二：方法二：对全全过程，由功能关系得：程，由功能关系得：.（3）方法一：由能量转化与守恒及平衡条件，可判断：方法15方法方法总结E EI IF FW WE E(能量）能量）.方法总结EIFWE(能量）.161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，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，下列说法正确的有 A.导体棒做匀加速直线运动 B.力F做的功等于棒机械能的增加量 C.安培力做功等于电阻R上放出的热量 D.力F做的功与安培力做的功的代数和等于棒的机械能增加量巩固训练：.1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，172如图所示，粗糙斜面倾角37，半径r0.5 m的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数n10匝的刚性正方形线框abcd，通过松弛的柔软导线与一个额定功率P1.25 W的小灯泡A相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框bc边。已知线框质量m2 kg，总电阻R01.25，边长L2r，与斜面间的动摩擦因数0.5。从t0时起，磁场的磁感应强度按B2-t(T)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求 (1)小灯泡正常发光时的电阻R；(2)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量Q。.2如图所示，粗糙斜面倾角37，半径r0.5 m的圆18电磁感应中的功能关系课件答案答案(1)1.25(2)3.14 J答案(1)1.25(2)3.14 J谢 谢！谢 谢！