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课堂释疑,一站突破,课后演练,对点设计,真题验收全通关,第,4,节 电磁感应中的动力学和能量问题,质量铸就品牌 品质赢得未来,物理,结束,课堂释疑,一站突破,课后演练,对点设计,真题验收全通关,质量铸就品牌 品质赢得未来,物理,结束,第,4,节 电磁感应中的动力学和能量问题,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2019,届高三物理第一轮复习,课件制作讲授：邵阳市二中 谭伟卿,第十章电磁感应,第3讲（二）,电磁感应规律的综合应用（二）,根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析,加速度不为零,根据平衡条件列式分析,加速度为零,平衡态,处理方法,特征,状态,非平衡态,2,力学对象和电学对象的相互关系,3动态分析的基本思路,解,决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度求最大值或最小值的条件。具体思路如下：,例,1,、如图所,示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角,30,的斜面上，导轨电阻不计，间距,L,0.4 m,。导轨所在空间被分成区域,和,，两区域的边界与斜面的交线为,MN,，,中的匀强磁场方向垂直斜面向下，,中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为,B,0.5 T,。在区域,中，将质量,m,1,0.1 kg,，电阻,R,1,0.1,的金属条,ab,放在导轨上，,ab,刚好不下滑。然后，在区域,中将质量,m,2,0.4 kg,，电阻,R,2,0.1,的光滑导体棒,cd,置于导轨上，由静止开始下滑。,cd,在滑动过程中始终处于区域,的磁场中，,ab,、,cd,始终,始,终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取,g,10 m/s,2,。问：,(1)cd,下滑的过程中，,ab,中的电流方向；,(2)ab,刚要向上滑动时，,cd,的速度,v,多大；,(3),从,cd,开始下滑到,ab,刚要向上滑动的,过程,中，,cd,滑动的距离,x,3.8 m,，此过,程中,ab,上产生的热量,Q,是多少。,(1)由a流向b,方法规律,解,决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”，具体思路如下：,要点二 电磁感应中的能量问题,1,能量转化及焦耳热的求法,(1),能量转化,(2),求解焦耳热,Q,的三种方法,2,电能求解的三种思路,(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),利用能量守恒或功能关系求解；,(3),利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算。,3,解题的一般步骤,(1),确定研究对象,(,导体棒或回路,),；,(2),弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化；,(3),根据能量守恒定律列式求解。,例,6,、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,3,d,，导轨平面与水平面的夹角为,，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：,(1),导体棒与涂层间的动摩擦因数,；,(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,。,(1),导体棒与涂层间的动摩擦因数,；,解析,(1),在绝缘涂层上导体棒受力平衡有,mg,sin,mg,cos,解得,tan,(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,。,方法规律,(1),若回路中电流恒定，可以利用电路结构及,W,UIt,或,Q,I,2,Rt,直接进行计算。,(2),若电流变化，则：利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能。,例,7,如图所示，水平面内有两根足够长的平行导轨,L,1,、,L,2,，其间距,d,0.5 m,，左端接有容量,C,2 000,F,的电容。质量,m,20 g,的导体棒可在导轨上无摩擦滑动，导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度,B,2 T,。现用一沿导轨方向向右的恒力,F,1,0.44 N,作用于导体棒，使导体棒从静止开始运动，经,t,时间后到达,B,处，速度,v,5,m/s,。此时，突然将拉力方向变为沿导轨向左，大小变为,F,2,，又经,2,t,时间后导体棒返回到初始位置,A,处，整个过程电容器未被击穿。求,(1),导体棒运动到,B,处时，电容,C,上的电量；,(2),t,的大小；,(3),F,2,的大小。,(1),当导体棒运动到,B,处时，电容器两端电压为,U,Bdv,20.55 V,5 V,此时电容器的带电量,q,CU,2 00010,65 C,110,2,C,
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