浙江省杭州市瓶窑中学高考物理二轮复习 电磁感应中的动力学问题课件.ppt

电磁感应中的动力学问题专题复习2021/8/8 星期日1问题情境:在相距为L的光滑水平轨道上有一质量为m的导体棒在水平外力F作用下以速度V匀速运动，求：电路图EI大小及方向UabF安Q总变式一：竖直轨道无限长，导体棒由静止开始下滑，求：运动情况 Vm能量转化bR rVB LaFbR raRr2021/8/8 星期日2如图所示，如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，角固定，轨距为轨距为L.空间存在匀强磁场空间存在匀强磁场.磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为度为B，P、M间接阻值为间接阻值为R的电阻的电阻.质量为质量为m的金属杆的金属杆ab水平放置在水平放置在轨道上，其有效电阻为轨道上，其有效电阻为r.现从静止释放现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离，当它沿轨道下滑距离x时，时，达到最大速度达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g.求：求：变式训练二:变式三：若导轨粗糙变式三：若导轨粗糙?utan 变式四变式四:若斜面光滑若斜面光滑,下端固定一劲度系数为下端固定一劲度系数为K的弹的弹簧簧,处于原长处于原长,当杆达到最大速度时恰好与弹簧接触当杆达到最大速度时恰好与弹簧接触,当最终静止时弹簧的弹性势能为当最终静止时弹簧的弹性势能为EP,求求R上产生的焦上产生的焦耳热耳热?(1)金属杆金属杆ab运动的最大速度？运动的最大速度？(2)金属杆金属杆ab运动的加速度为运动的加速度为 0.5gsin 时，电阻时，电阻R上的电功率？上的电功率？(3)金属杆金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功？从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功？2021/8/8 星期日3一、教学小结1、电路问题-结构2、力学问题-受力分析、过程分析3、能量问题-能量转化：导导体做切割磁感体做切割磁感线线的运的运动动在在这这种情况下，安培力种情况下，安培力对导对导体做体做负负功，即功，即导导体克服安培力做体克服安培力做功，将机械能功，将机械能转转化化为电为电能，能，进进而而转转化化为为焦耳焦耳热热2021/8/8 星期日4 如图所示，两根光滑平行金属导轨放置在倾角为如图所示，两根光滑平行金属导轨放置在倾角为=30的绝缝斜面上，的绝缝斜面上，两导轨间距为两导轨间距为L=1m，导轨足够长且电阻忽略不计，导轨上端接一个阻值为，导轨足够长且电阻忽略不计，导轨上端接一个阻值为R=8的定值电阻，两导轨间等间的定值电阻，两导轨间等间 距分布着垂直于斜面向上的条形区域的匀强距分布着垂直于斜面向上的条形区域的匀强磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为磁场，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为x=1.2m，斜，斜面处的磁场边界都是水平的。现有一长面处的磁场边界都是水平的。现有一长L=1m、质量、质量m=0.4kg，电阻，电阻r=8的导体的导体棒水平放于导轨上、从离第一个条形磁场的上边界距离为棒水平放于导轨上、从离第一个条形磁场的上边界距离为x0=1.6m处静止开始处静止开始下滑。已知导体棒离开每个有界磁场前都有一段时间做匀速运动，从导体棒下滑。已知导体棒离开每个有界磁场前都有一段时间做匀速运动，从导体棒到达第一条形磁场的上边界开始计时，通过每个磁场区域和无磁场区域的时到达第一条形磁场的上边界开始计时，通过每个磁场区域和无磁场区域的时间都相同。（重力加速度为间都相同。（重力加速度为g=10m/s2）求：）求：（1）导体棒进入，离开每一个条形磁场区域时的速度）导体棒进入，离开每一个条形磁场区域时的速度v1、v2；（2）磁场区域的磁感应强度）磁场区域的磁感应强度B；（3）导体棒通过每一个矩形磁场区域的过程中）导体棒通过每一个矩形磁场区域的过程中 电阻电阻R上产生的热量上产生的热量Q；变式训练五:2021/8/8 星期日51.模型特点：模型特点：一根金属杆在外力及安培力的作用下沿导轨滑行，金属杆产生感应电动势对电路供电2.表现形式：表现形式：(1)导轨的放置方式：水平；竖直；倾斜.(2)杆的运动状态：匀速；匀变速；非匀变速.3.应对模式：应对模式：(1)电路分析.画等效电路图，导体棒相当于电源.(2)受力分析.画受力分析图，注意感应电流和安培力 (3)过程分析.最终a0.稳态平衡方程a0或F合0.,(4)能量分析.感应电流做功产生电能，能量方程：W安Q，W合Ek(动能定理).2021/8/8 星期日6 如图所示,两根相距为L的金属导轨固定于倾角为的斜面上,导轨电阻不计,一质量为m,长为L,电阻为3R的金属杆放于导轨上,杆与导轨间动摩擦因素为u,导轨下端接有阻值为2R的电阻,并与电阻不计的电流传感器相连。斜面上分布着宽为a，间距为b的2014段方向垂直于斜面向下的匀强磁场（ab）。金属杆初始位置与第1磁场间距为2a，并由静止开始释放。（重力加速度取g）求：（1）为使金属杆均能匀速通过每段磁场区域，求第1磁场区域的磁感应强度B1大小？（2）在满足（1）问前提下，求金属杆进入第3场区时的速度大小和第2014场区的磁感应强度大小？（3）若使2014段磁场均相同，并发现电流传感器连接计算机显示的电流随时间以固定的周期变化，求整个过程下端电阻上产生的焦耳热？以及金属杆从2014场区离开使的速度大小？传感器2aab2021/8/8 星期日72021/8/8 星期日8