电磁感应中的力与能量问题.优秀课件.ppt

电磁感应中的力与能量问题.1第1 页，本讲稿共19 页考纲要求53电磁感应现象54感应电流的产生条件55法拉第电磁感应定律 楞次定律限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的情况；有关反电动势的计算不作要求 56 互感 自感 2第2 页，本讲稿共19 页 楞次定律 感应电流具有这样的方向，总要阻碍引起感应电流的。右手定则 导体切割磁感线感应电流的磁场 磁通量的变化 电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即E=n（/t）一、知识回顾：磁场变化引起：E=n（/t）S 导体切割磁感线引起：E=Blvsin1、感应电流的方向 2、法拉第电磁感应定律3第3 页，本讲稿共19 页 2010年 2009年 2008年感应电流的产生和方向山东卷21 浙江卷17，宁夏卷19 宁夏卷16，海南卷10电磁感应定律、自感广东卷16，全国卷17，江苏卷2，上海卷19，江苏卷4，北京卷19，湖南卷21等重庆卷20，山东卷21，安徽卷20等江苏卷8，广东卷18，上海卷10，北京卷22等电磁感应综合全国卷18，安徽卷20，福建卷21，四川卷20，天津卷11，江苏卷13，重庆卷23，上海卷32等天津卷4，江苏卷15，广东卷18，福建卷18，上海卷24，全国卷24，北京卷23等全国卷22，上海卷24，山东卷22，江苏卷144第4 页，本讲稿共19 页E I F安安a vF 合电磁学规律力学规律 电 磁 学 中 的 有 关 规 律，如 楞 次 定 律、法 拉 第 电磁 感 应 定 律、闭 合 电 路欧 姆 定 律、左 手 定 则、右 手 定 则、安 培 力 的 计算公式等力 学 中 的 有 关 规 律，如 物体 的 平 衡 条 件、牛 顿 运 动定 律、功 与 功 率 的 概 念、动 能 定 理、能 量 守 恒 定 律等二、基本思路“法”“欧”“安”“楞”“牛”5第5 页，本讲稿共19 页水平面上两根足够长的金属导轨MNPQ 平行固定放置，间距为l，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m、电阻为r 的金属棒ab，整个装置处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向下，如图所示。金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦。开始时磁感强度为B0，且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k（k 0），若保持棒静止，求t=t1秒时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？6第6 页，本讲稿共19 页开始时磁感强度为B0，且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k（k 0），若保持棒静止，求t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？感应电动势t=t1秒时，感应电流由平衡条件：FAFRrlmB7第7 页，本讲稿共19 页现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？当金属棒ab沿导轨运动距离为s 时获得稳定速度，此过程电阻R 上产生焦耳热Q1为多大？由静止运动距离s 的过程中流过金属棒ab的电量q1为多大？RrlmBRrl m8第8 页，本讲稿共19 页FA棒的速度稳定时，对棒由平衡条件得：现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：金属棒ab达到的稳定速度v1为多大？静止 匀速直线运动匀加速（匀减速）直线运动小结：中学阶段常见的几种稳定状态有：；。vtv1t1Rrl mB9第9 页，本讲稿共19 页对棒由静止达v1过程中列动能定理：现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：当 金 属 棒ab沿 导 轨 运 动 距 离 为s 时 获 得 稳 定 速 度，此过程电阻R 上产生焦耳热Q1为多大？小结：功能分析：求能量守恒定律或动能定理强调：安培力做负功，将其它形式能量转化为。系统的电能RrlmBFA10第10 页，本讲稿共19 页 现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab，使之由静止沿导轨向右做直线运动。求：由 静 止 运 动 距 离s 的 过 程 中 流 过 金 属 棒ab的 电 量q1为多大？小结：电量分析：求 sRrlmBs11第11 页，本讲稿共19 页思考：当改变恒力的大小时，相对应的匀速运动速度v 也会改变，若棒与导轨间不光滑，有摩擦，你能大致地画出v-F 的关系图吗？直线的横截距表示金属棒ab受到的滑动摩擦力f，由截距可求得滑动摩擦力f（或动摩擦因数为）FAf由v-F 的关系图线的横截距可求得什么物理量？fRrl mB12第12 页，本讲稿共19 页思考：若外力的功率恒定为P，金属棒ab达到的稳定速度v2为多大？速度稳定时对棒由平衡条件：FARrlmB13第13 页，本讲稿共19 页反过来若题中给出 F=kt+C 的图线FARrlmB思考：若在外力作用下，金属棒ab由静止开始以加速度a作匀加速直线运动，并开始计时。求t秒末外力的功率P为多大？可知截距表示什么？14第14 页，本讲稿共19 页(3)若当金属棒ab运动到某位置x0时撤去外力，并以P 为坐标原点O，PQ 方向为x轴正方向建立坐标系。设法让金属棒从x0处以v0的初速度沿x轴负方向做加速度大小为a的匀减速直线运动，运动中金属棒仅受安培力作用，且aMPb部分的总电阻随金属棒的位置而变化。求：金属棒ab运动s 时回路产生的焦耳热Q；导轨中aMPb部分的总电阻R z随金属棒ab的位置x变化的函数关系；金属棒ab沿x轴负方向运动时间t 过程中通过ab的电量q。rlmBa匀减速直线运动15第15 页，本讲稿共19 页 金属棒仅受安培力作用，其大小FAma，回路产生的焦耳热等于克服安培力做的功，Q FAs=masrl mBFAa而：由于棒做匀减速运动，16第16 页，本讲稿共19 页“会聚式网络建构”电磁感应问题水平单棒（2）外力为恒力F（2）外力的功率恒定为P（3）外力均匀变化，以a作匀加速（4）撤去外力以a匀减速（1）保持静止而磁场变化2009 上海24 2010 上海322000 上海232004 上海232007 上海23 本节课以水平放置在“”导轨上的单棒为研究对象，讨论了静止、变加速、匀加速、匀减速过程中力与能量问题。17第17 页，本讲稿共19 页 其实不管电磁感应的题目类型怎么多、综合性怎么强、与前面的知识联系怎么多，也不管是分析力与运动关系问题，还是分析功能关系问题，解决问题关键：有两点值得强调：(1)a、v、s 的变化过程分析；(2)最终稳定状态分析。18第18 页，本讲稿共19 页谢谢！请批评指正！19第19 页，本讲稿共19 页