2016电磁感应现象和力学综合(yaoyao)(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上专题：电磁感应现象和力学综合一、电磁感应现象中的动力学问题例题分析1、如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，间距为l，其电阻可忽略不计，ac之间连接一阻值为R的电阻。ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ad和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动的距离为d时，则：（1）杆ef中的电流大小为 ，方向 ；（2）杆ef所受的安培力为 ，方向 ；（3）对杆施外力的外力大小F= ，方向 ；（4）外力对杆ef所做的功为WF= ；（5）安培力对杆ef所

2、做的功为WA= ； （6）电流所做的功为W电= ；电路中产生的焦耳热Q= ；（7）外力的功率PF= ，安培力的功率PA= ，电路中产生热功率PR= ，外力的功率、安培力的功率、热功率的大小关系是 。（8）通过回路的电量q= 。2、如图所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， 电阻R=0.3接在导轨另一端，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg、电阻r=0.1的导体棒和导轨间的动摩擦因素=0.2,。从零时刻开始，对ab棒施加一个牵引力F=0.45N、方向水平向左的恒定拉力，使其从静止开始沿导轨做滑动，过程中棒始终保

3、持与导轨垂直且接触良好。求（1）ab棒所能达到的最大速度；（2）试画出导体棒运动的速度时间图像；（3） 当改变拉力的大小时，相对应的ab棒能达到的最大速度vm也会改变，试画出vm-F图线。课堂练习： 3、如图所示，竖直放置的金属框架处于水平匀强磁场中，磁场方向如图，有一长直金属棒ab可以沿框自由滑动，框架足够长；回路总电阻为R且保持不变，当ab由静止开始下滑一段时间后，合上电键S，则ab将做（）（A）匀速运动 （B）加速运动 （C）减速运动 （D）无法确定【变式】若先合上开关，当ab由静止释放后()（A）ab的加速度将达到一个与R成反比的极限值（B）ab的速度将达到一个与R成正比的极限值（C）

4、回路中的电流强度将达到一个与R成反比的极限值（D）回路中的电功率将达到一个与R成正比的极限值4、如图所示，U形导体框架宽Llm，所在平面与水平面成30角，电阻不计，匀强磁场与框架平面垂直，磁感应强度B0.2T，导体棒ab质量为m0.2kg，阻值R0.1，导体棒跨放在框架上且能无摩擦地滑动，求2.5，2.5：（1）导体棒ab下滑的最大速度。（2）此时导体棒ab释放的电功率。5、如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面，现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩

5、擦力可能AB2014学年杨浦一模17（）（A）变为0（B）先减小后不变（C）等于F（D）先增大再减小6、如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.20 m，电阻R1；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻均忽略不计，整个装置处于磁感应强度B0.50 T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得外力F与时间t的关系如图所示求： (1)杆的质量m和加速度a的大小； (2)杆开始运动后的时间t内，通过电阻R电量的表达式(用B、l、R、a、t表示)归纳总结：（思路、方法、步骤）二、电磁感应现象中的能量问题例题分析7、边长分别

6、为L、h,电阻为R，质量为m的矩形金属线框，自上而下匀速穿过宽度为h，磁感应强度为B的匀强磁场区域，求线框中产生的热量。8、电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s1.15 m，两导轨间距L0.75 m，导轨倾角为30，导轨上端ab接一阻值R1.5 的电阻，磁感应强度B0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上阻值r0.5 ，质量m0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Q0.1 J(取g10 m/s )求：(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W ；(2)金属棒下滑速度v2 m/s时的加速度a；(3)为求金属棒下滑的最大速度vm ，有同学解答

7、如下：由动能定理W W mvm2，.由此所得结果是否正确；若正确，说明理由并完成本小题；若不正确，给出正确的解答课堂练习：9、如图所示，有一边长为L的正方形导线框，质量为m，由高H处自由落下，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时速度的一半。此匀强磁场的宽度也是L。则线框在穿越匀强磁场中产生的焦耳热是C（ ）（A）2mgL （B）2mgLmgH （C）2mgL3mgHl4 （D）2mgLmgH/410、如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为，导轨下端接有电阻R，匀强磁场垂直于斜面向上。质量为m，电阻不计的金属棒ab在沿斜面

8、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，上升高度h，在这过程中（ ）（A）金属棒所受各力的合力所做的功等于零（B）金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R产生的焦耳热之和（C）恒力F与重力合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和（D）恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热11、如图，矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动。下图是线圈的四个可能到达的位置，则线圈的动能可能为零的位置是AD2014学年普陀一模18（ ）12、在匀强磁场中把一矩形线框匀速拉出磁场区域外，第一次以匀速率v拉出，第二次

9、以匀速率2v拉出，其他条件都相同，那么前后两次所用外力大小之比F1F2、产生热量之比Q1Q2、通过线框的电量之比q1q2应分别为B（ ）（A）F1F22l，Q1Q221，q1q221（B）F1F212，Q1Q212，q1q211（C）F1F21l，Q1Q211，q1q211（D）F1F22l，Q1Q211，q1q22113、长方形金属框中边长ab2bc，放在磁感应强度为B的匀强磁场中。今将它用同一速度从磁场中向上、向右匀速拉出，在两次拉出过程中，拉力之比F1F2_；拉力做功之比W1：W2_；通过金属框的电量之比q1q241，21，1：1_。14、如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属

10、环质量为0.02kg，在该平面上以v02m/s、与导线成60角的初速度运动，其最终的运动状态是_，环中最多能产生_J的电能匀速，0.032015年上海高考24。15、如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成30角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L2m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。求（1）电流方向从ba（或aMPba）E2V（2）m

11、0.2kg，r2（3）W0.6J2014学年奉贤一模32：（1）杆ab下滑过程中感应电流的方向及R0时最大感应电动势E的大小；（2）金属杆的质量m和阻值r；（3）当R4时，求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。归纳总结：一、电磁感应中的动力学问题1电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析，分析方法是：导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导线受安培力合外力变化加速度变化速度变化感应电动势变化周而复始地循环，直至达到稳定状态2分析动力学问题的步骤(1)用电磁感应定律和楞次定律、右手定则确定感应电动势的大小和方向(2)应用闭合电路欧姆定律求出电路中感应电流的大小(3)分析研究导体受力

12、情况，特别要注意安培力方向的确定(4)列出动力学方程或平衡方程求解3两种状态处理(1)导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零，列式分析(2)导体处于非平衡态加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析二、电磁感应中的能量问题：1.思路：从能量转化和守恒着手，运用动能定理或能量守恒定律。基本思路：受力分析弄清哪些力做功，正功还是负功明确有哪些形式的能量参与转化，哪些增哪些减由动能定理或能量守恒定律列方程求解能量转化特点：其它能（如：机械能）安培力做负功 电能 电流做功 内能（焦耳热）2.电能求解的三种方法：功能关系：电磁感应过程产生的电能等于该过程克服安培力所做的功：Q-W安能量守恒：电磁感应过程中产生的电能等于该过程中其他形式能的减少量：QE其他利用电流做功：电磁感应过程中产生的电能等于通过电路中电流所做的功:Q=I2Rt专心-专注-专业