高考电磁感应专题ppt精选PPT.ppt

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1、高考电磁感应专题ppt第1页，此课件共38页哦Bv1RL（a）tvttv（b）第2页，此课件共38页哦（1）求导体棒所达到的恒定速度）求导体棒所达到的恒定速度v2；（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？超过多少？（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？多大？（4）若）若t=0时，磁场由静止开始水平向右做匀加速时，磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过短时间后，导体棒也做匀加速直直线运动，经过短时间后，导体棒也做匀加速

2、直线运动，其线运动，其v-t关系如图（关系如图（b）所示，已知在时刻）所示，已知在时刻t导体棒的瞬时速度大小为导体棒的瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。速直线运动时的加速度大小。第3页，此课件共38页哦可求得可求得v2（1）（2）启动时阻力不能大启动时阻力不能大于启动时棒所受安于启动时棒所受安培力培力启动时，棒的启动时，棒的速度为速度为0第4页，此课件共38页哦（3）单位时间克服阻力所做的功单位时间克服阻力所做的功大小等于阻力所做功的功率大小等于阻力所做功的功率的绝对值。的绝对值。将（将（1）中求得的）中求得的v2代代入即可求得入即可求得P克克第5页，

3、此课件共38页哦（4）根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律（动力学知识）（动力学知识）由于由于a是与时间和速度是与时间和速度无关的常量，因此无关的常量，因此必须是与时间必须是与时间无关的常量无关的常量根据运动学知识根据运动学知识所以所以aB=a棒棒=a根据已知，在根据已知，在t时刻导体时刻导体棒的瞬时速度为棒的瞬时速度为vt，将，将其代入其代入根据计算可根据计算可求得求得a第6页，此课件共38页哦如图，一直导线质量为如图，一直导线质量为m，长为，长为l，电阻为，电阻为r，其两端，其两端放在位于水平面内间距也为放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之

4、间连接一可控制的负载电与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁阻（图中未画出）；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面，开始时，方向垂直于导轨所在平面，开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度在棒的运动速度由由v0减小至减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度使棒中的电流强度I保持恒定，导体棒一直在磁场保持恒定，导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上中运动。若不计导轨电阻，求此过程中

5、导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。率。第7页，此课件共38页哦v0Bl第8页，此课件共38页哦受力分析：受力分析：导体棒水平导体棒水平方向只受安方向只受安培力培力电流恒定，所以安培电流恒定，所以安培力恒定，导体棒做匀力恒定，导体棒做匀减速运动。减速运动。可以求出整个电路可以求出整个电路上消耗的平均电功上消耗的平均电功率率第9页，此课件共38页哦n如图所示，竖直平面内有一半径为如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为、内阻为R1、粗、粗细均匀的光滑半圆形金属球，在细均匀的光滑半圆形金属球，在M、N处与相距为处与相距为2r、电阻不计的平

6、行光滑金属轨道电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，相接，EF之间之间接有电阻接有电阻R2，已知，已知R112R，R24R。在。在MN上方上方及及CD下方有水平方向的匀强磁场下方有水平方向的匀强磁场I和和II，磁感应强度，磁感应强度大小均为大小均为B。现有质量为。现有质量为m、电阻不计的导体棒、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，高平行轨道中够长。已知导体棒好，高平行轨道中够长。已知导体棒ab下落下落r/2时的时的速度大小为

7、速度大小为v1，下落到，下落到MN处的速度大小为处的速度大小为v2。第10页，此课件共38页哦第11页，此课件共38页哦n（1）求导体棒）求导体棒ab从从A下落下落r/2时的加速度大小。时的加速度大小。n（2）若导体棒）若导体棒ab进入磁场进入磁场II后棒中电流大小始终后棒中电流大小始终不变，求磁场不变，求磁场I和和II之间的距离之间的距离h和和R2上的电功率上的电功率P2。n（3）若将磁场）若将磁场II的的CD边界略微下移，导体棒边界略微下移，导体棒ab刚刚进入磁场进入磁场II时速度大小为时速度大小为v3，要使其在外力，要使其在外力F作用作用下做匀加速直线运动，加速度大小为下做匀加速直线运动

8、，加速度大小为a，求所加外，求所加外力力F随时间变化的关系式。随时间变化的关系式。第12页，此课件共38页哦（1）导体棒下落）导体棒下落r/2时导体棒受到向下的重力和向上的安培力。且据分析此时导体棒受到向下的重力和向上的安培力。且据分析此时重力大于安培力。时重力大于安培力。由牛顿第二定律由牛顿第二定律(2)进入进入II后，电流大小不变，因此，进入后，电流大小不变，因此，进入II后，导体棒匀速运动，后，导体棒匀速运动，可推断出受力平衡。可推断出受力平衡。第13页，此课件共38页哦对导体棒从对导体棒从MN到到CD过程使用动能定理过程使用动能定理第14页，此课件共38页哦（3）根据运动学知识）根据运

9、动学知识根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律终得：终得：第15页，此课件共38页哦n如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为计，导轨间距为l，左侧接一阻值为，左侧接一阻值为R的电阻。的电阻。区域区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为场，磁场宽度为s。一质量为。一质量为m，电阻为，电阻为r的金属的金属棒棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到受到F0.5v0.4（N）（）（v为金属棒运动速度）为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，

10、的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l1m，m1kg，R0.3，r0.2，s1m）第16页，此课件共38页哦第17页，此课件共38页哦n（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；n（2）求磁感应强度）求磁感应强度B的大小；的大小；n（3）若撤去外力后棒的速度）若撤去外力后棒的速度v随位移随位移x的变化规律满的变化规律满足足，且棒在运动到，且棒在运动到ef处时恰好静止，则处时恰好静止，则外力外力F作用的时间为多少？作用的时间为多少？n（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画

11、出棒在）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。能的图线。第18页，此课件共38页哦根据条件：电阻两端电压随时间均匀增大根据条件：电阻两端电压随时间均匀增大又有：又有：金属棒运动速度金属棒运动速度v随时间均随时间均匀增大，因此，金属棒做匀增大，因此，金属棒做匀加速直线运动。匀加速直线运动。（1）（2）受力分析：导受力分析：导体棒受向左的安培力和体棒受向左的安培力和向右的外力。向右的外力。根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：第19页，此课件共38页哦（3）撤去外力后，导体棒仅在安培力作用下，做变减速撤

12、去外力后，导体棒仅在安培力作用下，做变减速运动，设刚撤销外力时速度为运动，设刚撤销外力时速度为v，撤销外力到棒静止，撤销外力到棒静止，金属杆运动位移为金属杆运动位移为x安培力是关于速度的变量，而在安培力是关于速度的变量，而在一个极短时间段内可看做大小不一个极短时间段内可看做大小不变变。对撤销外力后直至导体棒停下来应用动量定理有对撤销外力后直至导体棒停下来应用动量定理有(没有用到（没有用到（3）中给的式子中给的式子)：可解得可解得t=1s第20页，此课件共38页哦第21页，此课件共38页哦n用密度为用密度为d、电阻率为、电阻率为、横截面积为、横截面积为A的薄金属的薄金属条制成边长为条制成边长为L

13、的闭合正方形框的闭合正方形框。如图所示，金。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。场方向平行。n设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的的磁场忽略不计。可认为方框的边和边和边都处在边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为磁极之间，极间磁感应强度大小为B。方框从。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。（不计空气阻力）。第22页，此课件共38页哦第23页，此课件共38页哦n（1）求方框下落的最大速度）求

14、方框下落的最大速度vm（设磁场区域在数（设磁场区域在数值方向足够长）；值方向足够长）；n（2）当方框下落的加速度为）当方框下落的加速度为g/2时，求方框的发热时，求方框的发热功率功率P；n（3）已知方框下落时间为）已知方框下落时间为t时，下落高度为时，下落高度为h，其，其速度为速度为vt（vtvm）。若在同一时间）。若在同一时间t内，方框内产内，方框内产生的热与一恒定电流生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同，求在该框内产生的热相同，求恒定电流恒定电流I0的表达式。的表达式。第24页，此课件共38页哦根据题意得：根据题意得：（1）时，此时速度最大时，此时速度最大解得：解得：第25页，此课件

15、共38页哦(2)根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律得：得：得：方框的发热功率为：得：方框的发热功率为：第26页，此课件共38页哦(3)克服安培力做功，机械能转化为热能。克服安培力做功，机械能转化为热能。根据动能定理得：根据动能定理得：第27页，此课件共38页哦n（16分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑分）如图所示，两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上，导轨间距为绝缘斜面上，导轨间距为l、n足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为，条形匀，条形匀强磁场的宽度为强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为，磁感应强度大小为B、方向与导轨平、方向与导轨平面垂

16、直。长度为面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成连接在一起组成“”型装置，总质量为型装置，总质量为m，置于导轨上。，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为导体棒中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中的电流（由外接恒流源产生，图中未图出）。线框的边长为未图出）。线框的边长为d（dl），电阻为），电阻为R，下边与，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速

17、度为中始终与导轨垂直。重力加速度为g。第28页，此课件共38页哦第29页，此课件共38页哦n求：（求：（1）装置从释放到开始返回的过程中，线框）装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热中产生的焦耳热Q；n（2）线框第一次穿越磁场区域所需的时间）线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1；n（3）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下）经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离边界的最大距离m。第30页，此课件共38页哦2009年江苏物理卷第年江苏物理卷第15题题）d2dBv1d装置由静止释放到线框装置由静止释放到线框刚离开磁场下边界刚离开磁场下边界装置的受力情况装置的受力情况）mg

18、FN(右视图）右视图）第31页，此课件共38页哦2009年江苏物理卷第年江苏物理卷第15题题）d2dBv1d线框刚离开磁场至导体棒到达线框刚离开磁场至导体棒到达磁场上边界磁场上边界装置的受力情况装置的受力情况）mgFN(右视图）右视图）第32页，此课件共38页哦2009年江苏物理卷第年江苏物理卷第15题题）d2dBd导体棒穿越磁场过程导体棒穿越磁场过程的受力情况的受力情况）mgFN(右视图）右视图）I第33页，此课件共38页哦2009年江苏物理卷第年江苏物理卷第15题题）d2dBdxm装置沿导轨上下往复运动，足够长装置沿导轨上下往复运动，足够长时间后，线框在磁场下边界和最大时间后，线框在磁场下

19、边界和最大距离之间往复运动。距离之间往复运动。第34页，此课件共38页哦（1）对装置从释放到返回的过程，使用动能定理）对装置从释放到返回的过程，使用动能定理第35页，此课件共38页哦（2）设线框上边界离开磁场下边设线框上边界离开磁场下边界时的速度为界时的速度为v对装置在线框离开磁场下边界到对装置在线框离开磁场下边界到导体棒离开磁场下边界过程中使导体棒离开磁场下边界过程中使用动能定理：用动能定理：对装置在线框穿越磁场整个过程用动量对装置在线框穿越磁场整个过程用动量定理。刚进入时速度为定理。刚进入时速度为0，刚穿出时，刚穿出时，速度为速度为v（取沿斜面向下为正）（取沿斜面向下为正）第36页，此课件共38页哦第37页，此课件共38页哦经过足够长的时间后，线框在磁场经过足够长的时间后，线框在磁场下边界与最大距离下边界与最大距离xm之间往复运动。之间往复运动。由动能定理由动能定理第38页，此课件共38页哦