專(zhuān)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

專(zhuān)題：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)1、應(yīng)用力、能量觀點(diǎn)，研究電磁感應(yīng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。01基礎(chǔ)知識(shí)PARTONE基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用力、能量觀點(diǎn)，研究電磁感應(yīng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，其解題思路與力學(xué)中一樣。在此類(lèi)問(wèn)題中，安培力是聯(lián)系力和電的橋梁，是分析電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵物理量。一、電磁感應(yīng)中安培力的特點(diǎn)1．安培力與速度關(guān)系

2．安培力做功與電能的關(guān)系：電磁感應(yīng)中克服安培力做的功等于產(chǎn)生的電能?；A(chǔ)知識(shí)二、電磁感應(yīng)中力和電的關(guān)系圖02PARTONE動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用1.電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路：“先源后路、先電后力，再是運(yùn)動(dòng)”2．電磁應(yīng)中的動(dòng)態(tài)分析在此類(lèi)問(wèn)題中，不論加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，加速度總是逐漸減小，最后做勻速運(yùn)動(dòng)。具體思路如下：二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例1

(多選)如圖所示，質(zhì)量均為m的金屬棒MN、PQ垂直于水平金屬導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒MN與金屬導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2μ，金屬棒PQ與金屬導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下．則金屬棒MN在恒力F＝3μmg作用下向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，有(

)A．安培力對(duì)MN棒做正功B．PQ棒不受安培力作用C．MN棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最終勻速運(yùn)動(dòng)D．PQ棒始終靜止，安培力對(duì)PQ不做功題型一：利用力學(xué)平衡方程求解二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用題型二：利用牛頓第二定律求解二、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用03PARTONE能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用1．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。2．求解焦耳熱Q的三種方法三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例3

(多選)如圖所示，平行導(dǎo)軌放在斜面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直斜面向上，恒力F拉動(dòng)金屬桿ab從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，接觸良好，導(dǎo)軌光滑．從靜止開(kāi)始到ab桿到達(dá)最大速度的過(guò)程中，恒力F做功為W，ab桿克服重力做功為W1，ab桿克服安培力做功為W2，ab桿動(dòng)能的增加量為ΔEk，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，ab桿重力勢(shì)能增加量為ΔEp，則(

)A．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk＋ΔEpB．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEkC．W＝Q＋ΔEk＋ΔEpD．W2＝Q，W1＝ΔEp三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用【解析】以ab桿為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理可得：W－W1－W2＝ΔEk，解得：W＝W1＋W2＋ΔEk，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可知：ab桿克服安培力做功為W2＝Q，ab桿克服重力做功為W1＝ΔEp，所以有W＝Q＋ΔEk＋ΔEp，C、D兩項(xiàng)正確．三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用例5如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形框架寬度是L＝0.5m，底端接有一個(gè)定值電阻R＝2Ω，框架電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成θ＝37°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m＝0.1kg、有效電阻r＝1Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始沿框架下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為Q＝2C，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2。求：(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大??；(2)導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始下滑到剛開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程中導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功。三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用三、能量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用方法提煉：電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題求解思路(1)若電流恒定，可以利用Q＝I2Rt直接計(jì)算電熱。(2)若電流變化，則利用能量守恒求電熱。(3)求某個(gè)電阻的電熱時(shí)，先由能量守恒求出電路中產(chǎn)生的總電熱，再利用電熱與電阻的比例關(guān)系求某個(gè)電阻的電熱。PARTONE課堂檢測(cè)四、課堂檢測(cè)四、課堂檢測(cè)四、課堂檢測(cè)2.(多選)如圖甲所示，將一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的金屬棒ab垂直放置在同一水平面上的兩根光滑、平行、間距為L(zhǎng)的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)．導(dǎo)軌左端連接阻值為R的定值電阻，整個(gè)裝置處于豎直向上的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．t＝0時(shí)刻金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用始終垂直于ab的水平向右的外力F作用在金屬棒