（江蘇專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)專題突破2電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題課件.pptx

1、專題突破2電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題,電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題,1.兩種狀態(tài)及處理方法,2.電學(xué)對象與力學(xué)對象的轉(zhuǎn)換及關(guān)系,圖1,【例1】(2018鹽城市第三次模擬)如圖1所示，兩根電阻不計(jì)、相距L、足夠長的平行金屬直角導(dǎo)軌，一部分處在水平面內(nèi)，另一部分處在豎直平面內(nèi)。導(dǎo)軌所在空間存在大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。金屬棒ab質(zhì)量為2m，電阻為R；cd質(zhì)量為m，電阻為2R，兩棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)均為，ab棒在水平向左拉力作用下，由靜止開始沿水平軌道做勻加速運(yùn)動，同時cd棒由靜止釋放，cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中拉力做功為W，重力加速度為g。求：,(1)cd棒穩(wěn)定狀態(tài)時所受的摩擦力； (2)

2、cd棒速度最大時，ab棒兩端的電勢差； (3)cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中，ab棒克服阻力做的功。 解析(1)cd棒最終保持靜止?fàn)顟B(tài)，所受的合力為0 mgFf靜0，F(xiàn)f靜mg，方向：豎直向上 (2)cd棒速度達(dá)到最大時，所受合力為0 mgFf滑0，F(xiàn)f滑F(xiàn)N，F(xiàn)NF安BIL,(3)cd棒速度從0達(dá)到最大的過程中，ab棒克服阻力做的功為W阻W摩W安,電路中的感應(yīng)電動勢EBLvab 由閉合電路歐姆定律,對cd棒有BILmg,答案見解析,用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 解決電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：,電磁感應(yīng)中的能量問題,2.求解焦耳熱Q的三種方法,1.

3、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化,圖2,【例2】(2018江蘇南通高三上學(xué)期第一次調(diào)研)如圖2所示，光滑絕緣斜面傾角為，斜面上平行于底邊的虛線MN、PQ間存在垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ相距為L，質(zhì)量為m、邊長為d(dL)的正方形金屬線框abef置于斜面上，線框電阻為R，ab邊與磁場邊界MN平行，相距為L，線框由靜止釋放后沿斜面下滑，ef邊離開磁場前已做勻速運(yùn)動，重力加速度為g，求：,(1)線框進(jìn)入磁場過程中通過線框橫截面的電荷量q； (2)線框ef邊離開磁場區(qū)域時的速度v； (3)線框穿過磁場區(qū)域產(chǎn)生的熱量Q。 解析(1)線框進(jìn)入磁場的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢,磁通量的變化量Bd

4、2,受到的安培力FIdB 由平衡條件可得mgsin F0,1.模型構(gòu)建 “桿導(dǎo)軌”模型是電磁感應(yīng)問題高考命題的“基本道具”，也是高考的熱點(diǎn)，考查的知識點(diǎn)多，題目的綜合性強(qiáng)，物理情景變化空間大，是我們復(fù)習(xí)中的難點(diǎn)?！皸U導(dǎo)軌”模型又分為“單桿”和“雙桿”模型(“單桿”模型為重點(diǎn))；導(dǎo)軌放置方式可分為水平、豎直和傾斜；桿的運(yùn)動狀態(tài)可分為勻速、勻變速、非勻變速運(yùn)動等。,電磁感應(yīng)中的“桿導(dǎo)軌”模型,(1)單桿水平式(導(dǎo)軌光滑),2.模型分類及特點(diǎn),(2)單桿傾斜式(導(dǎo)軌光滑),圖4.55 (1)運(yùn)動的導(dǎo)線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當(dāng)于電源。用電池等符號畫出這個裝置的等效電路圖。 (2)通過R的電流方向如何？大

5、小等于多少？,題源：人教版選修32P21T3 設(shè)圖4.55中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T，平行導(dǎo)軌寬l1 m，金屬棒PQ以1 m/s速度貼著導(dǎo)軌向右運(yùn)動，R1 ，其他電阻不計(jì)。,解析(1)等效電路如圖所示。,(2)通過R的電流方向從上到下。 根據(jù)導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的公式EBlv， PQ的電動勢為E111 V1 V。,拓展1(2017江蘇單科，13)如圖3所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為R的電阻。質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下。當(dāng)該磁場區(qū)域以速度v0勻速地向右掃過金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関。導(dǎo)軌

6、和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長，桿在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求：,圖3,(1)MN剛掃過金屬桿時，桿中感應(yīng)電流的大小I； (2)MN剛掃過金屬桿時，桿的加速度大小a； (3)PQ剛要離開金屬桿時，感應(yīng)電流的功率P。 解析(1)感應(yīng)電動勢EBdv0,(2)安培力FBId 牛頓第二定律Fma,(3)金屬桿切割磁感線的速度vv0v，則 感應(yīng)電動勢EBd(v0v),拓展2(2018江蘇單科，13)如圖4所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為，間距為d。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的金屬棒被固定在導(dǎo)軌上，距底端的距離為s，導(dǎo)軌與外接電源相連，使金屬棒通有電流。金屬棒被松開后，以加速度a沿導(dǎo)軌勻加速下滑，金屬棒中的電流始終保持恒定，重力加速度為g。求下滑到底端的過程中，金屬棒