1、能力課能力課1212電磁感應中的動力學與能量問題電磁感應中的動力學與能量問題-2-知識點一知識點二知識點三兩種狀態及處理方法 -3-知識點一知識點二知識點三電磁感應現象中的動力學問題1.安培力的大小2.安培力的方向(1)先用判定感應電流方向,再用判定安培力方向。(2)根據楞次定律,安培力的方向一定和導體切割磁感線運動方向。BIl Blv 右手定則左手定則相反-4-知識點一知識點二知識點三電磁感應現象中的能量問題1.能量的轉化感應電流在磁場中受安培力,外力克服安培力,將機械能轉化為,電流做功再將電能轉化為。2.實質電磁感應現象的能量轉化,實質是其他形式的能和之間的轉化。3.電磁感應現象中能量的三

2、種計算方法(1)利用克服安培力求解:電磁感應中產生的電能等于克服所做的功。(2)利用能量守恒求解:機械能的減少量等于產生的。(3)利用電路特征來求解:通過電路中所產生的電熱來計算。做功電能內能或其他形式的能電能安培力電能-5-考點一考點二電磁感應中的動力學問題電磁感應中的動力學問題(師生共研師生共研)1.電磁感應與力學的聯系在電磁感應現象中導體運動切割磁感線,產生感應電流,感應電流使導體受到安培力的作用。因此,電磁感應問題往往和力學問題聯系在一起。解決電磁感應中的力學問題時,一方面要考慮電磁學中的有關規律,另一方面要考慮力學中的有關規律,要將電磁學和力學知識綜合起來應用。-6-考點一考點二2.

3、解題思路 -7-考點一考點二例題(多選)下圖甲中bacd為導體做成的框架,其平面與水平面成角,質量為m的導體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個裝置放在垂直于框架平面的變化的磁場中,磁感應強度隨時間的變化如圖乙,導體棒PQ始終靜止,在0t1時間內()A.導體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向上B.導體棒PQ所受安培力的方向始終沿軌道斜面向下C.導體棒PQ受到的摩擦力可能一直增大D.導體棒PQ受到的摩擦力可能先減小后增大思維點撥 (1)由圖乙確定磁通量變化;(2)判斷安培力方向并計算安培力大小;(3)確定摩擦力變化情況。 答案解析解析關閉在0t1時間內,磁感應強度B先減小后反向增

4、大,穿過PQca回路的磁通量先減小后反向增大,由楞次定律可知,當回路磁通量均勻減小時,產生恒定的感應電流,回路面積有擴大趨勢,導體棒PQ受到的安培力沿軌道斜面向上,安培力的大小FA=BIl=Il(B0-kt),隨磁感應強度B的減小而減小,導體棒PQ受到的靜摩擦力在t=0時若沿斜面向下,則靜摩擦力隨B的減小而減小;在t=0時若沿斜面向上,則靜摩擦力隨B的減小而增大。當磁感應強度B反向增大時,回路磁通量增大,回路面積有縮小的趨勢,導體棒PQ受到的安培力沿斜面向下,且隨磁感應強度B的增大而增大,導體棒PQ受到的靜摩擦力Ff=mgsin +BIl也隨之增大。因此安培力在磁感應強度B減小到0之前沿斜面向

5、上,靜摩擦力有可能沿斜面向上,也有可能沿斜面向下,選項A、B錯誤;而靜摩擦力可能先減小后增大或者一直增大,選項C、D正確。 答案解析關閉CD-8-考點一考點二思維訓練思維訓練 (2018天津寶坻區月考)(多選)如圖所示,在水平桌面上放置兩條相距為l的平行光滑導軌ab與cd,阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連。質量為m、電阻也為R的導體棒垂直于導軌放置并可沿導軌自由滑動。整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上,磁感應強度的大小為B。導體棒的中點系一不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一個質量也為m的物塊相連,繩處于拉直狀態。現若從靜止開始釋放物塊,用h表示物塊下落的高度(物塊不

6、會觸地),g表示重力加速度,其他電阻不計,則()A.電阻R中的感應電流方向由c到aB.物塊下落的最大加速度為g 答案解析解析關閉 答案解析關閉-9-考點一考點二電磁感應中的能量問題電磁感應中的能量問題(師生共研師生共研)1.電磁感應現象中的能量轉化2.求解焦耳熱Q的三種方法 -10-考點一考點二例題(多選)兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為l,底端接阻值為R的電阻。將質量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計。現將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放。則()A.釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB.金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為abC.金屬棒的速度為v時,所受的安培力大小為D.電阻R上產生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量 答案解析解析關閉 答案解析關閉-11-考點一考點二方法規律解電磁感應現象中的能量問題的一般步驟(