专题第讲电磁感应规律及其应用.ppt

(2)在第(3)问中试画出0～1.6 s内外力F与时间t的关系图像。 提示：由于F=(t+1.6) N 其图像为 第三十一页，共73页 【总结提升】 1.电磁感应中的动力学问题应抓住的“两个对象”： 第三十二页，共73页 2.电磁感应中的动力学问题的解题策略： 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约, 解决问题前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为： (1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向。 (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向。 (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况。 (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解。 第三十三页，共73页 【变式训练】(2013·昆明一模)如图甲所示，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场。现将一边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场垂直，且bc边与磁场边界MN重合。当t=0时，对线框施加一水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=t0时，线框的ad边与磁场边界MN重合。图乙为拉力F随时间变化的图线。由以上条件可知，磁场的磁感应强度B的大小为( ) 第三十四页，共73页 第三十五页，共73页 【解析】选B。根据题意，可知F0=ma，F安=BIl= 因为F-F安=ma=常数，所以 即 将F0=ma代 入化简，可得 故选项B正确。 第三十六页，共73页 热点考向3 电磁感应中的能量问题 【典例3】(18分)(2013·合肥一模)如图 所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导 轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的 电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ， 且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于 导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固 定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度， 导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始 第三十七页，共73页 终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。 (1)求初始时刻通过电阻R的电流的大小和方向； (2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a； (3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热。 第三十八页，共73页 【解题探究】 (1)请画出导体棒第一次回到初始位置时的受力分析图。 提示: 第三十九页，共73页 (2)电阻R上产生的焦耳热QR的求解思路。 ①先求整个回路产生的焦耳热Q。 设弹簧的压缩量为x。 a.物理规律：_____________； b.方程式： 。 ②再求电阻R上产生的焦耳热QR。 QR与Q的关系式： 。 能量守恒定律 第四十页，共73页 【解析】(1)导体棒上产生的感应电动势E1=BLv0 ①(1分) 通过R的电流大小 ②(1分) 由①②式得 ③(1分) 根据右手定则和电路特点可判断电流方向为b→R→a (1分) (2)第一次回到初始位置时，导体棒产生的感应电动势为 E2=BLv ④(1分) 第四十一页，共73页 感应电流 ⑤(1分) 导体棒受到的安培力大小F=BI2L ⑥(1分) 方向沿斜面向上 (1分) 由④⑤⑥式得 ⑦(1分) 根据牛顿第二定律有mgsinθ-F=ma ⑧(2分) 由⑦⑧式解得 (1分) 第四十二页，共73页 (3)导体棒最终静止，有mgsinθ=kx ⑨(2分) 设整个过程回路产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律有 ⑩(2分) 电阻R上产生的焦耳热 ?(1分) 由⑨⑩?式得 (1分) 答案：(1) 方向为b→R→a (2) (3) 第四十三页，共73页 【总结提升】 1.求解焦