浙江2019高考物理二轮复习专题七计算题题型强化第4讲加试第23题电磁感应规律的综合应用课件.ppt
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1、第4讲 加试第23题 电磁感应规律的综合应用,专题七 计算题题型强化,内容索引,题型1 电磁感应中的动力学问题,题型2 电磁感应中的动力学和能量问题,电磁感应中的动力学问题,题型1,1.基本特点 导体棒运动产生感应电动势感应电流通电导体棒受安培力合外力变化加速度变化速度变化周而复始地循环,最终导体棒的加速度等于零,导体棒达到稳定运动状态,要抓住a0时速度v达到最大的特点.,2.基本思路,例1 如图1所示,竖直平面内有两个半径为r、光滑的 圆弧形金属环,在M、N处分别与距离为2r、足够长的平行光滑金属导轨ME、NF相接,金属环最高点A处断开不接触.金属导轨ME、NF的最远端EF之间接有电阻为R的
2、小灯泡L.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场和,磁感应强度大小均为B,磁场和之间的距离为h.现有质量为m的导体棒ab,从,金属环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与金属及轨道接触良好.已知导体棒下落 时向下的加速度为a.导体棒进入磁场后小灯泡亮度始终不变.重力加速度为g.导体棒、轨道、金属环的电阻均不计.求:,图1,(1)导体棒从A处下落 时的速度v1大小;,答案,解析,根据牛顿第二定律得:,(2)导体棒下落到MN处时的速度v2大小;,答案,解析,解析 导体棒进入磁场后小灯泡亮度始终不变,说明导体棒受力平衡,匀速下落,设此时导体棒的速度为v3,则:,从MN下落到CD
3、,v222ghv32,(3)将磁场的CD边界下移一小段距离,分析导体棒进入磁场后小灯泡的亮度变化情况,并说明原因.,答案,解析,答案 见解析,解析 CD边界下移一段距离,导体棒ab进入磁场时速度大于v3,mgF安,导体棒做加速度逐渐减小的减速运动,速度减小,感应电动势减小,感应电流减小,电功率减小,亮度减小,最后mgF安,导体棒做匀速运动,亮度不变.,1.(2018金华市十校联考)如图2甲所示,一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈(图中只画出1匝)与一个正方形金属框abcd连接成闭合回路.圆形金属线圈的半径为r1,在线圈里面半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,其磁感应强度
4、大小B1与时间t关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.正方形金属框abcd的质量为m,每条边的长度和阻值分别为L和R,放置于竖直平面内,金属框两顶点a、b通过导线与圆形金属线,图2,圈的两端点相连,金属框abcd所在的空间存在有垂直金属框水平向外的匀强磁场,金属框恰好处于静止状态.导线电阻不计,导线对a、b点的作用力不计,重力加速度为g.求t1时刻:,(1)通过金属框ab边的电流方向;,答案,解析,答案 b流向a,解析 金属框恰好处于静止状态,所受安培力与重力平衡,根据左手定则判定,通过金属框ab边上的电流方向为b流向a.,(2)通过金属框ab边的电流大小;,答案,解析,解
5、析 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为,由闭合电路欧姆定律得,通过导线的总电流大小为,(3)金属框所在处匀强磁场的磁感应强度B2大小.,答案,解析,金属框受重力和安培力,处于静止状态, 有mgB2IabLB2IcdL,电磁感应中的动力学和能量问题,题型2,1.电磁感应现象遵守能量守恒定律,电磁感应现象中产生的电能,一定是由其他形式的能转化而来的,从电磁感应现象产生的机理来区分,分为两种情况: (1)单纯的磁场变化:磁能电能电路中的内能(或其他形式的能); (2)导体切割磁感线:机械能电能电路中的内能(或其他形式的能). 2.导体切割磁感线而产生的电能,必定等于导体克服安培力做的功,即产生的电能
6、是用克服安培力做的功来量度的.,3.从能量转化的角度分析电磁感应过程,必须牢牢抓住能量守恒这一基本规律.分析的基本思路是: 受力分析弄清哪些力做功,做正功还是负功明确有哪些形式的能参与转化,哪些增哪些减由能量守恒定律列方程求解.,例2 (2018慈溪市期末)如图3甲所示,弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53角,右导轨平面与水平面成,图3,37角,两导轨相距L0.2 m,电阻不计.质量均为m0.1 kg,电阻均为R0.1 的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为0.5,整个装置处于磁感应强度大小为B1.0 T,
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