《物理微14 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理微14 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題 新人教版（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)第第 十十 章章微專(zhuān)題微專(zhuān)題14電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題和能量問(wèn)題欄目導(dǎo)航命題點(diǎn)一命題點(diǎn)一 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題命題點(diǎn)二命題點(diǎn)二 電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題模擬演練模擬演練穩(wěn)基提能穩(wěn)基提能1題型簡(jiǎn)述：題型簡(jiǎn)述：感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題往往感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起解決這類(lèi)問(wèn)題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起解決這類(lèi)問(wèn)題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律應(yīng)定律、楞次定律)及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(

2、共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理等定理等)2兩種狀態(tài)及處理方法兩種狀態(tài)及處理方法電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題狀態(tài)狀態(tài)特征特征處理方法處理方法平衡態(tài)平衡態(tài)加速度為零加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)非平衡態(tài)加速度不為零加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行分析行分析3動(dòng)態(tài)分析的基本思路動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大值或

3、最小值的條件具體思路如下：度、加速度最大值或最小值的條件具體思路如下：對(duì)金屬棒正確進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是解題的關(guān)鍵對(duì)金屬棒正確進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是解題的關(guān)鍵如圖，兩個(gè)傾角均為如圖，兩個(gè)傾角均為37的絕緣斜面，頂端相同，斜面上分別的絕緣斜面，頂端相同，斜面上分別固定著一個(gè)光滑的不計(jì)電阻的固定著一個(gè)光滑的不計(jì)電阻的U型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度都是型導(dǎo)軌，導(dǎo)軌寬度都是L10 m，底邊分別與開(kāi)，底邊分別與開(kāi)關(guān)關(guān)S1、S2連接，導(dǎo)軌上分別放置一根和底邊平行的金屬棒連接，導(dǎo)軌上分別放置一根和底邊平行的金屬棒a和和b，a的電阻的電阻R1100 、質(zhì)量、質(zhì)量m120 kg，b的電阻的電阻R280 、質(zhì)量、

4、質(zhì)量m210 kg.U型導(dǎo)軌所在空間分型導(dǎo)軌所在空間分別存在著垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小分別為別存在著垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小分別為B110 T，B220 T，輕細(xì)絕，輕細(xì)絕緣線繞過(guò)斜面頂端很小的光滑定滑輪連接兩金屬棒的中點(diǎn)，細(xì)線與斜面平行，兩導(dǎo)緣線繞過(guò)斜面頂端很小的光滑定滑輪連接兩金屬棒的中點(diǎn)，細(xì)線與斜面平行，兩導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，軌足夠長(zhǎng)，sin 370.6，cos 370.8，g100 m/s2開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S1、S2都斷都斷開(kāi)，輕細(xì)絕緣線繃緊，金屬棒開(kāi)，輕細(xì)絕緣線繃緊，金屬棒a和和b在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)求：在外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)求：(1)撤去外力，兩金屬棒的加速度多大？撤

5、去外力，兩金屬棒的加速度多大？(2)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，求金屬棒，求金屬棒a、b運(yùn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中達(dá)到的最大速度？動(dòng)過(guò)程中達(dá)到的最大速度？答案：答案：(1)0.5 A由由B到到A(2)是是4 m/s2(3)0.75 JAC 2如圖如圖1所示，兩相距所示，兩相距L0.5 m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值阻值R2 的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)質(zhì)量m0.2 kg的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽的金屬桿垂直置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良

6、好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其略桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，并始終與導(dǎo)軌垂直，其vt圖象如圖圖象如圖2所示在所示在15 s末時(shí)撤去拉力，同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，從而保持回路磁通末時(shí)撤去拉力，同時(shí)使磁場(chǎng)隨時(shí)間變化，從而保持回路磁通量不變，桿中電流為零求：量不變，桿中電流為零求：(1)金屬桿所受拉力的大小金屬桿所受拉力的大小F；(2)015 s內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(3)撤去恒定拉力之后，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律撤去恒定拉力之后，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律3(2016全國(guó)甲卷全國(guó)甲卷)如

7、圖，水平面如圖，水平面(紙面紙面)內(nèi)間距為內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上的金屬桿置于導(dǎo)軌上t0時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)t0時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)桿與導(dǎo)軌的向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng)桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為電阻均忽略不計(jì)，兩者始

8、終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.重力重力加速度大小為加速度大小為g.求：求：(1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大?。唤饘贄U在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大??；(2)電阻的阻值電阻的阻值1題型簡(jiǎn)述：題型簡(jiǎn)述：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)安培力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能轉(zhuǎn)化是通過(guò)安培力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程；外力克服安培力做功的過(guò)程，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程的過(guò)程；外力克服安培力做功的過(guò)程，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的

9、過(guò)程2解題的一般步驟解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路導(dǎo)體棒或回路)；(2)弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化；弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化；(3)根據(jù)能量守恒定律或功能關(guān)系列式求解根據(jù)能量守恒定律或功能關(guān)系列式求解電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題3求解電能應(yīng)分清兩類(lèi)情況求解電能應(yīng)分清兩類(lèi)情況(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或或QI2Rt直接進(jìn)行計(jì)算直接進(jìn)行計(jì)算(2)若電流變化，則若電流變化，則利用安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；利用安培力

10、做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則減少的機(jī)械能等于產(chǎn)生利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則減少的機(jī)械能等于產(chǎn)生的電能的電能能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析程序：先電后力再能量能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析程序：先電后力再能量如圖所示，傾角如圖所示，傾角30的光滑傾斜導(dǎo)體軌道的光滑傾斜導(dǎo)體軌道(足夠長(zhǎng)足夠長(zhǎng))與光滑水平導(dǎo)體與光滑水平導(dǎo)體軌道連接，軌道寬度均為軌道連接，軌道寬度均為L(zhǎng)1 m，電阻忽略不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電阻忽略不計(jì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅分布在水平軌道平僅分布在水平軌道平面所在區(qū)域，方向水平向右，大小面所在區(qū)域，方向水平向右，大小B11 T；勻強(qiáng)磁場(chǎng)；

11、勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅分布在傾斜軌道平面所僅分布在傾斜軌道平面所在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小在區(qū)域，方向垂直于傾斜軌道平面向下，大小B21 T現(xiàn)將兩質(zhì)量均為現(xiàn)將兩質(zhì)量均為m0.2 kg，電阻均為，電阻均為R0.5 的相同導(dǎo)體棒的相同導(dǎo)體棒ab和和cd，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾，垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道上，并同時(shí)由靜止釋放取斜軌道上，并同時(shí)由靜止釋放取g10 m/s2(1)求導(dǎo)體棒求導(dǎo)體棒cd沿斜軌道下滑的最大速度的大沿斜軌道下滑的最大速度的大??；小；(2)若已知從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到若已知從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd棒達(dá)到最大速度的棒達(dá)到最大速度的過(guò)程中，過(guò)程中，ab棒產(chǎn)生的焦耳熱棒產(chǎn)生的焦耳

12、熱Q0.45 J，求該過(guò)程，求該過(guò)程中通過(guò)中通過(guò)cd棒橫截面的電荷量；棒橫截面的電荷量；(3)若已知若已知cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距水平軌道高度棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)距水平軌道高度h10 m，cd棒由靜止釋放后，為使棒由靜止釋放后，為使cd棒中無(wú)感應(yīng)電流，可讓磁場(chǎng)棒中無(wú)感應(yīng)電流，可讓磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，將的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化，將cd棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻記為記為t0，此時(shí)磁場(chǎng)，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B01 T，試求，試求cd棒在傾斜軌道上下滑的這段棒在傾斜軌道上下滑的這段時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的關(guān)系式變化的關(guān)系式(1)桿桿a在斜軌道

13、上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)桿桿a在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)其截面的電量；在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)其截面的電量；(3)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱產(chǎn)生的焦耳熱4(2018東北三省四市教研聯(lián)合體模擬考試東北三省四市教研聯(lián)合體模擬考試)(多選多選)如圖所示，平行導(dǎo)軌放在如圖所示，平行導(dǎo)軌放在斜面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，恒力斜面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，恒力F拉動(dòng)金屬桿拉動(dòng)金屬桿ab從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上滑從靜止開(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)始到動(dòng)，接觸良好，導(dǎo)軌光滑從靜止開(kāi)始到ab桿達(dá)到最大速度的過(guò)程中，恒力桿達(dá)到最大速度的過(guò)程中，恒力F做

14、功做功為為W，ab桿克服重力做功為桿克服重力做功為W1，ab桿克服安培力做功為桿克服安培力做功為W2，ab桿動(dòng)能的增加量為桿動(dòng)能的增加量為Ek，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為，電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，ab桿重力勢(shì)能增加量為桿重力勢(shì)能增加量為Ep，則，則()AWQW1W2EkEpBWQW1W2EkCWQEkEpDW2Q，W1EpCD 解析：解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程力功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程力F做的功導(dǎo)做的功導(dǎo)致內(nèi)能的增加、桿動(dòng)能的增加和重力勢(shì)能的增加，所以有致內(nèi)能的增加、桿動(dòng)能的增加和重力勢(shì)能的增加，所以有WQEkEp，選項(xiàng)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，C正確

15、；克服重力做的功等于桿重力勢(shì)能的增加量，即正確；克服重力做的功等于桿重力勢(shì)能的增加量，即W1Ep，克服安，克服安培力做的功等于電路產(chǎn)生的焦耳熱，即培力做的功等于電路產(chǎn)生的焦耳熱，即W2Q，選項(xiàng)，選項(xiàng)D正確正確B 6如圖，足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，如圖，足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，MN部分的寬度為部分的寬度為2l，PQ部分的寬度為部分的寬度為l，金屬棒，金屬棒a和和b的質(zhì)量的質(zhì)量ma2mb2m，其電阻大小，其電阻大小Ra2Rb2R，a和和b分別在分別在MN和和PQ上，垂直導(dǎo)軌相距足夠遠(yuǎn)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上，垂直導(dǎo)軌相距足夠遠(yuǎn)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感強(qiáng)度為中，磁感強(qiáng)度為B，開(kāi)始，開(kāi)始a棒向右速度為棒向右速度為v0，b棒靜止，兩棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持平行且棒靜止，兩棒運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持平行且a總在總在MN上運(yùn)動(dòng)，上運(yùn)動(dòng)，b總在總在PQ上運(yùn)動(dòng)，求上運(yùn)動(dòng)，求a、b最終的速度最終的速度謝謝觀看