電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系孫潔演示

（優(yōu)選）電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系孫潔當(dāng)前1頁，總共21頁。[考情分析]201420152016電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用T1：電磁感應(yīng)定律（E）

T7：渦流(E、I、P)T13：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（E、I、F、Q)T13：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（E、Q）T6：電磁感應(yīng)定律、楞次定律（E、I）T13：電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（E、Q）分值221519考情分析當(dāng)前2頁，總共21頁。一、知識回顧：功能關(guān)系合外力做功等于物體動能的變化量只有重力和彈簧彈力做功，重力做功等于重力勢能的減少量彈簧彈力做功等于彈性勢能的減少量其他力做功等于物體機(jī)械能的變化量電場力做功等于電勢能的減少量當(dāng)前3頁，總共21頁。電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系1.電流恒定時2.電流變化時4.能量守恒3.動能定理——回路中產(chǎn)生的總焦耳熱等于導(dǎo)體棒克服安培力做的功——焦耳定律——中包含——中包含當(dāng)前4頁，總共21頁。

兩根足夠長、光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角?的絕緣斜面上，相距L，電阻不計。頂端接一個電阻R，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，電阻r，置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，距離頂端d。整個裝置處在垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化關(guān)系如圖所示。在0～t0時間內(nèi)導(dǎo)體棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。t0時間后撤去拉力，導(dǎo)體棒從靜止開始向下運動，當(dāng)運動了距離x時恰好達(dá)到最大速度，之后做勻速運動。典例1：t0B02B0B0t（1）0~t0時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q1

當(dāng)前5頁，總共21頁。t0B02B0B0t解：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得：由焦耳定律得：當(dāng)前6頁，總共21頁。典例1：

兩根足夠長、光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角?的絕緣斜面上，相距L，電阻不計。頂端接一個電阻R，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，電阻r，置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，距離頂端d。整個裝置處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化關(guān)系如圖所示。在0～t0時間內(nèi)導(dǎo)體棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。t0時間后撤去拉力，導(dǎo)體棒從靜止開始向下運動，當(dāng)運動了距離x時恰好達(dá)到最大速度，之后做勻速運動。（2）從撤去拉力到開始勻速運動，導(dǎo)體棒做什么運動？

最大速度vm

=?

當(dāng)前7頁，總共21頁。(2)37°37°由牛頓第二定律得：導(dǎo)體棒做a減小的加速運動，最終勻速由平衡條件得：當(dāng)前8頁，總共21頁。(3)從撤去拉力到開始勻速運動過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q2=?

典例1：

兩根足夠長、光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角?的絕緣斜面上，相距L，電阻不計。頂端接一個電阻R，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，電阻r，置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，距離頂端d。整個裝置處在垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化關(guān)系如圖所示。在0～t0時間內(nèi)導(dǎo)體棒在平行斜面向上的拉力（大小未知）作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。t0時間后撤去拉力，導(dǎo)體棒從靜止開始向下運動，當(dāng)運動了距離x時恰好達(dá)到最大速度，之后做勻速運動。當(dāng)前9頁，總共21頁。（3）方法一：由動能定理得方法二：由能量守恒定律得當(dāng)前10頁，總共21頁。（4)若金屬導(dǎo)軌不光滑，動摩擦因數(shù)μ，測得滑行距離x‘

時達(dá)到最大速度，則最大速度

從釋放到勻速，回路產(chǎn)生的焦耳熱方法一：由能量守恒得對導(dǎo)體棒受力分析，由牛頓第二定律得：方法二：由動能定理得當(dāng)前11頁，總共21頁。典例2：如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為L，左端接有阻值為R的電阻，處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度v0.在沿導(dǎo)軌往復(fù)運動的過程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．(1)求初始時刻導(dǎo)體棒受到的安培力．(2)若導(dǎo)體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為Ep，則這一過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q1為多少?(3)導(dǎo)體棒往復(fù)運動，最終將靜止于何處?從導(dǎo)體棒開始運動直到最終靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q為多少?當(dāng)前12頁，總共21頁。解:（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路歐姆定律得：由左手定則得：當(dāng)前13頁，總共21頁。(2)方法一：由功能關(guān)系得方法二：由能量守恒定律得當(dāng)前14頁，總共21頁。（3）方法一：由能量轉(zhuǎn)化與守恒及平衡條件，可判斷：棒最終靜止于初始位置

方法二：對全過程，由功能關(guān)系得：當(dāng)前15頁，總共21頁。方法總結(jié)EIFWE(能量）當(dāng)前16頁，總共21頁。1．如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，下列說法正確的有

A.導(dǎo)體棒做勻加速直線運動B.力F做的功等于棒機(jī)械能的增加量

C.安培力做功等于電阻R上放出的熱量D.力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于棒的機(jī)械能增加量鞏固訓(xùn)練：當(dāng)前17頁，總共21頁。2．如圖所示，粗糙斜面傾角θ＝37°，半徑r＝0.5m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場。一個匝數(shù)n＝10匝的剛性正方形線框abcd，通過松弛的柔軟導(dǎo)線與一個額定功率P＝1.25W的小燈泡A相連，圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊。已知線框質(zhì)量m＝2kg，總電阻R0＝1.25Ω，邊長L>2r，與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5。從t＝0時起，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按B＝2-t(T)的規(guī)律變化。開始時線框靜止在斜面上，在線框運動前，燈泡始終正常發(fā)光。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37