-走向高考高考物理總復(fù)習(xí)-第九章-第講-電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用課件

溫故自查通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在

中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)往往和力學(xué)問題結(jié)合在一起．解決這類問題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律、

)及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(

、動(dòng)能定理等)．磁場楞次定律牛頓定律考點(diǎn)精析1．解決電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題的方法(1)選擇研究對(duì)象，即是哪一根導(dǎo)體棒或哪幾根導(dǎo)體棒組成的系統(tǒng)；(2)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；(3)求回路中的電流大??；(4)分析其受力情況；(5)分析研究對(duì)象所受各力的做功情況和合外力做功情況，選定所要應(yīng)用的物理規(guī)律；(6)運(yùn)用物理規(guī)律列方程，求解．2．明確兩大研究對(duì)象及其之間相互制約的關(guān)系(3)動(dòng)態(tài)分析：求解電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題時(shí)，要抓好受力分析和運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析．導(dǎo)體在拉力作用下運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化，周而復(fù)始地循環(huán)．當(dāng)循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．此時(shí)a＝0，而速度v通過加速達(dá)到最大值，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值，做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(4)兩種狀態(tài)的處理：當(dāng)導(dǎo)體處于平衡態(tài)——靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，處理的途徑是：根據(jù)合外力等于零分析．當(dāng)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)——變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，處理的途徑是：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析.溫故自查產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，就是能量轉(zhuǎn)化的過程．電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安

的作用，因此，要維持

的存在，必須有“外力”克服安培力做功，此過程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化為

，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量．安培力做功的過程，是

轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程．安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．感應(yīng)電流電能電能培力考點(diǎn)精析1．電磁感應(yīng)過程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化如圖中金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí)，重力勢能減少，一部分用來克服安培力做功轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能，最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能．若導(dǎo)軌足夠長，棒最終達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力勢能的減小則完全用來克服安培力做功轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能．因此，從功和能的觀點(diǎn)入手，分析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，是解決電磁感應(yīng)中能量問題的重要途徑之一．2．安培力的功和電能變化的特定對(duì)應(yīng)關(guān)系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．3．解決此類問題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向．(2)畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式．(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系和穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)受力特點(diǎn)及功率關(guān)系列方程，聯(lián)立求解．命題界規(guī)律根據(jù)仔法拉千第電肯磁感窗應(yīng)定扒律或毒部分獅導(dǎo)體秘切割昨磁感敲線產(chǎn)劇生感個(gè)應(yīng)電幕動(dòng)勢(相當(dāng)倚于電股源)，確騰定電出路連頑接，牲畫出瓣電路棒圖，細(xì)求出轎相應(yīng)錢的電偶流、其電功口等物螺理量輝．[考例1](2架01鬧0·福建減理綜)如圖拒所示本，兩識(shí)條平返行的蛾光滑軌金屬誓導(dǎo)軌綁固定伐在傾瘋角為θ的絕局緣斜述面上督，導(dǎo)培軌上態(tài)端連英接一干個(gè)定匙值電弄阻．敞導(dǎo)體碗棒a和b放在稈導(dǎo)軌父上，憑與導(dǎo)芽軌垂爸直并肉良好胃接觸絞．斜戲面上梯水平哨虛線PQ以下堡區(qū)域逼內(nèi)，湖存在橋著垂砌直穿近過斜神面向姥上的磚勻強(qiáng)具磁場榆．現(xiàn)控對(duì)a棒施棟以平憐行導(dǎo)役軌斜耳向上埋的拉豪力，輸使它平沿導(dǎo)暈軌勻春速向畝上運(yùn)銜動(dòng)，哪此時(shí)變放在聯(lián)導(dǎo)軌歇下端撒的b棒恰蔬好靜嘉止．子當(dāng)a棒運(yùn)灣動(dòng)到毅磁場娘的上認(rèn)邊界PQ處時(shí)浮，撤氣去拉播力，a棒將商繼續(xù)櫻沿導(dǎo)暴軌向鎖上運(yùn)名動(dòng)一吵小段友距離納后再辱向下病滑動(dòng)伶，此怨時(shí)b棒已斥滑離忙導(dǎo)軌夢．當(dāng)a棒再全次滑蘇回到陣磁場爪上邊蝕界PQ處時(shí)宜，又查恰能飾沿導(dǎo)終軌勻食速向獲下運(yùn)鋸動(dòng)．膠已知a棒、b棒和溉定值綠電阻濃的阻豪值均杠為R，b棒的陷質(zhì)量致為m，重甲力加嚷速度劉為g，導(dǎo)喜軌電界阻不喂計(jì)．堵求(1駕)a棒在跟磁場子中沿壁導(dǎo)軌齡向上溪運(yùn)動(dòng)包的過耐程中龍，a棒中窩的電拜流強(qiáng)寫度Ia與定附值電帖阻R中的器電流毅強(qiáng)度IR之比廳；(2租)a棒質(zhì)森量ma；(3鏈)a棒在訓(xùn)磁場叢中沿萄導(dǎo)軌滅向上云運(yùn)動(dòng)打時(shí)所潔受的調(diào)拉力F.[解析](1筍)a棒沿霉導(dǎo)軌罷向上探運(yùn)動(dòng)辯時(shí)a棒、b棒及皇電阻R中的停電流流分別徑為Ia、Ib、IR，有IRR＝IbRb①Ia＝IR＋I(xiàn)b②(2思)由于a棒在PQ上方牛滑動(dòng)嘉過程帆中機(jī)鬧械能路守恒挺，因瞧而a棒在豆磁場冰中向廁上滑秩動(dòng)的誼速度烤大小v1，與碼在磁籍場中長向下惠滑動(dòng)勉的速送度大而小v2相等激，即v1＝v2＝v④設(shè)磁勁場的永磁感請(qǐng)應(yīng)強(qiáng)分度為B，導(dǎo)詢體棒壁長為L.a棒在掘磁場途中運(yùn)奔動(dòng)時(shí)暖產(chǎn)生籮的感盞應(yīng)電棚動(dòng)勢兵為E＝BLv⑤(3晌)由題校知導(dǎo)紛體棒a沿斜警面向堵上運(yùn)趙動(dòng)時(shí)悠，所際受拉苦力F＝IaLB＋magsi坊nθ[總結(jié)臂評(píng)述]本題泄屬于幕法拉搖第電昏磁感雄應(yīng)定膝律與季電路曉和力申學(xué)問釘題的北綜合糖，物胖體運(yùn)主動(dòng)過導(dǎo)程分冶析比旺較復(fù)甚雜，桿解答膛這類彎問題闖的關(guān)截鍵在醉于對(duì)爆物體現(xiàn)進(jìn)行胖正確有的受器力分雕析和遍運(yùn)動(dòng)恰過程除分析顫，屬寄于難洞題．(2點(diǎn)01好0·安徽格理綜)如圖萍所示腸，水塔平地狹面上屋方矩到形區(qū)呀域內(nèi)惰存在遭垂直源紙面楊向里腹的勻撒強(qiáng)磁贏場，長兩個(gè)塘邊長秩相等歷的單孩匝閉綢合正管方形傅線圈Ⅰ和Ⅱ，分紗別用紛相同棟材料據(jù)、不壩同粗永細(xì)的搞導(dǎo)線漿繞制(Ⅰ為細(xì)貓導(dǎo)線)．兩忘線圈踩在距仰磁場冤上界遺面h高處允由靜繁止開秧始自扎由下霜落，已再進(jìn)炎入磁沙場，紡最后萍落到振地面州．運(yùn)慌動(dòng)過鮮程中按，線慶圈平宿面始杜終保精持在肝豎直錯(cuò)平面壯內(nèi)且狂下邊屋緣平詠行于收磁場楊上邊稀界．縱設(shè)線海圈Ⅰ、Ⅱ落地丸時(shí)的王速度預(yù)大小后分別戀為v1、v2，在輸磁場可中運(yùn)昏動(dòng)時(shí)豎產(chǎn)生恥的熱陡量分師別為Q1、Q2.不計(jì)雖空氣奸阻力坑，則()A．v1<v2，Q1<Q2B．v1＝v2，Q1＝Q2C．v1<v2，Q1>Q2D．v1＝v2，Q1<Q2[答案]D[解析]本題邀考查酬電磁扁感應(yīng)買的綜害合問勻題，飛解題泊關(guān)鍵叨是弄咸清楚傘兩線靜框的嘉加速森度和轎速度宇變化敵．兩線饒框進(jìn)佛入磁今場時(shí)鴿的速宇度v相同陪，根下?lián)ㄐl(wèi)拉第溜電磁押感應(yīng)南定律艱和牛兇頓第穗二定原律得絹線框側(cè)的加志速度即線獨(dú)框剛串進(jìn)入當(dāng)磁場淚的加癢速度攝相同工，則同其后鋒線框兇在任雷一時(shí)擱刻的脖速度憂、加遍速度囑均相挑同，珍因此臨落地布速度郊相同趣，即v1＝v2.命題答規(guī)律根據(jù)縱物體繭所受先的力震，分怨析運(yùn)賄動(dòng)狀疊態(tài)，摸確定泰某時(shí)句刻的轉(zhuǎn)速度弟或加硬速度制、最唉終速協(xié)度等予物理帆量．[考例2]水平譯面上鬼兩根邁足夠暴長的迷金屬環(huán)導(dǎo)軌且平行糖固定帽放置除，間桑距為L，一錦端通滾過導(dǎo)前線與塌阻值距為R的電考阻連職接；飯導(dǎo)軌齒上放妖一質(zhì)器量為m的金半屬桿率，如昏圖甲濃所示宏；金刮屬桿貨與導(dǎo)顧軌的炒電阻衰忽略堵不計(jì)張，勻額強(qiáng)磁盡場豎翁直向慶下．屋用與減導(dǎo)軌江平行恭的恒熄定拉貍力F作用世在金削屬桿深上，蜻桿最示終將與做勻故速運(yùn)杯動(dòng)．男當(dāng)改寶變拉礙力的確大小醫(yī)時(shí)，鼓相對(duì)鉗應(yīng)的令勻速赤運(yùn)動(dòng)辜的速氏度v也會(huì)佩變化到，v和F的關(guān)占系如乖圖乙采．(重力列加速批度g取10仰m/蝕s2)(1霜)金屬陪桿在運(yùn)勻速含運(yùn)動(dòng)尿之前泉做什爛么運(yùn)壇動(dòng)？(2秒)若m＝0.至5k穴g，L＝0.溉5m，R＝0.澡5Ω，磁鐮感應(yīng)臥強(qiáng)度B為多匪大？(3酸)由v－F圖線攪的截姿距可填求得既什么罰物理爸量？半其值歡為多閘少？[解析](1統(tǒng))加速紡度越尼來越唯小的訓(xùn)加速清直線年運(yùn)動(dòng)∴可以園求出尼金屬超桿所弟受到甜的阻炊力f，代藥入數(shù)卷據(jù)可查得：f＝2N[答案](1枯)加速頸度越她來越見小的劃加速珍直線佳運(yùn)動(dòng)(2爹)1磁T(3錢)阻力f,2N[總結(jié)騙評(píng)述]桿最浙終勻段速運(yùn)鹿動(dòng)時(shí)務(wù)，外貍力必慎然與丹安培都力相啞等，到而沒流有達(dá)矛到勻炒速之筒前，慮安培語力隨賣電流怎的增忠大而默增大竿，因丈而合艙力越葡來越夸小，貪所以匆加速觸度也勝越來撕越小順．本割題易碎出錯(cuò)舊的地黨方是杠不能畜把直蠢線方衛(wèi)程和趣圖線還的數(shù)但據(jù)相翻結(jié)合寇綜合響解決過問題匠，正業(yè)確的植解題律思路屢是當(dāng)良導(dǎo)體槳棒勻友速時(shí)施，合益力為霧零，踢而金僻屬桿聽受拉鋒力、休安培扔力和逆阻力魂作用篩，利員用平招衡關(guān)扮系，牧可以源建立碼直線星方程治，通旋過圖辰線的夕數(shù)據(jù)睛，就君可以口解決嗚問題王．(2尊01位0·江蘇熄物理)如圖鬧所示飲，兩貝足夠蔑長的友光滑把金屬杰導(dǎo)軌蠢豎直曠放置批，相您距為L，一去理想消電流終表與蹈兩導(dǎo)夏軌相翠連，啞勻強(qiáng)領(lǐng)磁場雞與導(dǎo)湯軌平蹈面垂悉直．約一質(zhì)察量為m、有窩效電被阻為R的導(dǎo)匠體棒間在距磁場磁上邊讀界h處靜涉止釋許放．富導(dǎo)體脾棒進(jìn)果入磁薦場后芽，流敲經(jīng)電葬流表瘋的電功流逐膛漸減葬小，絲式最終伴穩(wěn)定腦為I.整個(gè)峰運(yùn)動(dòng)內(nèi)過程漁中，獎(jiǎng)導(dǎo)體莊棒與蜂導(dǎo)軌波接觸育良好雷，且暮始終匯保持惡水平顧，不夏計(jì)導(dǎo)馳軌的莊電阻阿．求肢：(1制)磁感掩應(yīng)強(qiáng)斑度的脈大小B；(2育)電流紐奉穩(wěn)定賊后，最導(dǎo)體智棒運(yùn)敘動(dòng)速灑度的釋大小v；(3右)流經(jīng)底電流耐表電姻流的孩最大愈值Im.[解析](1踏)電流旱穩(wěn)定柏后，摧導(dǎo)體地棒做歲勻速組運(yùn)動(dòng)念，BI劣L＝mg①(3桿)由題妥意知財(cái)，導(dǎo)葵體棒壟剛進(jìn)盡入磁波場時(shí)獨(dú)的速愁度最默大，涂設(shè)為vm命題沾規(guī)律根據(jù)遼能量倡守恒案定律概，確凍定焦元耳熱損或其畫他力賢所做飛的功拔．[考例3](2礙01標(biāo)0·天津鏡理綜)如圖尼所示儉，質(zhì)由量m1＝0.煤1盼kg，電瞎阻R1＝0.臥3濃Ω，長路度l＝0.辣4革m的導(dǎo)咬體棒ab橫放旨在U型金穩(wěn)屬框慎架上終．框疑架質(zhì)懲量m2＝0.野2坑kg，放限在絕嗎緣水負(fù)平面斥上，偵與水闊平面奇間的墨動(dòng)摩懂擦因狡數(shù)μ＝0.業(yè)2.相距0.益4贊m的MM′、NN′相互由平行圓，電窮阻不泊計(jì)且歡足夠衫長．水電阻R2＝0.敗1眉Ω的MN垂直邪于MM′.整個(gè)杜裝置愿處于建豎直黃向上狂的勻淺強(qiáng)磁漆場中圓，磁扎感應(yīng)述強(qiáng)度B＝0.奏5羅T．垂粒直于ab施加F＝2累N的水答平恒羞力，ab從靜紀(jì)止開鉛始無印摩擦舞地運(yùn)吩動(dòng)，擱始終宋與MM′、NN′保持物良好掃接觸瞎．當(dāng)ab運(yùn)動(dòng)柴到某伍處時(shí)冠，框翻架開跨始運(yùn)雨動(dòng)．選設(shè)框簽架與接水平沉面間澡最大瞎靜摩系擦力越等于魂滑動(dòng)李摩擦樂力，g取10投m附/s2.(1縱)求框洗架開忌始運(yùn)悄動(dòng)時(shí)ab速度v的大舞?。?2抹)從ab開始苦運(yùn)動(dòng)超到框冰架開泰始運(yùn)飯動(dòng)的糕過程暗中，MN上產(chǎn)魄生的家熱量Q＝0.嚼1員J，求惑該過認(rèn)程ab位移x的大尼?。甗解析](1伯)ab對(duì)框暢架的應(yīng)壓力F1＝m1g①框架眨受水場平面拖的支丸持力FN＝m2g＋F1②依題司意，刮最大盒靜摩尺擦力把等于捉滑動(dòng)棵摩擦巧力，廣則框僻架受完到最渡大靜帖摩擦絞力F2＝μFN③ab中的共感應(yīng)雨電動(dòng)華勢E＝Blv④MN中電你流MN受到駕的安固培力F安＝Il華B⑥框架園開始噸運(yùn)動(dòng)瓜時(shí)F安＝F2⑦由上劇述各維式代踐入數(shù)傲據(jù)解窩得v＝6m/齊s⑧(2城)閉合謊回路捉中產(chǎn)雁生的攻總熱償量[答案](1抬)6兄m/離s(2頭)1援.1晴m[總結(jié)鞋評(píng)述]本題腦是電許磁感底應(yīng)和棕力學(xué)暗的綜圓合問柜題，眠考查坡的知厘識(shí)點(diǎn)當(dāng)有安欣培力木、摩般擦力佳、力老的平巴衡、軍電磁槍感應(yīng)塘、動(dòng)螺能定獲理、扶電熱枝及電鍋路等耕．第(1刊)問中嘆平衡遙條件宗的應(yīng)屆用．灑第(2迅)問中集動(dòng)能麻定理滋的應(yīng)介用，叢是解腔題的挨兩個(gè)據(jù)突破烈點(diǎn)．(2棵01稱0·山東桃青島)相距顫為l＝1m的光蒜滑平辯行金轉(zhuǎn)屬