電磁感應中的力與能量問題

電磁感應中的力與能量問題.1第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月考綱要求53電磁感應現(xiàn)象Ⅰ54感應電流的產(chǎn)生條件Ⅱ55法拉第電磁感應定律楞次定律Ⅱ限于導線方向與磁場方向、運動方向垂直的情況；有關反電動勢的計算不作要求

56互感自感Ⅰ2第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月①楞次定律感應電流具有這樣的方向，

總要阻礙引起感應電流的。

②右手定則——導體切割磁感線感應電流的磁場磁通量的變化

電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,即E=n（Δφ/Δt）

一、知識回顧：①磁場變化引起：E=n（ΔΒ/Δt）S②導體切割磁感線引起：E=Blvsinθ1、感應電流的方向

2、法拉第電磁感應定律3第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

2010年2009年2008年感應電流的產(chǎn)生和方向山東卷21浙江卷17，寧夏卷19寧夏卷16，海南卷10電磁感應定律、自感廣東卷16，全國卷Ⅰ17，江蘇卷2，上海卷19，江蘇卷4，北京卷19，湖南卷21等重慶卷20，山東卷21，安徽卷20等江蘇卷8，廣東卷18，上海卷10，北京卷22等電磁感應綜合全國卷Ⅱ18，安徽卷20，福建卷21，四川卷20，天津卷11，江蘇卷13，重慶卷23，上海卷32等天津卷4，江蘇卷15，廣東卷18，福建卷18，上海卷24，全國卷Ⅱ24，北京卷23等全國卷Ⅱ22，上海卷24，山東卷22，江蘇卷144第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月E

IF安a

vF合電磁學規(guī)律力學規(guī)律

電磁學中的有關規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、左手定則、右手定則、安培力的計算公式等力學中的有關規(guī)律，如物體的平衡條件、牛頓運動定律、功與功率的概念、動能定理、能量守恒定律等二、基本思路“法”“歐”“安”“楞”“?！?第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

水平面上兩根足夠長的金屬導軌MNPQ平行固定放置，間距為l，一端通過導線與阻值為R的電阻連接；導軌上放一質量為m、電阻為r的金屬棒ab，整個裝置處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向下，如圖所示。金屬棒ab始終與導軌接觸良好且垂直，不計導軌電阻及一切摩擦。⑴開始時磁感強度為B0，且MabP構成邊長為l的正方形。若從t=0時刻起，磁感強度均勻增加，每秒增量為k（k

＞0），若保持棒靜止，求t=t1秒時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？6第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月⑴開始時磁感強度為B0，且MabP構成邊長為l的正方形。若從t=0時刻起，磁感強度均勻增加，每秒增量為k（k

＞0），若保持棒靜止，

求t=t1秒末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？感應電動勢t=t1秒時，感應電流由平衡條件：FAFRrlmB7第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵現(xiàn)用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。求：①金屬棒ab達到的穩(wěn)定速度v1為多大？②當金屬棒ab沿導軌運動距離為s時獲得穩(wěn)定速度，此過程電阻R上產(chǎn)生焦耳熱Q1為多大？③由靜止運動距離s的過程中流過金屬棒ab的電量q1為多大？RrlmBRrlm8第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月FA棒的速度穩(wěn)定時，對棒由平衡條件得：⑵現(xiàn)用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。求：①金屬棒ab達到的穩(wěn)定速度v1為多大？靜止勻速直線運動勻加速（勻減速）直線運動小結：中學階段常見的幾種穩(wěn)定狀態(tài)有：

；

；

。vtv1t1①RrlmB9第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月②對棒由靜止達v1過程中列動能定理：⑵現(xiàn)用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。求：②當金屬棒ab沿導軌運動距離為s時獲得穩(wěn)定速度，此過程電阻R上產(chǎn)生焦耳熱Q1為多大？小結：功能分析：求能量守恒定律或動能定理強調：安培力做負功，將其它形式能量轉化為

。系統(tǒng)的電能RrlmBFA10第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月③⑵現(xiàn)用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒ab，使之由靜止沿導軌向右做直線運動。求：③由靜止運動距離s的過程中流過金屬棒ab的電量q1為多大？小結：電量分析：求

sRrlmBs11第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：①當改變恒力的大小時，相對應的勻速運動速度v也會改變，若棒與導軌間不光滑，有摩擦，你能大致地畫出v-F的關系圖嗎？直線的橫截距表示金屬棒ab受到的滑動摩擦力f，由截距可求得滑動摩擦力f

（或動摩擦因數(shù)為μ）FAf由v-F的關系圖線的橫截距可求得什么物理量？

fRrlmB12第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：②若外力的功率恒定為P，金屬棒ab達到的穩(wěn)定速度v2為多大？速度穩(wěn)定時對棒由平衡條件：FARrlmB13第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月反過來若題中給出F=kt+C

的圖線FARrlmB思考：③若在外力作用下，金屬棒ab由靜止開始以加速度a作勻加速直線運動，并開始計時。求t秒末外力的功率P為多大？

可知截距表示什么？14第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)若當金屬棒ab運動到某位置x0時撤去外力，并以P為坐標原點O，PQ方向為x軸正方向建立坐標系。設法讓金屬棒從x0處以v0的初速度沿x軸負方向做加速度大小為a的勻減速直線運動，運動中金屬棒僅受安培力作用，且aMPb部分的總電阻隨金屬棒的位置而變化。求：①金屬棒ab運動s時回路產(chǎn)生的焦耳熱Q；②導軌中aMPb部分的總電阻Rz隨金屬棒ab的位置x變化的函數(shù)關系；③金屬棒ab沿x軸負方向運動時間t過程中通過ab的電量q。rlmBa勻減速直線運動15第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月①金屬棒僅受安培力作用，其大小FA＝ma，回路產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，Q＝FAs=masrlmBFAa而：由于棒做勻減速運動，②③16第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月“會聚式網(wǎng)絡建構”電磁感應問題————水平單棒（2）外力為恒力F（2）外力的功率恒定為P（3）外力均勻變化，以a作勻加速（4）撤去外力以a勻減速（1）保持靜止而磁場變化2009·上海·242010·上?！?22000·上?！?32004·上?！?32007·上海·23

本節(jié)課以水平放置在“”導軌上的單棒為研究對象，討論了靜止、變加速、勻加速、勻減速過程中力與能量問題。

17第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月