电磁感应的力电综合问题课件.pptx

1、第35讲PART 35电磁感应的力电综合问题考点分阶突破高考模拟演练教师备用习题考纲解读第35讲能解决电磁感应问题中涉及安培力的动态分析和动力学问题.会分析电磁感应问题中的能量转化,并会进行相关计算.考点一电磁感应的动力学问题考点分阶突破知能必备考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考向探究例12016全国卷 如图35-1所示,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电

2、阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为.重力加速度大小为g.求:(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值.图35-1 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破图35-2考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 方法技巧方法技巧考点二电磁感应的能量问题考点分阶突破知能必备1.能量转化过程分析(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功,即安培力做功,将其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就

3、有多少其他形式的能转化为电能.负考点分阶突破(3)当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能.安培力做功的过程,或通过电阻发热的过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.2.安培力做功和电能变化的对应关系“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;安培力做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.正考点分阶突破3.求解电热Q的三种方法(纯电阻电路)考点分阶突破考向探究考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破图35-4考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 方法技巧方法技巧考点三电磁感应中的“双杆”模型

4、考点分阶突破知能必备根据导体棒的数目,常分为单杆模型和双杆模型.(1)单杆模型是电磁感应中常见的物理模型,此类问题所给的物理情景一般是导体棒垂直切割磁感线,在安培力、重力、摩擦力、拉力作用下的变加速直线运动或匀速直线运动,所涉及的知识有牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律等.此类问题的分析要抓住三点:杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度,此时合力为零).整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功.电磁感应现象遵从能量守恒定律.考点分阶突破(2)双杆类问题可分为两种情况:一是“假双杆”,甲杆静止不动,乙杆运动.其实质是单杆问题,不过要注意该问题隐含的条件是甲杆静止、受力平衡.另一种情

5、况是两杆都在运动,对于这种情况,要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减.线框进入磁场和离开磁场的过程和单杆的运动情况相同,在磁场中运动的过程与双杆的运动情况相同.此类问题常常需要通过受力分析,确定运动状态,一般会有收尾状态.对于收尾状态则有恒定的速度或者加速度等,再结合运动学规律、牛顿运动定律和能量观点分析求解.考点分阶突破考向探究考点分阶突破(1)判断cd下滑的过程中,ab中的电流方向;(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大?(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少?图35-5 考点分阶突破考点分阶突破考点

6、分阶突破考点分阶突破图35-6 考点分阶突破考点分阶突破 方法技巧方法技巧电磁感应分析中常见的“两个误区”和“两类错误”1.对于双杆切割类问题,常存在两个误区:(1)忽视分析两杆产生感应电动势的方向.(2)求解安培力时忽视了两杆所处位置的磁感应强度大小或方向的差异.2.求解焦耳热时容易出现以下两类错误:(1)不加分析就把某时刻的电流I代入公式Q=I2Rt求解焦耳热,大多数情况下感应电流I是变化的,求解焦耳热要用电流的有效值,因此不能用某时刻的电流代入公式Q=I2Rt求解焦耳热.(2)电路中产生焦耳热的元件不是一个,不加分析误认为某个元件上的焦耳热就是整个电路产生的焦耳热.考点四电磁感应与动量结

7、合问题考点分阶突破知能必备考点分阶突破考点分阶突破考向探究图35-7 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破图35-8考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 方法技巧方法技巧电荷量q与安培力的冲量之间的关系可用下面的框图来说明.方法 方法考点分阶突破从以上框图可见,这些物理量之间的关系可能会出现以下三种题型:第一:方法中相关物理量的关系.第二:方法中相关物理量的关系.第三:就是以电荷量作为桥梁,直接把上面框图中左、右两边的物理量联系起来,如把导体棒的位移和速度联系起来,但由于这类问题导体棒的运动一般都不是匀变速直线运动,无法使用匀变速直线运动的公式进行求解,所以这种方法就显得十分巧妙.这种题型难度最大.高考模拟演练高考真题图35-10 高考模拟演练高考模拟演练图35-11 高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练精选模拟图35-13高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练图35-14 高考模拟演练教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题