电磁感应运动和能量课件.ppt

1、电磁感应电磁感应运动和能量运动和能量 电磁感应中运动和能量问题往往综合性电磁感应中运动和能量问题往往综合性强，涉及力和运动、动量、能量、直流强，涉及力和运动、动量、能量、直流电路等问题电路等问题,在高考中占有重要的地位在高考中占有重要的地位.解决此类问题要求养成进行受力分析、解决此类问题要求养成进行受力分析、运动分析、动态分析和功能分析的习惯运动分析、动态分析和功能分析的习惯.一、电磁感应与力学相结合的问题一、电磁感应与力学相结合的问题方法：从运动和力的关系着手，运用牛方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律顿第二定律.(1)(1)基本思路：受力分析基本思路：受力分析运动分析运动分析变化趋

2、向变化趋向确定运动过程和最终的稳定状确定运动过程和最终的稳定状态态由牛顿第二定律列方程求解由牛顿第二定律列方程求解.(2)(2)注意安培力的特点：注意安培力的特点：(3)(3)安培力随速度变化，部分安培力随速度变化，部分弹力及相应的摩擦力也有可能弹力及相应的摩擦力也有可能随之而变，导致物体的运动状随之而变，导致物体的运动状态发生变化，在分析问题时要态发生变化，在分析问题时要注意上述联系注意上述联系.二、电磁感应中的能量问题二、电磁感应中的能量问题 电磁感应的过程是能量的转化电磁感应的过程是能量的转化和守恒的过程，导体切割磁感线或和守恒的过程，导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应磁通量

3、发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能转化电流，机械能或其他形式的能转化为电能；感应电流做功，又可使电为电能；感应电流做功，又可使电能转化为机械能或电阻的内能等能转化为机械能或电阻的内能等.电磁感应的过程总是伴随着能量转电磁感应的过程总是伴随着能量转化的过程，因此在分析问题时，应牢牢化的过程，因此在分析问题时，应牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，然后借助于动能能量参与了相互转化，然后借助于动能定理或能量守恒定律等规律求解定理或能量守恒定律等规律求解.需要需要

4、说明的是克服安培力做了多少功，就有说明的是克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为了电能多少其他形式的能转化为了电能.例例1.1.如图所示，如图所示，MNMN、PQPQ两条平行的光滑金属两条平行的光滑金属轨道与水平面成轨道与水平面成角固定，轨距为角固定，轨距为d.d.空间存空间存在匀强磁场在匀强磁场.磁场方向垂直于轨道平面向上，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为磁感应强度为B B，P P、M 间接阻值为间接阻值为R R的电阻的电阻.质量为质量为m m的金属杆的金属杆abab水平放置在轨道上，其水平放置在轨道上，其有效电阻为有效电阻为r r.现从静止释放现从静止释放abab，当它沿

5、轨道，当它沿轨道下滑距离下滑距离x x时，达到最大速度时，达到最大速度.若轨道足够长若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为且电阻不计，重力加速度为g g.求：求：(1)(1)金属杆金属杆abab运动的最大速度；运动的最大速度；(2)(2)金属杆金属杆abab运动的加速度为运动的加速度为 时，电阻时，电阻R R上的电功率；上的电功率；(3)(3)金属杆金属杆abab从静止到具有最大速度的从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功过程中，克服安培力所做的功.sin21gm22sinmg RrvB d2sin()2mgPRBd232244sinsin2Fm gRrWmgxB d例例2.2.已知导

6、轨光滑、水平、电阻不计，磁场已知导轨光滑、水平、电阻不计，磁场竖直向下、磁感应强度为竖直向下、磁感应强度为B；导轨宽为；导轨宽为L L,导体导体棒棒abab、cdcd 质量为质量为m，电阻为，电阻为r r.开始时开始时abab速度速度为为 ，水平向右，水平向右,cdcd 静止静止,在以后运动中，求：在以后运动中，求：(1)(1)导体棒导体棒cdcd最大速度最大速度 ;(2)(2)导体棒导体棒cdcd产生的电热产生的电热Q Q.mv0v20vvm2081mvQ 例例3.3.如图所示，将边长为如图所示，将边长为a a、质量为、质量为m m、电阻、电阻为为R R的正方形导线框的正方形导线框ABCDA

7、BCD竖直向上抛出，穿过竖直向上抛出，穿过宽度为宽度为b b、磁感应强度为、磁感应强度为B B的匀强磁场，磁场的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里的方向垂直纸面向里.CD.CD边向上离开磁场时边向上离开磁场时的速度刚好是的速度刚好是ABAB边进入磁场时速度的一半，边进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场下并匀速进入磁场.整个运动过程中始终存在整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力着大小恒定的空气阻力f f且线框不发生转动且线框不发生转动.求：求：(1)(1)线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度线框在下落阶段匀速进入磁场

8、时的速度 ；(2)(2)线框的线框的CDCD边在上升阶段刚离开磁场时的速边在上升阶段刚离开磁场时的速度度 ;(3)(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热热Q Q.1v2v222mgf RvB a21222RmgfmgfmgfvvmgfB a2443()2m mgfmgf RQmg baf abB a 例例4.4.如图所示，光滑斜面的倾角如图所示，光滑斜面的倾角 ，斜面，斜面上放置一矩形线框上放置一矩形线框abcdabcd，abab边长边长 =1m=1m，bcbc边边的边长的边长 =0.6m=0.6m，线框的质量，线框的质量m m=1kg=1kg、电

9、阻、电阻R R=0.1=0.1线框用细线通过定滑轮与重物相连，重线框用细线通过定滑轮与重物相连，重物的质量物的质量M M=2kg=2kg，斜面上，斜面上efef线与线与ghgh线间有垂直线间有垂直斜面向上的匀强磁场（斜面向上的匀强磁场（ef/gh/pq/abef/gh/pq/ab，磁感，磁感应强度应强度 =0.5T=0.5T；ghgh线与线与pqpq线间有垂直斜面向线间有垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度下的匀强磁场，磁感应强度 =0.5T=0.5T，如果线，如果线框从静止开始运动，当框从静止开始运动，当abab边进入磁场时恰好做边进入磁场时恰好做匀速直线运动匀速直线运动abab边由静止开始运动边由静止开始运动ghgh线所用的线所用的时间为时间为2.3s2.3s，取，取 ，求：，求：1l2l1B2B2/10smg 30（1 1）efef线和线和ghgh线间的距离线间的距离X X.（2 2）abab边由静止开始至运动到边由静止开始至运动到ghgh线线这段时间内线框中产生的焦耳热这段时间内线框中产生的焦耳热Q.Q.（3 3）abab边刚越来边刚越来ghgh线瞬间线框的加线瞬间线框的加速度速度a a.mx1.9JQ92/395sma