高考物理一轮复习第十章电磁感应专题8电磁感应现象中课件.ppt
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- 高考 物理 一轮 复习 第十 电磁感应 专题 现象 课件
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1、专题8电磁感应现象中的动力学、动量和能量问题-2-知识梳理考点自诊一、两种状态及处理方法-3-知识梳理考点自诊二、电磁感应现象中的动力学问题1.安培力的大小2.安培力的方向(1)先用 右手定则判定感应电流方向,再用 左手定则判定安培力方向。(2)根据楞次定律,安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向 相反。-4-知识梳理考点自诊三、电磁感应现象中的能量问题1.能量的转化感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力 做功,将机械能转化为 电能,电流做功再将电能转化为 内能或其他形式的能。2.实质电磁感应现象的能量转化,实质是其他形式的能和 电能之间的转化。-5-知识梳理考点自诊3.电磁感应现象中能量
2、的三种计算方法-6-知识梳理考点自诊1.金属棒ab静止在倾角为的平行导轨上,导轨上端有导线相连,垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B0,方向如图所示。从t=0时刻开始,B0均匀增加,到t=t1时,金属棒开始运动。则在0t1这段时间内,金属棒受到的摩擦力将()A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大 答案解析解析关闭由楞次定律可判知,导体棒中有从ab的感应电流,由左手定则可知,安培力方向沿斜面向上。由于B0均匀增加,感应电流恒定,由公式F=BIl知安培力逐渐增大,而棒所受摩擦力初始状态时沿斜面向上,故摩擦力先减小到零又反方向增大。故选项D正确。答案解析关闭D-7-知识梳理考点
3、自诊2.(多选)(2017四川成都模拟)如图所示,水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上。就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较,这个过程()A.安培力对ab棒所做的功不相等B.电流所做的功相等C.产生的总内能相等D.通过ab棒的电荷量相等 答案解析解析关闭 答案解析关闭-8-命题点一命题点二命题点三电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题电学对象与力学对象的转换及关系-9-命题点一命题点二命题点三例1(2016全国卷)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为,上沿相连。两细金属棒ab(仅标出a端)和c
4、d(仅标出c端)长度均为L,质量分别为2m和m;用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g。已知金属棒ab匀速下滑。求:(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小;(2)金属棒运动速度的大小。-10-命题点一命题点二命题点三解析:(1)设导线的张力的大小为FT,右斜面对ab棒的支持力的大小为FN1,作用在ab棒上的安培力的大小为F,左斜面对cd棒的支持力大小为F
5、N2。对于ab棒,由力的平衡条件得2mgsin=FN1+FT+FFN1=2mgcos对于cd棒,同理有mgsin+FN2=FTFN2=mgcos联立式得F=mg(sin-3cos)-11-命题点一命题点二命题点三(2)由安培力公式得F=BIL这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为=BLv-12-命题点一命题点二命题点三思维点拨(1)金属棒ab匀速下滑切割磁感线相当于电源吗?它受不受安培力的作用?(2)cd棒受到哪些力的作用?提示:相当于电源,构成闭合回路,受到安培力的作用。提示:重力(竖直向下)、斜面的支持力(垂直斜面向上)、软导线的拉力(沿斜面向上)、斜面的摩擦力(沿斜面
6、向下)。-13-命题点一命题点二命题点三用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是“先电后力”,具体思路如下:-14-命题点一命题点二命题点三即学即练即学即练1.(2016全国卷)如图,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
7、中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值。-15-命题点一命题点二命题点三解析:(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得ma=F-mg设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有v=at0当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为E=Blv-16-命题点一命题点二命题点三(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I,根据欧姆定律式中R为电阻的阻值。金属杆所受的安培力为f=BlI因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得F-mg-f=0-17-命题点一命题点二命题点三2.(2017河北桃城区模拟)如图所示,固定且足够长的平行光滑金属导轨
8、EF、PQ所在平面的倾角=53,导轨的下端E、P之间接有R=1的定值电阻,导轨间距l=1m,导轨的电阻不计。在导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=1T,在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab,金属棒ab的质量m=1kg,有效电阻r=0.5,长度也为l=1m。将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接,定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行,细线的另一端吊着一个重物,重物的质量也为m=1kg。释放重物,细线带着金属棒ab向上运动,金属棒ab始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,开始时金属棒ab到虚线的距离s=0.5m,重力加速度g取10m/s2,sin53=0
9、.8,cos53=0.6,求:-18-命题点一命题点二命题点三(1)金属棒ab刚进入磁场时的速度大小;(2)金属棒ab刚进入磁场时的加速度大小;(3)金属棒ab在磁场中做匀速运动时的速度大小。-19-命题点一命题点二命题点三(2)刚进入磁场时,对于重物有mg-FT=ma对于金属棒ab有FT-mgsin-F安=ma-20-命题点一命题点二命题点三电磁感应现象中的能量问题电磁感应现象中的能量问题1.电磁感应现象中的能量转化2.求解焦耳热Q的三种方法-21-命题点一命题点二命题点三例2(2017江苏卷)如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置
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