1、WL-Z-G3-191124 14。電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題這節(jié)課的教科書：沒有這節(jié)課的家庭作業(yè)：沒有本課講義：9.如圖所示，水平放置足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌，寬度L=0.4 m，一端連接電阻R=1。導(dǎo)軌所在的空間具有垂直向下的均勻磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度b=1 t。導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，其長度正好等于導(dǎo)軌之間的距離。它與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻可以忽略不計。在平行于導(dǎo)軌的拉力f的作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速向右移動，速度v=5 m/s。請：(1)感應(yīng)電動勢e和感應(yīng)電流I；(2)拉力在0.1秒內(nèi)的沖量；(3)如果MN被電阻r=1的導(dǎo)體條代替，并且其他條件保持不變，則計算導(dǎo)體條兩端的電壓u。

2、10.多選如圖所示，水平面(紙面)上有三根相同的金屬棒ab、ac和MN，ab和ac在點(diǎn)A處接觸，形成“V”形導(dǎo)軌。導(dǎo)軌所在的空間具有垂直于紙面的均勻磁場。用力按壓，使移動物體從靜止點(diǎn)a開始勻速直線加速運(yùn)動。在運(yùn)動過程中，MN始終垂直于bac的角平分線，并與導(dǎo)軌保持良好接觸。MN、ab和ac的交點(diǎn)分別是p和q。關(guān)于回路中電流I與P和Q之間的電壓絕對值U對時間T的曲線圖，以下可能是正確的()11.n=10匝的圓形線圈的總電阻r=4.0。線圈連接到電阻r0=16的外部電阻，如圖a所示.在線圈內(nèi)部，有一個邊長L=0.20米的正方形區(qū)域，其中有強(qiáng)度隨時間變化的均勻分布的磁場。圖B顯示了一個周期內(nèi)磁場的變

3、化，周期T=1.010-2S，磁場方向?yàn)檎?，與線圈平面垂直。找出：(t=t時電阻R0上電流的大小和方向。(2)0 時間內(nèi)流經(jīng)電阻R0的電量；(3)電阻器R0在一個循環(huán)中的熱值。12.如圖所示，兩條間距為L的平滑圓弧軌跡位于水平面上。軌道的兩端是水平的，圓弧軌道的半徑是R，阻力不計算在內(nèi)。該裝置上端連接一個電阻值為R0的電阻，整個裝置處于如圖所示的徑向磁場中，圓弧軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。目前，長度為L、質(zhì)量為M、電阻為R的金屬棒從軌道頂部PQ處靜止下滑，當(dāng)?shù)竭_(dá)軌道底部MN時，軌道上的壓力為2mg(重力加速度為G)。請：(1)金屬棒到達(dá)軌道底部時金屬棒兩端的電壓；(2)在金屬桿向下滑動期間通過電阻

4、器R0的電荷量。第四節(jié)電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量突破點(diǎn)(1)電磁感應(yīng)動力學(xué)1.兩種狀態(tài)及處理方法州特征加工方法平衡狀態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件的方程分析非平衡狀態(tài)加速度不是零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動力學(xué)分析或結(jié)合函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析2.機(jī)械物體和電氣物體之間的關(guān)系【典型示例】(2016年國家卷ii)如圖所示，在水平面(紙面)上間距為l的平行金屬導(dǎo)軌與電阻間接連接，導(dǎo)軌上放置質(zhì)量為m、長度為l的金屬棒。當(dāng)t=0時，金屬棒在水平向右、大小為f的恒定拉力的作用下開始從靜止?fàn)顟B(tài)移動。在時間t0，金屬棒進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直于紙面內(nèi)側(cè)的均勻磁場區(qū)域，并能在磁場中保持均勻運(yùn)動。桿和導(dǎo)軌之間的阻力可以忽略不計，

5、兩者總是垂直的并且接觸良好。兩者之間的動摩擦系數(shù)為。重力加速度是g。請：(1)當(dāng)金屬棒在磁場中移動時產(chǎn)生的電動勢的大??；(2)阻力值A(chǔ).此時，環(huán)b中產(chǎn)生順時針感應(yīng)電流(向下看),由于向下的安培力，環(huán)加速下降。C.此時環(huán)的加速度a=d。如果徑向磁場足夠長，環(huán)的最大速度VM=2.(國文一)如圖所示，兩個固定絕緣斜面的傾角為，上邊緣相連。兩根細(xì)金屬桿ab(僅標(biāo)有A端)和cd(僅標(biāo)有C端)的長度為L，質(zhì)量分別為2m和m。用兩根不可伸縮的軟線將它們連接成一個閉合回路，用兩個光滑絕緣的小天車固定在斜面的上邊緣，橫跨斜面，使兩根金屬桿水平。右斜面上有均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于斜面向上。已知兩根金屬

6、絲不在磁場中，回路電阻為r，兩根金屬桿與斜面之間的動摩擦系數(shù)為，重力加速度為g。已知金屬桿ab以恒定速度滑動。請：(1)作用在金屬棒ab上的安培力；(2)金屬桿的運(yùn)動速度。突破點(diǎn)(2)電磁感應(yīng)中的能量問題1.能量轉(zhuǎn)換和焦耳加熱法(1)能量轉(zhuǎn)換電能(2)求解焦耳熱Q的三種方法2.解決問題的一般步驟(1)確定研究對象(導(dǎo)體棒或線圈)。(2)找出在電磁感應(yīng)過程中，哪些力起作用，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化。(3)根據(jù)函數(shù)關(guān)系或能量守恒定律公式求解?！镜湫褪纠?浙江高考)如圖所示，肖明設(shè)計的電磁健身器的簡化裝置是兩條平行的金屬導(dǎo)軌之間的距離為L=0.50米，傾角=53，導(dǎo)軌的上端串聯(lián)一個電阻R=0.05。

7、在導(dǎo)軌之間的長度d為d=0.56米的區(qū)域中，存在向下方向垂直于導(dǎo)軌平面的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度b=2.0 t。質(zhì)量m=4.0千克的金屬桿CD水平放置在導(dǎo)軌上，并通過天車通過絕緣繩與拉桿GH連接?？刂瓢舻某跏嘉恢门c磁場區(qū)域的下邊界之間的距離為s=0.24米。體操運(yùn)動員使用恒定的力F=80牛頓來拉動控制棒。光盤桿從靜止?fàn)顟B(tài)開始移動。在提升過程中，光盤桿始終保持與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)光盤桿到達(dá)磁場的上邊界時，鍛煉者松開手并觸發(fā)恢復(fù)裝置，使光盤桿回到其原始位置(g=10 m/S2，sin 53=0.8，不包括其他阻力、摩擦力以及拉桿和繩索的質(zhì)量)。請：(1)當(dāng)1)鎘棒進(jìn)入磁場時速度v的大小；(2)鎘棒進(jìn)入磁場時

8、所受的安培力的大?。?3)在提起光盤片的過程中，鍛煉者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。通關(guān)培訓(xùn)如圖所示，在與水平面成=37處放置一個足夠長的粗糙絕緣斜面，斜面上的虛線aa和bb平行于斜面的底邊，aa、bb圍成的區(qū)域有一個垂直斜面向上的有界均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b=1t；目前，設(shè)置質(zhì)量為m=10 g、總電阻r=1、邊長d=0.1 m的方形金屬線圈MNPQ，使PQ邊平行于斜面的底邊，靜止時從斜面的上端釋放，線圈剛好勻速通過整個磁場區(qū)域。已知線圈和斜面之間的動態(tài)摩擦系數(shù)=0.5，(g=10 m/S2，sin 37=0.6，cos 37=0.8)發(fā)現(xiàn)：(1)線圈進(jìn)入磁場區(qū)域的速度；(2)當(dāng)線圈松開時，

9、從PQ側(cè)到bb的距離；(3)在整個線圈通過磁場期間在線圈上產(chǎn)生的焦耳熱?！靶螤睢愘|(zhì)性和同一性”問題實(shí)踐比較思維“桿導(dǎo)阻力”的四種模型分析型號1 (v00)型號2 (v0=0)型號三(v0=0)型號四(v0=0)解釋質(zhì)量為m且無阻力的單杠cd以一定的初始速度v0在平滑的水平軌道上滑動，距離開始時，a=gsin，cd速度v=感應(yīng)電動勢e=blv=I=安培力f=BIL=mgsin-f=ma，當(dāng)a=0時，v最大，VM=開始時，a=g，棒cd速度v=感應(yīng)電動勢e=blv=I=安培力f=BIL=mg-f=ma，當(dāng)a=0時，v最大，VM=圖像觀點(diǎn)活力觀點(diǎn)所有動能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：q=mv02f所做的功的一部分

10、轉(zhuǎn)化為桿的動能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：wf=q mvm2重力做功的一部分(或減少的重力勢能)轉(zhuǎn)化為桿的動能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WG=q mvm2重力做功的一部分(或減少的重力勢能)轉(zhuǎn)化為桿的動能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：WG=q mvm2(2)雙桿模型(1)模型特征當(dāng)用一根桿切割時，分析類似于單根桿。b當(dāng)兩個桿同時被切斷時，回路中的感應(yīng)電動勢由兩個桿共同決定，e=B1(v1-v2)。(2)電磁感應(yīng)中的“雙極”問題分析初始速度不為零，不受其他水平外力的影響。光滑平行導(dǎo)軌光滑非等距導(dǎo)軌示意圖質(zhì)量m1=m2電阻器R1=R2長度L1=L2質(zhì)量m1=m2電阻器R1=R2L1長度=2L2動作分析桿MN執(zhí)行可變減速運(yùn)

11、動，桿PQ執(zhí)行可變加速運(yùn)動。當(dāng)它穩(wěn)定時，兩根桿的加速度都為零，并以相同的速度運(yùn)動。當(dāng)穩(wěn)定時，兩桿的加速度為零，兩桿的速比為1: 2能量分析部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，q=-ekB.初始速度為零，一根桿受到恒定的水平外力作用。光滑平行導(dǎo)軌非光滑平行導(dǎo)軌示意圖質(zhì)量m1=m2電阻器R1=R2長度L1=L2摩擦Ff1=Ff2質(zhì)量m1=m2電阻器R1=R2長度L1=L2動作分析開始時，兩極做可變加速度。當(dāng)穩(wěn)定時，兩個桿以相同的加速度做均勻加速。開始時，如果F2Ff，PQ桿將首先加速，然后勻速運(yùn)動；錳桿仍然是。如果F2Ff，PQ棒先加速，然后均勻加速，MN棒先停止，然后均勻加速。最后，PQ棒和Mn棒以相同的加速度

12、同時進(jìn)行均勻加速。能量分析外力做功轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，wf=ek q外力做功轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能(包括電熱和摩擦熱)，wf=ek q電能qf1.如圖所示，兩條光滑的金屬導(dǎo)軌平行放置在傾斜30的斜面上，導(dǎo)軌寬度為L，導(dǎo)軌下端連接電阻R，兩條導(dǎo)軌之間存在垂直于斜面方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， 輕質(zhì)繩的一端系在質(zhì)量為M的平行于斜面的金屬桿上，另一端通過天車垂直懸掛質(zhì)量為m0的小木塊。 金屬棒第一次從靜止的PQ位置釋放出來。人們發(fā)現(xiàn)金屬棒沿著導(dǎo)軌滑了下來。第二次，輕繩被移除，允許金屬棒從靜止的PQ位置釋放。眾所周知，在兩個滑動過程中，金屬桿總是與導(dǎo)軌良好接觸，并且在金屬桿滑動到底部MN之前已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。導(dǎo)軌和金屬桿的阻力被忽略，并且已知=4，=(h是PQ位置和MN位置之間的高度差)。請：(1)金屬棒移動速度與移動速度之比。(2)金屬棒兩次移動到MN過程中電阻R產(chǎn)生的熱量之比。2.如圖所示，在均勻磁場中有一個傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，長度為3d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，導(dǎo)軌中間刷有一層長度為D的薄絕緣涂層。均勻磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒在靜止時從導(dǎo)軌頂部釋放，并在涂層上滑動之前做勻速運(yùn)動，并以