《江蘇省泰州市高考物理二輪復(fù)習 63電磁感應(yīng)與力學綜合問題課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《江蘇省泰州市高考物理二輪復(fù)習 63電磁感應(yīng)與力學綜合問題課件（26頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題六 電路、電與磁的轉(zhuǎn)化 1電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學問題聯(lián)系在一起 2解決這類電磁感應(yīng)中的力學問題，一方面要考慮電磁學中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左手定則、右手定則、安培力的計算公式等；另一方面還要考慮力學中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律等，要將電磁學和力學的知識綜合起來應(yīng)用 3電磁感應(yīng)中的動力學問題 (3)在力和運動的關(guān)系中，要注意分析導(dǎo)體受力，判斷導(dǎo)體加速度方向、大小及變化；加速度等于零時，速度最大，導(dǎo)體最終達到穩(wěn)定狀態(tài)是該類問題的重要特點4電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化綜合問題 (1)安培力做的功是電

2、能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，用框圖表示如下： 安培力做的功是電能與其他形式的能轉(zhuǎn)化的量度安培力做多少正功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；安培力做多少負功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 (2)明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化如有滑動摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；安培力做負功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能等 (3)根據(jù)不同物理情景選擇動能定理，能量守恒定律，功能關(guān)系列方程求解方法指導(dǎo)： 1解決這類問題的一般思路是：根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流安培力合力加速度速度感應(yīng)電動勢周而復(fù)始地循環(huán)注意：當導(dǎo)體運動達到穩(wěn)定時，a=0，速度達到最大值

3、(臨界值) 2兩種狀態(tài)處理 導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運動狀態(tài) 處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析 導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不等于零 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析 3解答電磁感應(yīng)、電路與力學綜合問題的 基本步驟： (1)確定電源：首先確定電源電路，并求出電動勢的大小與方向 (2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖，區(qū)分出內(nèi)外電路 (3)利用電路的有關(guān)規(guī)律求出電流大小與方向 (4)根據(jù)F= BIL 求出安培力的大小與方向(至此，就轉(zhuǎn)化為一個力學問題) (5)對研究對象進行受力分析、運動分析、做功分析 (6)運用力學規(guī)律求解【例1】邊長為h的正方形金屬導(dǎo)線框，從圖所示

4、的位置由靜止開始下落，通過一勻強磁場區(qū)域，磁場方向水平，且垂直于線框平面，磁場區(qū)域?qū)挾葹镠，上、下邊界如圖中虛線所示，Hh，試分析討論從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)域的全過程中線框運動速度的變化情況 22FmgFBILB L vFBILRFmg 線框中感應(yīng)電流方向可用右手定則，也可以用楞次定律判定線框上邊剛進入磁場時所受安培力的方向總是與運動方向相反，安培力大小 ，可以等于、大于或小于重當 時，線框做勻速運動；力規(guī)定向下的速【解析】度方向為正方向 當時，線框做勻速運動；F分析線圈受力，并將安培力大小與重力大小比較，得出 合的大小和方向，再進【切入點】行討論2222222222 00 B L v

5、agRmB L vmgRagvRmB LB L vagRmmgRavB LFmgFmg ，由牛頓第二定律得加速度大小為時，方向與速度方向相反，線框做減速運動，當，即時線框做勻速運動； ，則加速度大小為，當即時線框做勻速運動；即線框速度的大小不一定總是在增加，也可能是在減少，但速度方向始終是向下的 當當 當線框上邊進入磁場后，由Hh可知，線框?qū)⒂幸欢螘r間全部處于勻強磁場區(qū)，此時線框磁通量不變，無感應(yīng)電流，不受安培力作用，該段時間內(nèi)線框?qū)⒁约铀俣萭做勻加速運動； 當線框下邊界運動至磁場下邊界時，分析同. 【點評】 本題的最大的特點是電磁學知識與力學知識相結(jié)合這類綜合題本質(zhì)上是一道力學題，只不過在受

6、力上多了一個感應(yīng)電流受到的安培力分析問題的基本思路還是力學解題的那些規(guī)律在運用牛頓第二定律與運動學結(jié)合解題時，分析加速度與初速度的關(guān)系是解題最關(guān)鍵的第一步因為加速度與初速度的關(guān)系決定了物體的運動 【切入點】先分析棒ab受力后分析微粒受力，由平衡條件逐一討論【例2】如圖所示，一邊長為 L的正方形閉合金屬線框，其質(zhì)量為m，回路電阻為R，M、N、P為磁場區(qū)域的邊界，且均為水平，上、下兩部分磁場的磁感應(yīng)強度均為B，方向如圖所示圖示所示位置線框的底邊與M重合現(xiàn)讓線框由圖示位置從靜止開始下落，線框在穿過N和P兩界面的過程中均為勻速運動若已知M、N之間的高度差為h1，h1L.線框下落過程中線框平面始終保持豎

7、直，底邊始終保持水平，重力加速度為g，求：(1)線框穿過N與P界面的速度；(2)在整個運動過程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱2電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化綜合問題【切入點】勻速運動時，線框所受安培力與重力平衡線框機械能的減小等于產(chǎn)生的焦耳熱 11221221122N22I424m1vg4EBLvBLvERRB L vFBImgRBLRB L vRL在穿過 的過程中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢由閉合電路歐姆定律知，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，線框受到的安培力由力的平衡知識得，【解析】 3222112223212111442 1 232 2 22PMm g RQmghmvmghB LNPQmmgRvB Lm g RQQQmgLmghgL 同理線框穿過 過程中的速度為 線框穿過時產(chǎn)生的焦耳熱線框穿過 或 時做勻速運動，所以重力克服安培力做功，重力勢能減少，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱，所以，24432B L【點評】 (1)利用功能關(guān)系分析電磁感應(yīng)問題，首先應(yīng)對研究對象進行受力分析，判斷各力做功情況，有哪些形式的能參與了轉(zhuǎn)化，分別寫出表達式，然后利用功能關(guān)系或能量守恒列式求解 (2)解題的關(guān)鍵是根據(jù)力的平衡知識、電路知識及法拉第電磁感應(yīng)定律列出方程，再聯(lián)立求解圖634【切入點】本題考查電磁感應(yīng)與能量的綜合問題