专题三：电磁感应规律的综合应用.ppt

* 专题三 电磁感应规律的综合应用 一、电磁感应规律综合应用问题的特点 电磁感应规律应用问题往往综合性强，与力学知识联系 较多，涉及力和运动、动量、能量、直流电路、安培力 、图象分析等多方面知识的应用。 二、解决电磁感应规律综合应用问题的能力要求 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；对图象问题还要具备半定量 分析的能力，讲清常见的图象的物理意义。 三、电磁感应规律综合应用的常见题型 1、电磁感应中的力学问题 2、电磁感应中的电路问题 3、电磁感应中的能量问题 4、电磁感应中的图象问题 电磁感应中的力学问题 ①一根导体棒在导轨上滑动问题 M N P Q s E B 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计。 模型1 运动分析 v t vm a b 模型2 α α M N P Q B a b 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计。 运动分析 v t vm ②两根导体棒在导轨上滑动 模型3 M N P Q B v0 v t 运动分析 v 1 2 v0 1 2 m1=m2 ，R1=R2 ，L1=L2 ，轨道光滑。 模型4 m1=m2 ，R1=R2 ，L1=2L2 ，轨道光滑。 B v0 M N P Q 1 2 v t 运动分析 v0 1 2 v1 v2 模型5 M N P Q B F 1 2 m1=m2 ，R1=R2 ，L1=L2 ，轨道光滑。 运动分析 1 2 v t v1 v2 模型6 M N P Q B F 1 2 m1=m2 ，R1=R2 ，L1=L2 ，轨道粗糙且Ff1=Ff2=Ff 。 运动分析 v t FfF≤2Ff vm 2 1 1 2 v1 v2 F2Ff t v 例1、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直 于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从 静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求 ab棒下滑的最大速度 θ θ D C A B B a b R 例2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s， L=40cm，电阻R=0.5Ω,其余电阻不计，摩擦也不计，试 求： ①感应电动势的大小 ②感应电流的大小和方向 ③使金属棒匀速运动所需的拉力 ④感应电流的功率 ⑤拉力的功率 R F m r M N Q P a b B 例3、如图所示，导轨电阻不计，R=1.5Ω，ab的质量 m=0.1kg、r=0.5 Ω、μ=0.5 ，F=0.7N，ab从静止开始 运动，经t=2s后，ab开始匀速直线运动，此时电压表示 数U=0.3V，g=10m/s2，求： ①ab匀速直线运动时，外力F的功率。 ②ab杆加速运动过程中，通过R的电量。 ③ab杆加速运动的距离。 v B a b M N P Q R m r F 例4、L=0.4m，B=0.2T，ab、cd的Ff=0.2N，电阻均为 r=0.1Ω,导轨电阻不计，当ab杆受到水平向右的恒力 F=0.4N作用时ab杆以v1的速度向右做匀速直线运动， cd杆以v2的速度做匀速直线运动，求： （1）两杆的速度差（v1－v2）等于多少？ （2）若v2=3.75m/s，系统由 于摩擦和电流流过电阻而产 生的总的热功率为多少？ d c a b B L F 例5、已知导轨光滑、水平、电阻不计，磁场竖直向下、 磁感应强度为B；ab、cd同种材料制成、横截面积之比2： 1，长度和导轨宽均为L，ab质量为m，电阻为r。开始时 ab、cd均静止，现给ab一个向右的瞬时冲量I，在以后运 动中，求：cd最大速度vm、最大加速度am及产生的电热。 B a b c d 例6、导轨光滑、水平、电阻不计、间距L=0.20m；导体棒长也为L、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下 且B=0.5T；已知电阻R=1.0Ω；现有一个外力F沿轨道拉杆 ，使之做匀加速运动，测得F与时间t的关系如图所示，求 杆的质量和加速度a。 B F R F/N 0 4 8 12 16 20 24 28 t/s 1 2 3 4 5 6 7 8 例7、导轨水平、间距L、电阻不计；已知电阻为R；金属杆质量为m、电阻不计；匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定外力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会改变，v和F的关和如图，g=10m/s2。 ①金属杆在匀速运动之前做什么运动？ ②若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，磁感应强度B为多大？ ③由v——F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少？ B F R v/m·s－1 F/N 0 2 4 6