江苏版高考物理一轮复习第10章第4节电磁感应中动力学、动量和能量问题课件.ppt

1 2 3 4 5 [答案]　(1)30 V　(2)电流方向由b→c　1.2 N　(3)24.3 J 4．[应用焦耳定律求电能(杆做匀速直线运动)]　(2020·江苏卷)如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T，在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中： (1)感应电动势的大小E； (2)所受拉力的大小F； (3)感应电流产生的热量Q。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 [答案]　(1)0.8 V　(2)0.8 N　(3)0.32 J 5．(功率的计算)(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的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应 强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求： 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 (1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I； (2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a； (3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1．对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况，如果两棒所受的外力之和为零，则考虑应用动量守恒定律处理问题； 考点3　动量观点在电磁感应问题中的应用 [典例]　如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 (3)初始时刻，若N到cd的距离与第(2)问初始时刻的相同、到ab的距离为kx(k＞1)，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 1 2 3 4 (2)由安培力公式得F＝BIL⑥ 这里I是回路abdca中的感应电流。ab棒上的感应电动势为 E＝BLv⑦ 式中，v是ab棒下滑速度的大小。由欧姆定律得 I＝⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式得 1 2 3 4 2．(恒流模型)如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g。求下滑到底端的过程中，金属棒： 导体棒在磁场中做加速运动 角度2 (1)末速度的大小v； (2)通过的电流大小I； (3)通过的电荷量Q。 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 3 2 1 4 3．(“单棒＋电阻”模型)(2022·江苏模拟)两光滑金属导轨平行放置，右侧导轨水平，左侧导轨与水平面的夹角为37°，导轨间距L＝1.25 m，匀强磁场均垂直导轨平面向上，磁感应强度大小均为B＝1.0 T，导轨最右端连接电阻R2＝1.52 Ω，一质量m＝1.0 kg、电阻R1＝1.0 Ω的导体棒垂直导轨放置，从某一位置处无初速释放。已知导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计，导体棒到达HF前已匀速运动，导体棒由斜轨道进入水平轨道时的速度大小不变，水平导轨足够长，sin 37°＝0.6，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)导体棒沿斜导轨下滑的最大速度； (2)导体棒在水平导轨上滑动的距离。 3 2 1 4 3 2 1 4 [答案]　(1)9.7 m/s　(2)15.64 m 4 2 1 3 4．(“单棒＋电容器”模型)如图，两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，倾角为θ，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好。现由静止释放金属棒ab，假定电容器不会被击穿，忽略一切电阻，则下列说法正确的是(　　) 4 2 1 3 A．金属棒ab下滑过程中M板电势低于N板电势 B．金属棒ab匀加速下滑 C．金属棒ab最终可能匀速下滑 D．金属棒ab下滑过程中减少的重力势能等于其增加的动能 4 2 1 3 4 2 1 3 1．电磁感应中的能量转化 考点2　电磁感应中的能量问题 2．求解焦耳热Q的三种方法 3．求解电磁感应现象中能量问题的一般步骤 (1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相