2025高考物理总复习电磁感应中的动力学和能量问题.pptxVIP

;1.学会用动力学知识分析导体棒在磁场中的运动问题。

2.会用功能关系和能量守恒定律分析电磁感应中的能量转化。;;;1.两种状态及处理方法;2.基本思路;角度“单棒＋电阻”模型;(1)闭合开关S，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度v1；;(2)断开开关S，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度v2。;BD;角度“单棒＋电容器”模型;例2如图4，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中始终保持与导轨垂直并接触良好。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：;(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；

解析设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为E＝BLv

平行板电容器两极板之间的电势差为U＝E;(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。

解析设金属棒的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为I，金属棒受到的磁场力方向沿导轨向上，大小为F＝ILB＝CB2L2a;1.电磁感应中的能量转化;2.求解焦耳热Q的三种方法;(1)t＝0时线框所受的安培力F；;(2)t＝1.2τ时穿过线框的磁通量Φ；;(3)2τ～3τ时间内，线框中产生的热量Q。;2.(新教材粤教版P6212题改编)某种飞船的电磁缓冲装置结构简化图如图6所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨NP、MQ。导轨内侧安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。绝缘缓冲底座上绕有n匝闭合矩形线圈，线圈总电阻为R，ab边长为L。假设整个返回舱以速度v0与地面碰撞后，绝缘缓冲底座立即停下，船舱主体在磁场作用下减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。;(1)求绝缘缓冲底座的线圈中最大感应电流的大小；

(2)若船舱主体向下移动距离H后速度减为v，此过程中缓冲线圈中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？;;A;D;C;BD;D;解析由题图乙可知，在0～t1时间内，导线框自由落体，t1～t2时间内导线框切割磁感线进入磁场，做加速度减小的减速运动，电流减小，则安培力在减小，A错误；在t1～t2时间段内，导线框切割磁感线，距离为l，完全进入后又做加速运动直到落地，所以磁场高度d为t1～t3时间内的位移，B错误；安培力做负功，所以重力势能减少量等于动能增加量和安培力做功的和，C错误；t1～t2时间内，F安mg，克服安培力做的功大于重力做功，所以在下降过程中导线框产生的焦耳热大于mgL，D正确。;BD;B级综合提升练;(1)运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；

(2)从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属棒上产生的焦耳热。

答案(1)b端5N(2)1.47J;由乙图可知v＝1.0m/s

联立解得F＝5N。;8.如图8(a)，固定的绝缘斜面MNPQ倾角θ＝37°，虚线OO1与底边MN平行，且虚线OO1下方分布有垂直于斜面向上(设为正方向)的匀强磁场，磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像如图(b)。质量m＝3.0×10－2kg、边长L＝2.0×10－1m、电阻R＝2.0×10－3Ω粗细均匀的正方形导线框abcd置于斜面上，一半处在OO1的下方，另一半处在OO1的上方，ab与OO1平行。已知t＝0时，导线框恰好静止在斜面上，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：;答案(1)0.75(2)3.6×10－2J

解析(1)已知t＝0时，导线框恰好静止在斜面上，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力，则有mgsinθ＝μmgcosθ

解得动摩擦因数μ的大小为μ＝0.75。;由焦耳定律可得Q＝I2Rt

联立以上各式并代入数据解得

Q＝3.6×10－2J。;9.如图9所示，粗细均匀的正方形导线框abcd放在倾角为θ＝30°的绝缘光滑斜面上，通过轻质细线绕过光滑的定滑轮与木块相连，细线和线框共面、与斜面平行。距线框cd边为L0的MNQP区域存在着垂直于斜面、大小相等、方向相反的两个匀强磁场，EF为两个磁场的分界线，ME＝EP＝L2。现将木块由静止释放后，木块下降，线框沿斜面上滑，恰好匀速进入和离开匀强磁场。已知线框边长为L1(L1L2)、质量为m、电阻大小为R，木块质量也为m，重力加速度为g，试求：;(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(2)导线框通过匀强磁场过程中线框中产生的焦耳热Q。;导线框与木块通过