浙江省溫州市甌海區(qū)三溪中學(xué)高考物理專題復(fù)習(xí) 7電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題課件 新人教版

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1、 專題十專題十 1.本質(zhì)：感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用本質(zhì)：感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 2.安培力的特點：安培力的特點：22=EB LVFBIL BLRR安總總大小：大?。悍较颍悍较颍鹤璧K物體的相對運動阻礙物體的相對運動 3.解題要領(lǐng)：受力分析解題要領(lǐng)：受力分析 運動分析運動分析（導(dǎo)體棒切割時）（導(dǎo)體棒切割時） 模型二模型二、水平放置于勻強磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒、水平放置于勻強磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒ab，以以V0的初速度開始運動的初速度開始運動，回路總電阻為，回路總電阻為R，分析，分析ab 的運動的運動情況，并求情況

2、，并求ab的最終速度。的最終速度。abBR F模型一模型一、水平放置于勻強磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒、水平放置于勻強磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒ab，用，用恒力恒力F作用在作用在ab上，由靜止開始運動，回路總電阻為上，由靜止開始運動，回路總電阻為R，分析分析ab 的運動情況，并求的運動情況，并求ab的最大速度。的最大速度。abBR V0KabRabBR F豎直豎直由靜止開始運動由靜止開始運動模型一的拓展模型一的拓展 1如圖所示，如圖所示，MN和和PQ是兩根互相平行豎直放置是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長，且電阻不的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長，且電阻不計有一垂直導(dǎo)

3、軌平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)計有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為強度為B，寬度為，寬度為L，ab是一根不但與導(dǎo)軌垂直而是一根不但與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開始，將開關(guān)且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開始，將開關(guān)S斷開，讓斷開，讓ab由靜止開始自由下落，過段時間后，由靜止開始自由下落，過段時間后，再將再將S閉合，若從閉合，若從S閉合開始計時，則金屬桿閉合開始計時，則金屬桿ab的的速度速度v隨時間隨時間t變化的圖象可能是變化的圖象可能是 ()ACD2. 如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強度為如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻的勻強磁場中，有兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，其

4、電阻強磁場中，有兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計，間距為不計，間距為L，導(dǎo)軌平面與磁場方向垂直。，導(dǎo)軌平面與磁場方向垂直。ab、cd為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為R、質(zhì)量都為、質(zhì)量都為m的的金屬棒。棒金屬棒。棒cd用能承受最大拉力為用能承受最大拉力為T0的水平細線拉的水平細線拉住，住，棒棒cd與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為f 。棒棒ab與與導(dǎo)軌導(dǎo)軌間的摩擦不計，間的摩擦不計，在水平拉力在水平拉力F的作用下以加速度的作用下以加速度a由由靜止開始向右做勻加速直線運動，求：靜止開始向右做勻加速直線運動，求：（1）線斷以前線斷以前水平拉力水平拉力F隨

5、時間隨時間t 的變化規(guī)律；的變化規(guī)律；（2）經(jīng)多長時間細線將被拉斷。）經(jīng)多長時間細線將被拉斷。adcbFB解：解：（1）在時刻）在時刻t，棒的速度，棒的速度va t棒中感應(yīng)電動勢為棒中感應(yīng)電動勢為EB L vB L a t棒中的感應(yīng)電流為棒中的感應(yīng)電流為I B L a t2R由牛頓第二定律由牛頓第二定律FBILma得得 F= B2L2a t 2R +ma（2）細線拉斷時滿足）細線拉斷時滿足 BIL=f +T0 0222TftRaLB aLB)Tf(Rt2202 例例3. 水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中，今從靜止起用力拉金屬棒，今從靜止起用力

6、拉金屬棒ab，若拉力為恒力，經(jīng)，若拉力為恒力，經(jīng)t1 秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a1 ，最終速度為，最終速度為2v, 若拉力若拉力的功率恒定，經(jīng)的功率恒定，經(jīng)t2秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a2 ，最終，最終速度為速度為2v, 求求 a1和和a2的關(guān)系的關(guān)系baRBa2=( F2- F安安) / m= P/v - B2 L2 v/R/m= 3B2 L2 v / mR例例3. 水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強磁場中，今從靜止起用力拉金屬棒，今從靜止起用力拉金屬棒ab，若拉力為恒力，經(jīng)，若拉力為恒力，經(jīng)t1 秒秒a

7、b的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a1 ，最終速度為，最終速度為2v, 若拉力若拉力的功率恒定，經(jīng)的功率恒定，經(jīng)t2秒秒ab的速度為的速度為v，加速度為，加速度為a2 ，最終，最終速度為速度為2v, 求求 a1和和a2的關(guān)系的關(guān)系baRF安安1atv 2vFFF安安解：解：拉力為恒力：拉力為恒力：最終有最終有 F=F安安=B2 L2 2v/R a1= (F- B2L2v/R) / m=F/m - B2L2v / mR= B2L2v / mR 拉力的功率恒定：拉力的功率恒定： F= F安安= P/2v = B2L2 2v/RP/v= 4B2 L2 v/Ra2 = 3a1B4. 如圖甲所示如

8、圖甲所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距兩導(dǎo)軌間距L=0.2m,電阻電阻R=0.4,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻、電阻r=0.1的的金屬桿金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計導(dǎo)軌電阻可忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強整個裝置處于磁感應(yīng)強度度B=0.5T的勻強磁場中的勻強磁場中,磁場方向豎直向下。現(xiàn)用一磁場方向豎直向下。現(xiàn)用一外力外力F沿水平方向拉桿沿水平方向拉桿,使之由靜止開始運動使之由靜止開始運動,若理想若理想電壓表的示數(shù)電壓表的示數(shù)U隨時間隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示。求：變化的關(guān)系如圖乙所示。求：

9、金屬桿在金屬桿在5s末時的運動速度末時的運動速度第第4s末時外力末時外力F的瞬時功率。的瞬時功率。M PRFVQN0 1 2 3 4 5 6 0.30.20.1t/sU/V解：解：電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為 U5=0 .2V 由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得55URrRE E5 =BLv5 聯(lián)立以上三式得：聯(lián)立以上三式得： v5=2.5m/s 由乙圖可知，由乙圖可知，R兩端電壓隨時間均勻變化，所以電兩端電壓隨時間均勻變化，所以電路中的電流也隨時間均勻變化路中的電流也隨時間均勻變化,由閉合電路歐姆定律由閉合電路歐姆定律知，棒上產(chǎn)生的電動勢也是隨時間均勻變化的。知，棒上產(chǎn)生的電動勢也是隨時間均勻變化的。因此由因此由E=BLv可知可知,金屬桿所做的運動為勻變速直線運動金屬桿所做的運動為勻變速直線運動由由問中的問中的式有式有 v3 =a t3 所以所以 a=v3 /t3=05m/s2 上頁上頁下頁下頁所以所以4s末時的速度末時的速度v4=at4=2 m/s 所以所以4s末時電路中的電流為末時電路中的電流為A404.rRBLvI 因因 F-BIL=ma F=BIL+ma=0.09N P4=Fv4=0.092=0.18W 題目題目上頁上頁