高考物理專(zhuān)題復(fù)習(xí) 8電磁感應(yīng)的能量問(wèn)題課件 新人教版.ppt

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電磁感應(yīng)的能量問(wèn)題 MN和PQ為平行的水平放置的光滑金屬導(dǎo)軌 ab cd為兩根質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒 當(dāng)cd棒以速度v0向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 3 分析ab棒的運(yùn)動(dòng)情況 能量怎么轉(zhuǎn)化 2 什么力做功 使cd棒的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 1 分析cd棒的運(yùn)動(dòng)情況 能量怎么轉(zhuǎn)化 4 什么力做功 使ab棒的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化 在較復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 經(jīng)常涉及求解焦耳熱的問(wèn)題 1 若回路中電流恒定 2 若電流變化 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功 利用能量守恒求解 1 電阻為R的矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd 邊長(zhǎng)ab L ad h 質(zhì)量為m 自某一高度自由落下 通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h 如圖所示 若線(xiàn)框恰好以恒定速度通過(guò)磁場(chǎng) 線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱是多少 不考慮空氣阻力 例2圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌 間距l(xiāng)為0 40m 電阻不計(jì) 導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0 50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直 質(zhì)量m為6 0 10 3kg 電阻為1 0 的金屬桿ab始終垂直于導(dǎo)軌 并與其保持光滑接觸 導(dǎo)軌兩端分別接有滑動(dòng)變阻器和阻值為3 0 的電阻R1 當(dāng)桿ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)以速率v勻速下滑 整個(gè)電路消耗的電功率P為0 27W 重力加速度取10m s2 試求速率v和滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R2 V 0 45m s R2 6 0 3 如圖所示 兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于傾角 30 的斜面上 導(dǎo)軌上 下端各接有阻值R 10 的電阻 導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì) 導(dǎo)軌寬度L 2m 在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0 5T 質(zhì)量為m 0 1kg 電阻r 5 的金屬棒ab在較高處由靜止釋放 金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好 當(dāng)金屬棒ab下滑高度h 3m時(shí) 速度恰好達(dá)到最大值v 2m s 求 金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌下端電阻R中產(chǎn)生的熱量 g 10m s2 解 1 桿ab機(jī)械能的減少量 E mgh 1 2mv2 2 8J 2 速度最大時(shí)ab桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e BLv 2V 產(chǎn)生的電流I e r R 2 0 2A 此時(shí)的安培力F ILB 0 2N 由題意可知 受摩擦力 f mgsin300 F 0 3N 由能量守恒得 損失的機(jī)械能等于物體克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和 電熱Q E fh sin300 1J 由以上各式得下端電阻R中產(chǎn)生的熱量 QR Q 4 0 25J 如圖所示 光滑導(dǎo)軌MN PQ在同一水平內(nèi)平行固定放置 其間距d 1m 右端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與阻值RL 8 的小燈泡L相連 CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向下磁感應(yīng)強(qiáng)度B 1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 一質(zhì)量m 50g 阻值為R 2 的金屬棒在恒力F作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)s 2m后進(jìn)入磁場(chǎng)恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 不考慮導(dǎo)軌電阻 金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸 求 1 恒力F的大小 2 小燈泡發(fā)光時(shí)的電功率 11 如圖甲所示 一對(duì)足夠長(zhǎng)的平行光滑軌道放置在水平面上 兩軌道相距L 1m 左端之間用R 3 的電阻連接 軌道的電阻忽略不計(jì) 一質(zhì)量m 0 5kg 電阻r 1 的導(dǎo)體桿靜置于兩軌道上 并與兩軌道垂直 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B 2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向上 現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導(dǎo)體桿 拉力F與導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)的位移s間的關(guān)系如圖乙所示 當(dāng)拉力達(dá)到最大時(shí) 導(dǎo)體桿恰好開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)位移s 2 5m時(shí)撤去拉力 導(dǎo)體桿又滑行了一段距離 s后停下 已知在滑行 s的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12J 求 1 拉力F作用過(guò)程中 通過(guò)電阻R上的電荷量q 2 導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度vm 3 拉力F作用過(guò)程中 回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q 1 1 25C 2 8m s 3 2J 2 如圖所示 abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線(xiàn)框 金屬線(xiàn)框的質(zhì)量為m 電阻為R 在金屬線(xiàn)框的下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 MN和M N 是勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的水平邊界 并與線(xiàn)框的bc邊平行 磁場(chǎng)方向與線(xiàn)框平面垂直 現(xiàn)金屬線(xiàn)框由距MN的某一高度從靜止開(kāi)始下落 右圖是金屬線(xiàn)框由開(kāi)始下落到完全穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域瞬間的速度 時(shí)間圖象 圖像中坐標(biāo)軸上所標(biāo)出的字母均為已知量 求 金屬框的邊長(zhǎng) 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 金屬線(xiàn)框在整個(gè)下落過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量 07年廣東普寧市華僑中學(xué)三模卷17 17 如圖所示 將邊長(zhǎng)為a 質(zhì)量為m 電阻為R的正方形導(dǎo)線(xiàn)框豎直向上拋出 穿過(guò)寬度為b 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 線(xiàn)框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半 線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度 然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng) 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線(xiàn)框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 求 1 線(xiàn)框在下落階段勻速進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)的速度v2 2 線(xiàn)框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1 3 線(xiàn)框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q 解 1 由于線(xiàn)框勻速進(jìn)入磁場(chǎng) 則合力為零 有 解得 2 設(shè)線(xiàn)框離開(kāi)磁場(chǎng)能上升的最大高度為h 則從剛離開(kāi)磁場(chǎng)到剛落回磁場(chǎng)的過(guò)程中 mg f h 1 2mv12 mg f h 1 2mv22 解得 3 在線(xiàn)框向上剛進(jìn)入磁場(chǎng)到剛離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中 根據(jù)能量守恒定律可得 解得