高考物理專題復習 8電磁感應的能量問題課件 新人教版.ppt

電磁感應的能量問題,MN和PQ為平行的水平放置的光滑金屬導軌, ab、cd為兩根質(zhì)量均為m的導體棒，當cd棒以速度v0向右運動時,3.分析ab棒的運動情況，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棒的運動情況，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,在較復雜的電磁感應現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解焦耳熱的問題。,(1)若回路中電流恒定，,(2)若電流變化： 電磁感應中產(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的矩形導線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質(zhì)量為m。自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，如圖所示。若線框恰好以恒定速度通過磁場，線框內(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直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率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，兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位于傾角=30°的斜面上，導軌上、下端各接有阻值R=10的電阻，導軌自身電阻忽略不計，導軌寬度L=2m，在整個導軌平面內(nèi)都有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度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在下滑過程中始終與導軌垂直且與導軌接觸良好當金屬棒ab下滑高度h =3m時，速度恰好達到最大值v=2m/s求：金屬棒ab在以上運動過程中導軌 下端電阻R中產(chǎn)生的熱量（g=10m/s2）,解：,（1）桿ab機械能的減少量,|E|= mgh1/2 mv2 = 2.8 J ,（2）速度最大時ab桿產(chǎn)生的電動勢 e =BLv = 2 V ,產(chǎn)生的電流 I= e/(r+R/2) = 0.2 A ,此時的安培力 F =ILB = 0.2N ,由題意可知，受摩擦力,f = mgsin300F = 0.3 N ,由能量守恒得，損失的機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 = 1 J ,由以上各式得下端電阻R中產(chǎn)生的熱量 ：,QR = Q/4 = 0.25 J ,如圖所示，光滑導軌MN、PQ在同一水平內(nèi)平行固定放置，其間距d=1m，右端通過導線與阻值RL=8的小燈泡L相連，CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向下磁感應強度B=1T的勻強磁場，一質(zhì)量m=50g、阻值為R=2的金屬棒在恒力F作用下從靜止開始運動s=2m后進入磁場恰好做勻速直線運動。(不考慮導軌電阻，金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸)。求： （1）恒力F的大??； （2）小燈泡發(fā)光時的電功率。,11如圖甲所示，一對足夠長的平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L1 m，左端之間用R3 的電阻連接，軌道的電阻忽略不計一質(zhì)量m0.5 kg、電阻r1 的導體桿靜置于兩軌道上，并與兩軌道垂直整個裝置處于磁感應強度B2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿，拉力F與導體桿運動的位移s間的關系如圖乙所示當拉力達到最大時，導體桿恰好開始做勻速運動當位移s2.5 m時撤去拉力，導體桿又滑行了一段距離s后停下，已知在滑行s的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12 J求： (1)拉力F作用過程中，通過電阻R上的電荷量q； (2)導體桿運動過程中的最大速度vm； (3)拉力F作用過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q,(1)1.25 C (2)8 m/s (3)2 J,2.如圖所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域， MN和MN 是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，右圖是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的速度時間圖象，圖像中坐標軸上所標出的字母均為已知量。求： 金屬框的邊長； 磁場的磁感應強度； 金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量。,07年廣東普寧市華僑中學三模卷17,17、如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求： (1)線框在下落階段勻速進人磁場時的速度v2； (2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1； (3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q,解：,（1）由于線框勻速進入磁場，則合力為零。有,解得：,（2）設線框離開磁場能上升的最大高度為h，則從剛離開磁場到剛落回磁場的過程中,(mgf)×h1/2mv12,(mgf)×h 1/2mv22,解得：,（3）在線框向上剛進入磁場到剛離開磁場的過程中，根據(jù)能量守恒定律可得,解得：,