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(dòng)力學(xué)問題課件 新人教版

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(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 2.安培力的特點(diǎn)：安培力的特點(diǎn)：22=EB LVFBIL BLRR安總總大?。捍笮。悍较颍悍较颍鹤璧K物體的相對運(yùn)動(dòng)阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng) 3.解題要領(lǐng)：受力分析解題要領(lǐng)：受力分析 運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析（導(dǎo)體棒切割時(shí)）（導(dǎo)體棒切割時(shí)） 模型二模型二、水平放置于勻強(qiáng)磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒、水平放置于勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng)的初速度開始運(yùn)動(dòng)，回路總電阻為，回路總電阻為R，分析，分析ab 的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況，并求情況，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(qiáng)磁場中的光滑導(dǎo)軌上，有一根導(dǎo)體棒、水平放置于勻強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，回路總電阻為上，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，回路總電阻為R，分析分析ab 的運(yùn)動(dòng)情況，并求的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)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(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)計(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)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(shí)間后，由靜止開始自由下落，過段時(shí)間后，再將再將S閉合，若從閉合，若從S閉合開始計(jì)時(shí)，則金屬桿閉合開始計(jì)時(shí)，則金屬桿ab的的速度速度v隨時(shí)間隨時(shí)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(qiáng)度為如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻的勻強(qiáng)磁場中，有兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻強(qiáng)磁場中，有兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，間距為不計(jì)，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(xì)線拉的水平細(xì)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(jì)，間的摩擦不計(jì)，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(yùn)動(dòng)，求：靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求：（1）線斷以前線斷以前水平拉力水平拉力F隨時(shí)間隨時(shí)間t 的變化規(guī)律；的變化規(guī)律；（2）經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線將被拉斷。）經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線將被拉斷。adcbFB解：解：（1）在時(shí)刻）在時(shí)刻t，棒的速度，棒的速度va t棒中感應(yīng)電動(dòng)勢為棒中感應(yīng)電動(dòng)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(xì)線拉斷時(shí)滿足）細(xì)線拉斷時(shí)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(qiáng)磁場中水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)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(qiáng)磁場中水平放置的導(dǎo)軌處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)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(jì)導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向豎直向下?，F(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(yùn)動(dòng)使之由靜止開始運(yùn)動(dòng),若理想若理想電壓表的示數(shù)電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間隨時(shí)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：金屬桿在金屬桿在5s末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度第第4s末時(shí)外力末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率。的瞬時(shí)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(shí)間均勻變化，所以電兩端電壓隨時(shí)間均勻變化，所以電路中的電流也隨時(shí)間均勻變化路中的電流也隨時(shí)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(dòng)勢也是隨時(shí)間均勻變化的。知，棒上產(chǎn)生的電動(dòng)勢也是隨時(shí)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(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)金屬桿所做的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(shí)的速度末時(shí)的速度v4=at4=2 m/s 所以所以4s末時(shí)電路中的電流為末時(shí)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