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.ppt

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電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 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 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 2 安培力的特點(diǎn) 大小 方向 阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 3 解題要領(lǐng) 受力分析運(yùn)動(dòng)分析 導(dǎo)體棒切割時(shí) 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ab 以V0的初速度開始運(yùn)動(dòng) 回路總電阻為R 分析ab的運(yùn)動(dòng)情況 并求ab的最終速度 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ab 用恒力F作用在ab上 由靜止開始運(yùn)動(dòng) 回路總電阻為R 分析ab的運(yùn)動(dòng)情況 并求ab的最大速度 豎直 由靜止開始運(yùn)動(dòng) 模型一的拓展 1 如圖所示 MN和PQ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B 寬度為L ab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)S斷開 讓ab由靜止開始自由下落 過段時(shí)間后 再將S閉合 若從S閉合開始計(jì)時(shí) 則金屬桿ab的速度v隨時(shí)間t變化的圖象可能是 ACD 2 如圖所示 在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(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L 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R 質(zhì)量都為m的金屬棒 棒cd用能承受最大拉力為T0的水平細(xì)線拉住 棒cd與導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力為f 棒ab與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì) 在水平拉力F的作用下以加速度a由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 求 1 線斷以前水平拉力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律 2 經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線將被拉斷 解 1 在時(shí)刻t 棒的速度 v at 棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E BLv BLat 棒中的感應(yīng)電流為 I BLat 2R 由牛頓第二定律 F BIL ma 得F B2L2at 2R ma 2 細(xì)線拉斷時(shí)滿足BIL f T0 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 今從靜止起用力拉金屬棒ab 若拉力為恒力 經(jīng)t1秒ab的速度為v 加速度為a1 最終速度為2v 若拉力的功率恒定 經(jīng)t2秒ab的速度為v 加速度為a2 最終速度為2v 求a1和a2的關(guān)系 B a2 F2 F安 m P v B2L2v R m 3B2L2v mR 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 今從靜止起用力拉金屬棒ab 若拉力為恒力 經(jīng)t1秒ab的速度為v 加速度為a1 最終速度為2v 若拉力的功率恒定 經(jīng)t2秒ab的速度為v 加速度為a2 最終速度為2v 求a1和a2的關(guān)系 解 拉力為恒力 最終有F F安 B2L2 2v R a1 F B2L2v R m F m B2L2v mR B2L2v mR 拉力的功率恒定 F F安 P 2v B2L2 2v R P v 4B2L2v R a2 3a1 B 4 如圖甲所示 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 兩導(dǎo)軌間距L 0 2m 電阻R 0 4 導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m 0 1kg 電阻r 0 1 的金屬桿 導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì) 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0 5T的勻強(qiáng)磁場中 磁場方向豎直向下 現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿 使之由靜止開始運(yùn)動(dòng) 若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示 求 金屬桿在5s末時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度 第4s末時(shí)外力F的瞬時(shí)功率 解 電壓表的示數(shù)為U5 0 2V 由閉合電路歐姆定律得 E5 BLv5 聯(lián)立以上三式得 v5 2 5m s 由乙圖可知 R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 由閉合電路歐姆定律知 棒上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也是隨時(shí)間均勻變化的 因此由E BLv可知 金屬桿所做的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 由 問中的 式有v3 at3 所以a v3 t3 05m s2 上頁 下頁 所以4s末時(shí)的速度v4 at4 2m s 所以4s末時(shí)電路中的電流為 因F BIL ma F BIL ma 0 09N P4 Fv4 0 09 2 0 18W 題目 上頁