专题电磁感应中的动力学问题和能量问题课件.ppt

关于专题电磁感应中的动力学问题和能量问题
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点拨
= 知,v变化时,F变化,物体所受合外力
变化,物体的加速度变化,因此可用牛顿运动定律进
行动态分析.
,可先根据受力情况确定该时
刻的安培力,然后用上述公式进行求解.
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二、电磁感应的能量转化
和 之间的转化.
,外力克服安培力
,将 的能转化为 ,电流做功再
将电能转化为 .
,公式为
.
其他形式的能
电能
做功
其他形式
电能
内能
Q=I2Rt
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特别提醒
在利用能的转化和守恒定律解决电磁感应的问题
时,要注意分析安培力做功的情况,因为安培力做的
功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”.
简单表示如下:电能 其他形式能.
W安﹥0
W安﹤0
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热点一 对导体的受力分析及运动分析
从运动和力的关系着手,
法是:受力分析→运动分析(确定运动过程和最终的
稳定状态)→由牛顿第二定律列方程求解.
运动的动态结构:
这样周而复始的循环,循环结束时加速度等于零,导
=0时速度v达
到最大这一关键.
热点聚焦
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特别提示
.

意图.
热点二 电路中的能量转化分析
从能量的观点着手,运用动能定理或能量守恒定律.
基本方法是:
受力分析→弄清哪些力做功,做正功还是负功→明确
有哪些形式的能参与转化,哪些增哪些减→由动能定
理或能量守恒定律列方程求解.
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例如,如图1所示,金属棒ab沿导轨
由静止下滑时,重力势能减少,一
部分用来克服安培力做功转化为
感应电流的电能,最终在R上转化
为焦耳热,另一部分转化为金属棒
,棒最终达到稳定状态匀速运
动时,重力势能的减少则完全用来克服安培力做功转
,从功和能的观点入手,分
析清楚电磁感应过程中能量转化的关系,是解决电磁
感应问题的重要途径之一.
图1
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限时自我测试
(20分)如图7所示,足够长的光滑平行金
属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强
度B= T的匀强磁场垂直穿过导轨平
面,导轨的上端M与P间连接阻值为
R= Ω的电阻,长为L= m、电阻
为r= Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.
现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金
属棒ab下滑的距离,其下滑距离与时间的关系如下
表所示,导轨电阻不计.(g=10 m/s2)求:
图7
时间t(s)
0







下滑距离
x（m）
0







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(1) s的时间内,金属棒ab电动势的平均值.
(2)金属棒的质量.
(3) s的时间内,电阻R上产生的热量.
时间t(s)
0







下滑距离
x（m）
0







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解析 (1) = = V (4分)
(2)从表格中数据可知, s后金属棒做匀速运动
速度v= =5 m/s (2分)
由mg-F=0 (2分)
F=BIL (2分)
I= (2分)
E=BLv (2分)
解得m= kg (1分)
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