浙江省温州市瓯海区三溪中学高考物理专题复习 8电磁感应的能量问题课件 新人教版

《浙江省温州市瓯海区三溪中学高考物理专题复习 8电磁感应的能量问题课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省温州市瓯海区三溪中学高考物理专题复习 8电磁感应的能量问题课件 新人教版（14页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、电磁感应的能量问题电磁感应的能量问题 MN和和PQ为平行的水平放置的光滑金属导轨为平行的水平放置的光滑金属导轨, ab、cd为为两根质量均为两根质量均为m的导体棒，当的导体棒，当cd棒以速度棒以速度v0向右运动时向右运动时M NPQ ab dc V03.分析分析ab棒的运动情况，能量怎么转化棒的运动情况，能量怎么转化2.什么力做功，使什么力做功，使cd棒的能量发生转化棒的能量发生转化1.分析分析cd棒的运动情况，能量怎么转化棒的运动情况，能量怎么转化4.什么力做功，使什么力做功，使ab棒的能量发生转化棒的能量发生转化 在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解

2、焦耳热焦耳热的问题。的问题。(1)若回路中电流恒定，若回路中电流恒定，(2)若电流变化：若电流变化：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；的功；利用能量守恒求解：利用能量守恒求解：2QI Rt=EE增减1、电阻为、电阻为R的矩形导线框的矩形导线框abcd，边长，边长ab=L L，ad=h，质量，质量为为m。自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁感应强。自某一高度自由落下，通过一匀强磁场，磁感应强度为度为B，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示。若线框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生如图所示。若线

3、框恰好以恒定速度通过磁场，线框内产生的焦耳热是多少？（不考虑空气阻力）的焦耳热是多少？（不考虑空气阻力）例例2 图中图中MN和和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为为0.40m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为为0.50T的匀强磁场垂直。质量的匀强磁场垂直。质量m为为6.010-3kg、电阻为、电阻为1.0的金属的金属杆杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为接有滑动变阻器和阻值为3.0的电阻的电阻R1。当杆。当杆ab达到稳定

4、状达到稳定状态时以速率态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为为0.27W，重力加速度取重力加速度取10m/s2，试求速率，试求速率v和滑动变阻器接入电路部分和滑动变阻器接入电路部分的阻值的阻值R2。V=0.45m/s，R2=6.0R1R2labMNPQBv3如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于倾角倾角=30的斜面上，导轨上、下端各接有阻值的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R=10的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的，在

5、整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度匀强磁场，磁感应强度B=0.5T质量为质量为m=0.1kg，电，电阻阻r=5的金属棒的金属棒ab在较高处由静止释放，金属棒在较高处由静止释放，金属棒ab在在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好当金下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好当金属棒属棒ab下滑高度下滑高度h =3m时，速度恰好达到最大值时，速度恰好达到最大值v=2m/s求：求：金属棒金属棒ab在以上运动过程中导轨在以上运动过程中导轨下端电阻下端电阻R中产生的热量（中产生的热量（g=10m/s2） Rhab R解：解：（1）杆）杆ab机械能的减少量机械能的减少量|E|=

6、mgh1/2 mv2 = 2.8 J （2）速度最大时）速度最大时ab杆产生的电动势杆产生的电动势 e =BLv = 2 V 产生的电流产生的电流 I= e/(r+R/2) = 0.2 A 此时的安培力此时的安培力 F =ILB = 0.2N 由题意可知，受摩擦力由题意可知，受摩擦力f = mgsin300F = 0.3 N 由能量守恒得，损失的机械能等于物体克服摩擦力由能量守恒得，损失的机械能等于物体克服摩擦力做功和产生的电热之和做功和产生的电热之和电热电热Q = |E|fh/sin300 = 1 J 由以上各式得下端电阻由以上各式得下端电阻R中产生的热量中产生的热量 ：QR = Q/4 =

7、 0.25 J 如图所示，光滑导轨如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平内平行在同一水平内平行固定放置，其间距固定放置，其间距d=1m，右端通过导线与阻值，右端通过导线与阻值RL=8的小灯泡的小灯泡L相连，相连，CDEF矩形区域内有竖直矩形区域内有竖直向下磁感应强度向下磁感应强度B=1T的匀强磁场，一质量的匀强磁场，一质量m=50g、阻值为阻值为R=2的金属棒在恒力的金属棒在恒力F作用下从静止开始作用下从静止开始运动运动s=2m后进入磁场恰好做匀速直线运动。后进入磁场恰好做匀速直线运动。(不不考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良考虑导轨电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触好接触)。求

8、：。求： （1）恒力）恒力F的大小；的大小； （2）小灯泡发光时的电功率。）小灯泡发光时的电功率。dL 11如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道放置在水如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距平面上，两轨道相距L1m，左端之间用，左端之间用R3的电阻的电阻连接，轨道的电阻忽略不计一质量连接，轨道的电阻忽略不计一质量m0.5kg、电阻、电阻r1的导体杆静置于两轨道上，并与两轨道垂直整个装的导体杆静置于两轨道上，并与两轨道垂直整个装置处于磁感应强度置处于磁感应强度B2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力道平面

9、向上现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力F与导体杆运动的位移与导体杆运动的位移s间的关系如图乙所示当拉力达到间的关系如图乙所示当拉力达到最大时，导体杆恰好开始做匀速运动当位移最大时，导体杆恰好开始做匀速运动当位移s2.5m时时撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离撤去拉力，导体杆又滑行了一段距离s后停下，已知在后停下，已知在滑行滑行s的过程中电阻的过程中电阻R上产生的焦耳热为上产生的焦耳热为12J求：求：(1)拉力拉力F作用过程中，通过电阻作用过程中，通过电阻R上的电荷量上的电荷量q；(2)导体杆导体杆运动过程中的最大速度运动过程中的最大速度vm；(3)拉力拉力F作用过程中，回路作用过程中，回路中产

10、生的焦耳热中产生的焦耳热Q(1)1.25C(2)8m/s(3)2Js/mF/N022.56图图乙乙RFB图甲图甲 2.如图所示，如图所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为线框，金属线框的质量为m，电阻为，电阻为R。在金属线框的下。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，方有一匀强磁场区域， MN和和MN 是匀强磁场区域的水是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，右的某一高度从静止开始下落，右图是金属线

11、框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的图是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知速度时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。求：量。求： 金属框的边长；金属框的边长； 磁场的磁感应强度；磁场的磁感应强度； 金属线框在整个下落过程中所产生的热量。金属线框在整个下落过程中所产生的热量。07年广东普宁市华侨中学三模卷年广东普宁市华侨中学三模卷1717、如图所示，将边长为、如图所示，将边长为a、质量为、质量为m、电阻为、电阻为R的正的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强、磁感应强度为度为B的

12、匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空进入磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力气阻力f且线框不发生转动求：且线框不发生转动求： (1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v2； (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1； (3)线框在上升阶段通过磁场过程中

13、产生的焦耳热线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q aBb解：解： （1）由于线框匀速进入磁场，则合）由于线框匀速进入磁场，则合力为零。有力为零。有 RvaBfmg222 解得：解得：222aBR)fmg(v （2）设线框离开磁场能上升的最大高度为）设线框离开磁场能上升的最大高度为h，则从刚，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中离开磁场到刚落回磁场的过程中(mgf)h1/2mv12(mgf)h 1/2mv22解得：解得：RaB)fmg)(fmg(v)fmg()fmg(v2221 （3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得根据能量守恒定律可得Q)ab(mgmv)v(m 212121221解得：解得：)ab(mgRaB)fmg)(fmg(mQ 24423