2019届一轮复习人教版 三大力学观点在电磁感应中的应用专题 课件 (共74张)

第16页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
能量观点在电磁感应中的应用 1．电磁感应中的能量转化
2．求解焦耳热 Q 的三种方法
第17页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 3 (多选 )如图所示，平行导轨放在 斜面上，匀强磁场垂直斜面向上，恒力 F 拉动金属杆 ab 从静止开始沿导轨向上滑 动，接触良好，导轨光滑．从静止开始到 ab 杆杆到达最大速度的过程中，恒力 F 做功为 W，ab 杆克服重 力做功为 W1，ab 杆克服安培力做功为 W2， ab 杆动能的增加量 为Δ Ek，电路中产生的焦耳热为 Q， ab 杆重力势能增加量为Δ Ep，则 ( )
第18页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
A． W＝ Q＋ W1＋ W2＋ Δ Ek＋Δ Ep B． W＝ Q＋ W1＋ W2＋Δ Ek C． W＝ Q＋ Δ Ek＋Δ Ep D． W2＝ Q，W1＝Δ Ep
第19页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】
CD
【解析】 以 ab 杆为研究对象，根据动能定理可得： W－ W1－W2＝Δ Ek， 解得： W＝ W1＋ W2＋ΔEk， A、B 两项错误； 根据功能关系可知： ab 杆克服安培力做功为 W2＝ Q， ab 杆克服重力做功为 W1＝Δ Ep， 所以有 W＝ Q＋Δ Ek＋ΔEp， C、D 两项正确．
第11页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
例 2 光滑平行的金属导轨 MN 和 PQ，间距 L＝ 1.0 m，与 水平面之间的夹角 α＝ 30°，匀强磁场磁感应强度 B＝ 2.0 T，垂 直于导轨平面向上，MP 间接有阻值 R＝ 2.0 Ω 的电阻，其它电 阻不计，质量 m＝2.0 kg 的金属杆 ab 垂直导轨放置，如图甲所 示．用恒力 F 沿导轨平面向上拉金属杆 ab，由静止开始运动，v － t 图像如图乙所示， g 取 10 m/s2，导轨足够长．求：
第 3页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
安培力做功与电能的关系： 电磁感应中克服安培力做的 功等于产生的电能． 安培力的冲量与电量的关系 ：安培力的冲量 BLI· Δ t＝ BLq.
第 4页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
二、磁感应中的力和电的关系图
第 5页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
题 型 透 析
第15页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(3)由 v－t 图像知： 0.8 s 内位移即为 0～ 0.8 s 内图像所包围 的小方格面积的和， 小方格的个数为 28 个， 故 x＝28×0.2×0.2 m ＝ 1.12 m 设在前 0.8 s 内电阻上产生的热量为 Q， 1 则由功能关系得 Fx＝Q＋mgxsinα＋ mv2， 2 由 v－ t 图像知 0.8 s 时速度 v＝ 2.2 m/s 1 2 解得 Q＝ Fx－mgxsinα－ mv ＝ 4.12 J. 2
(1) 对金属杆受力分析如
由 v－t 图像可知导轨最后匀速运动 且 vmax＝ 4 m/s. 即 F＝ mgsin30°＋ F 安① F 安＝BIL② BLvmax I＝ ③ R B2L2vmax 由①②③，解得 F＝ ＋ mgsin30°＝18 N. R
第14页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(2)对金属杆由牛顿第二定律，得 F－mgsin30°－F 安 ＝ma B2L2v F－mgsin30°－ R a＝ ＝ 2.0 m/s2. m
第12页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
(1)恒力 F 的大小； (2)金属杆速度为 2.0 m/s 时的加速度大小； (3)根据 v－t 图像估算在前 0.8 s 内电阻上产生的热量．
第13页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 【解析】 右图所示．
(1)18 N (2)2.0 m/s2
(3)4.12 J
高考调研 ·高三总复习 ·物理
10．4
三大力学观点在电磁感应中 的应用专题
第 1页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
专 题 综 述
第 2页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
应用力、能量、动量三大力学观点，研究电磁感应中的运动 问题，其解题思路与力学中一样．在此类问题中，安培力是联系 力和电的桥梁，是分析电磁感应中动力学问题的关键物理量． 一、电磁感应中的安培力的特点 安培力与速度关系 安培力公式：F＝BIl B2l2v 感应电动势： E＝Blv F＝ R E 感应电流： I＝ R
第10页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
P 2B2L2v 3B2L2v 则 ＝ ，故 a2＝ ＝3a1，C 项正确，D 项错误．结合 2v R mR v－ t 图像分析可知，在速度变化相同的情况下，恒力 F 作用时棒 的加速度总比拉力的功率 P 恒定时的加速度小，故 t1>t2，B 项正 确， A 项错误．
例 1 如图所示，两光滑平行导轨水平 放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平 面，金属棒 ab 可沿导轨自由滑动，导轨一 端连接一个定值电阻 R， 金属棒和导轨电阻 不计．现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力 F 恒定，经 时间 t1 后速度为 v，加速度为 a1，最终以速度 2v 做匀速运动； 若保持拉力的功率 P 恒定，棒由静止经时间 t2 后速度为 v，加速 度为 a2，最终也以速度 2v 做匀速运动，则( A． t2＝ t1 C． a2＝ 3a1 B． t1>t2 D． a2＝ 5a1
第 6页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
动力学观点在电磁感应中的应用 1．电磁感应中动力学问题的解题思路
第 7页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
2．电磁感应中的动态分析 在此类问题中，不论加速运动还是减速运动，加速度总是逐 渐减小，最后达到匀速运动．具体思路如下：
第 8页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
第 9页
源自文库
)
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】 【解析】
BC 若保持拉力 F 恒定，在 t1 时刻，棒 ab 切割磁感
线产生的感应电动势为 E ＝ BLv ，其所受安培力 F1 ＝ BIL ＝ B2L2v B2L2v ，由牛顿第二定律，有 F－ ＝ ma1；棒最终以 2v 做匀 R R 2B2L2v B2L2v 速运动， 则 F＝ ， 故 a1＝ .若保持拉力的功率 P 恒定， R mR P B2L2v 在 t2 时刻，有 － ＝ma2；棒最终也以 2v 做匀速运动， v R