高考物理專題復習 8電磁感應(yīng)的能量問題課件 新人教版.ppt

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電磁感應(yīng)的能量問題,MN和PQ為平行的水平放置的光滑金屬導軌, ab、cd為兩根質(zhì)量均為m的導體棒，當cd棒以速度v0向右運動時,3.分析ab棒的運動情況，能量怎么轉(zhuǎn)化,2.什么力做功，使cd棒的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,1.分析cd棒的運動情況，能量怎么轉(zhuǎn)化,4.什么力做功，使ab棒的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,在較復雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，經(jīng)常涉及求解焦耳熱的問題。,(1)若回路中電流恒定，,(2)若電流變化： ①電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功； ②利用能量守恒求解：,1、電阻為R的矩形導線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質(zhì)量為m。自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，如圖所示。若線框恰好以恒定速度通過磁場，線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱是多少？（不考慮空氣阻力）,,例2 圖中MN和PQ為豎直方向的兩平行長直金屬導軌，間距l(xiāng)為0.40m，電阻不計。導軌所在平面與磁感應(yīng)強度B為0.50T的勻強磁場垂直。質(zhì)量m為6.0×10-3kg、電阻為1.0Ω的金屬桿ab始終垂直于導軌，并與其保持光滑接觸。導軌兩端分別接有滑動變阻器和阻值為3.0Ω的電阻R1。當桿ab達到穩(wěn)定狀態(tài)時以速率v勻速下滑，整個電路消耗的電功率P為0.27W，重力加速度取10m/s2，試求速率v和滑動變阻器接入電路部分的阻值R2。,V=0.45m/s，R2=6.0Ω,3．如圖所示，兩根足夠長的固定的平行金屬導軌位于傾角θ=30°的斜面上，導軌上、下端各接有阻值R=10Ω的電阻，導軌自身電阻忽略不計，導軌寬度L=2m，在整個導軌平面內(nèi)都有垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=5Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，金屬棒ab在下滑過程中始終與導軌垂直且與導軌接觸良好．當金屬棒ab下滑高度h =3m時，速度恰好達到最大值v=2m/s．求：金屬棒ab在以上運動過程中導軌 下端電阻R中產(chǎn)生的熱量．（g=10m/s2）,,,解：,（1）桿ab機械能的減少量,|ΔE|= mgh－1/2 mv2 = 2.8 J ①,（2）速度最大時ab桿產(chǎn)生的電動勢 e =BLv = 2 V ②,產(chǎn)生的電流 I= e/(r+R/2) = 0.2 A ③,此時的安培力 F =ILB = 0.2N ④,由題意可知，受摩擦力,f = mgsin300－F = 0.3 N ⑤,由能量守恒得，損失的機械能等于物體克服摩擦力做功和產(chǎn)生的電熱之和,電熱Q = |ΔE|－fh/sin300 = 1 J ⑥,由以上各式得下端電阻R中產(chǎn)生的熱量 ：,QR = Q/4 = 0.25 J ⑦,,,如圖所示，光滑導軌MN、PQ在同一水平內(nèi)平行固定放置，其間距d=1m，右端通過導線與阻值RL=8Ω的小燈泡L相連，CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向下磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場，一質(zhì)量m=50g、阻值為R=2Ω的金屬棒在恒力F作用下從靜止開始運動s=2m后進入磁場恰好做勻速直線運動。(不考慮導軌電阻，金屬棒始終與導軌垂直并保持良好接觸)。求： （1）恒力F的大??； （2）小燈泡發(fā)光時的電功率。,11．如圖甲所示，一對足夠長的平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道相距L＝1 m，左端之間用R＝3 Ω的電阻連接，軌道的電阻忽略不計．一質(zhì)量m＝0.5 kg、電阻r＝1 Ω的導體桿靜置于兩軌道上，并與兩軌道垂直．整個裝置處于磁感應(yīng)強度B＝2 T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上．現(xiàn)用水平拉力沿軌道方向拉導體桿，拉力F與導體桿運動的位移s間的關(guān)系如圖乙所示．當拉力達到最大時，導體桿恰好開始做勻速運動．當位移s＝2.5 m時撤去拉力，導體桿又滑行了一段距離Δs后停下，已知在滑行Δs的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為12 J．求： (1)拉力F作用過程中，通過電阻R上的電荷量q； (2)導體桿運動過程中的最大速度vm； (3)拉力F作用過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q,(1)1.25 C (2)8 m/s (3)2 J,2.如圖所示，abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質(zhì)量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū)域， MN和M′N ′是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，并與線框的bc邊平行，磁場方向與線框平面垂直?，F(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落，右圖是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的速度－時間圖象，圖像中坐標軸上所標出的字母均為已知量。求： ⑴金屬框的邊長； ⑵磁場的磁感應(yīng)強度； ⑶金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量。,07年廣東普寧市華僑中學三模卷17,17、如圖所示，將邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導線框豎直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里．線框向上離開磁場時的速度剛好是進入磁場時速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進入磁場．整個運動過程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動．求： (1)線框在下落階段勻速進人磁場時的速度v2； (2)線框在上升階段剛離開磁場時的速度v1； (3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．,解：,（1）由于線框勻速進入磁場，則合力為零。有,解得：,,,（2）設(shè)線框離開磁場能上升的最大高度為h，則從剛離開磁場到剛落回磁場的過程中,,,(mg＋f)×h＝1/2mv12,(mg－f)×h＝ 1/2mv22,解得：,（3）在線框向上剛進入磁場到剛離開磁場的過程中，根據(jù)能量守恒定律可得,解得：,,,