2023年高中物理新教材同步选修第二册 第2章 专题强化9 电磁感应中的动力学问题.docx本文件免费下载 【共10页】

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小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com电磁感应中的动力学问题[学习目标]1.会分析导体棒、线框在磁场中的受力.2.能根据电流的变化分析导体棒、线框受力的变化情况和运动情况.3.能利用牛顿运动定律和平衡条件分析有关问题.1.电磁感应问题中电学对象与力学对象的相互制约关系2.处理此类问题的基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.(2)求回路中感应电流的大小和方向.(3)分析研究导体受力情况(包括安培力).(4)列动力学方程或根据平衡条件列方程求解.小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com3.两种状态(1)导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态.处理方法:根据平衡条件(合外力等于零)列式分析.(2)导体处于非平衡状态——加速度不为零.处理方法:根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析.4.电磁感应中的动力学临界问题基本思路:导体受外力运动――→感应电动势――――→感应电流――→导体受安培力→合外力变化――→加速度变化→临界状态.一、电磁感应中的平衡问题例1如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.接入电路的阻值为r的金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是()A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小答案D解析金棒属ab、阻电R、成合回路,磁感强度均小导轨构闭应匀减(=k一定为值),则闭合回路中的磁通量小,根据楞次定律,可知回路中生方向的感流,减产顺时针应电ab中的流方向由电a到b,故选项A;根据法拉第磁感定律,感错误电应应电动势E===kS,回路面积S不,即感定,根据合路的姆定律变应电动势为值闭电欧I=可知,ab中的流大小电不,故变选项B;安培力错误F=BIL,流大小不,磁感强度小,安培力小,电变应减则减故选项C;金棒于止,所受合力零,其受力分析,水平方向摩擦力错误属处静状态为对静Ff安培力与F等大反向,安培力小,摩擦力小,故减则静减选项D正确.例2如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动.t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g.求:小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值.答案(1)Blt0(2)解析(1)金杆入磁前的加速度大小设属进场为a,由牛第二定律得顿F-μmg=ma①金杆到磁左界的速度设属达场边时为v,由公式有运动学v=at0②金杆以速度当属v在磁中,由法拉第磁感定律知生的场运动时电应产电动势为E=Blv③立联①②③式可得E=Blt0④(2)金杆在磁域中速,金杆中的流设属场区匀运动时属电为I,根据合路的姆定律闭电欧I=⑤式中R阻的阻.金杆所受的安培力为电值属为F安=BlI⑥因金杆做速,有属匀运动F-μmg-F安=0⑦立联④⑤⑥⑦式得R=.二、电磁感应中的动力学问题例3如图所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是水平放置的足够长的平行长直导轨,其间距L=0.2m,R=0.3Ω的电阻接在导轨一端,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg、接入电路的电阻r=0.1Ω的导体棒,已知导体棒和导轨间的动摩擦因数为μ=0.2.从零时刻开始,对ab棒施加一个大小为F=0.45N、方向水平向左的恒定拉力,使其从静止开始沿导轨滑动,ab棒始终保持与导轨垂直且接触良好.(g=10m/s2)(1)分析导体棒的运动性质;(2)求导体棒所能达到的最大速度的大小;(3)试定...

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