电磁感应中的动力学和能量问题一
电磁感应中的动力学与能量问题一
制卷:田军审卷:张多升使用时间:第三周周一班级:
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考点一电磁感应中的动力学问题分析
1安培力的大小由感应电动势E=Blv,感应电流I=ER和安培力公式F=BIl得F=B2lR2v
2安培力的方向判断如右图
3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出感应电动势的大小
和方向;
(2)求回路中的电流的大小和方向;
(3)分析导体的受力情况(含安培力);
(4)列动力学方程或平衡方程求解。
4电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的问题,关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析
5两种状态及处理方法
1平衡状态(静止状态或匀速直线运动状态):根据平衡条件合外力等于零列式分析;
2非平衡状态(a不为零):根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。
考点二电磁感应中的能量问题分析
1过程分析
1电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是能量的转化过程.
2电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,
必须有“外力”克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能.“外力”克服安培力做了多少功,就
有多少其他形式的能转化为电能.
3当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能.安培力做功的过程,或通过电阻发热的
过程,是电能转化为其他形式能的过程.安培力做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能.
2求解思路
1若回路中电流恒定,可以利用电路结构及W=UIt或Q=I2Rt直接进行计算.
2若电流变化,则:①利用安培力做的功求解:电磁感应中产生的电能等于克服安
培力所做的功;②利用能量守恒求解:若只有电能与机械能的转化,则机械能的减
少量等于产生的电能.
巩固练习
1如上图所示,在一匀强磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R
为一定值电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可以在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导
线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则
Aef将减速向右运动,但不是匀减速Bef将匀减速向右运动,最后停止
Cef将匀速向右运动
Def将做往返运动
2如图所示,匀强磁场存在于虚线框内,矩形线圈竖直下落.如果线圈中受到的磁场
力总小于其重力,则它在1、2、3、4位置时的加速度关系为(
)
Aa1>a2>a3>a4Ba1a2a3a4Ca1a3>a2>a4
Da4a2>a3>a1
3如图所示,两根和水平方向成α角的r