2019年高考物理大一輪復習微專題14電磁感應中的動力學和能量問題學案新人教版

1、微專題微專題1414電磁感應中的動力學和能量問題電磁感應中的動力學和能量問題電磁感應中的動力學問題1題型簡述：感應電流在磁場中受到安培力的作用，因此電磁感應問題往往跟力學問題聯系在一起解決這類問題需要綜合應用電磁感應規(guī)律(法拉第電磁感應定律、楞次定律)及力學中的有關規(guī)律(共點力的平衡條件、牛頓運動定律、動能定理等)2兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據平衡條件列式分析非平衡態(tài)加速度不為零根據牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結

2、合功能關系進行分析3動態(tài)分析的基本思路解決這類問題的關鍵是通過運動狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大值或最小值的條件具體思路如下：Ⅰ.電磁感應中的平衡問題(2016全國甲卷)如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連兩細金屬棒ab(僅標出a端)和cd(僅標出c端)長度均為L，質量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平右

3、斜面上存在勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上已知兩根導線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數均為μ，重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑求(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??；(2)金屬棒運動速度的大小解析：(1)設導線的張力的大小為T，右斜面對ab棒的支持力的大小為N1，作用在ab棒上的安培力的大小為F，左斜面對cd棒的支持力大小為N2對于ab棒，由力的平衡條件得2mgsinθ＝μN1＋T＋

4、F①N1＝2mgcosθ②對于cd棒，同理有mgsinθ＋μN2＝T③又m1gsinθ－T1－B1I1l＝0T1－m2gsinθ－B2I2l＝0聯立解得v＝10ms答案：(1)2ms2(2)10msⅡ.電磁感應中的非平衡問題如圖所示，光滑的平行金屬導軌水平放置，電阻不計，導軌間距為l，左側接一阻值為R的電阻區(qū)域cdef內存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為s.一質量為m、有效電阻為r的金屬棒MN置于導軌上，與導軌垂直且接觸良好

5、，受到F＝0.5v＋0.4(N)(v為金屬棒速度)的水平外力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大(已知：l＝1m，m＝1kg，R＝0.3Ω，r＝0.2Ω，s＝1m)(1)判斷該金屬棒在磁場中是否做勻加速直線運動？簡要說明理由；(2)求加速度的大小和磁感應強度B的大??；(3)若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0－x，且棒在運B2l2m?R＋r?動到ef處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？解