课时3　电磁感应中的动力学与能量问题公开课教案教学设计课件资料.pptx

课时3　电磁感应中的动力学与能量问题;基础梳理;基础梳理;二、电磁感应中的能量问题 1.电磁感应现象中产生感应电流的过程,实质上是 过程。 2.能量的转化是通过感应电流在磁场中受安培力做功的形式实现的,安培力做多少功,就有多少电能转化成其他形式的能。 3.若克服安培力做功,则 的能转化为 ;若安培力做正功,则电能转化为其他形式的能。如图:;BLq;夯实考点;(2)再进行“路”的分析——分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,以便求解安培力。 (3)然后是“力”的分析——分析研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力;F合=ma。 (4)接着进行“运动”状态分析——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型。由于安培力是变力,导体棒做变加速或变减速运动。过程中各量变化规律大致如下: 导体受力→速度变化→产生变化的感应电动势→产生变化的感应电流→导体受变化的安培力作用→合力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化……最终加速度等于零,导体达到稳定运动状态。;3.电磁感应中动力学问题的两类常见模型;[典例1] 如图甲,两个相距为L=0.5 m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=2 Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2 kg的金属杆垂直置于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其v-t图像如图乙所示。在15 s时撤去拉力,同时使磁场随时间变化,从而保持金属杆中电流为0。求: (1)金属杆所受拉力的大小F;;;[典例1] 如图甲,两个相距为L=0.5 m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=2 Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2 kg的金属杆垂直置于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其v-t图像如图乙所示。在15 s时撤去拉力,同时使磁场随时间变化,从而保持金属杆中电流为0。求: (2)0～15 s内匀强磁场的磁感应强度大小B0;;;[典例1] 如图甲,两???相距为L=0.5 m的平行金属导轨固定于水平面上,导轨左端与阻值R=2 Ω的电阻连接,导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量m=0.2 kg的金属杆垂直置于导轨上,与导轨接触良好,导轨与金属杆的电阻可忽略。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动,并始终与导轨垂直,其v-t图像如图乙所示。在15 s时撤去拉力,同时使磁场随时间变化,从而保持金属杆中电流为0。求: (3)15～20 s内磁感应强度B随时间t的变化规律。;;[备用1] (2021·稽阳联考)如图甲所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置,具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制、下降速度可调、可控等优点。该装置可等效为间距L=0.5 m的两根竖直导轨上部连通,人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑,磁铁产生磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处可等效为一固定导体棒cd与导轨相连,整个装置总电阻始终为R,如图乙所示。在某次逃生测试中,质量M1=80 kg的测试者利用该装置以 v=1.5 m/s 的速度匀速下降,已知与人一起下滑部分装置的质量m=20 kg,重力加速度g取 10 m/s2,且本次测试过程中恰好没有摩擦。 (1)判断导体棒cd中电流的方向;;;[备用1] (2021·稽阳联考)如图甲所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置,具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制、下降速度可调、可控等优点。该装置可等效为间距L=0.5 m的两根竖直导轨上部连通,人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑,磁铁产生磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处可等效为一固定导体棒cd与导轨相连,整个装置总电阻始终为R,如图乙所示。在某次逃生测试中,质量M1=80 kg的测试者利用该装置以 v=1.5 m/s 的速度匀速下降,已知与人一起下滑部分装置的质量m=20 kg,重力加速度g取 10 m/s2,且本次测试过程中恰好没有摩擦。 (2)总电阻R为多大?;;[备用1] (2021·稽阳联考)如图甲所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置,具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制、下降速度可调、可控等优点。该装置可等效为间距L=0.5 m的两根竖直导轨上部连通,人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑,磁铁产生磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处可等效为一固定导体棒cd与导轨相连,整个装置总电阻始终为R,如图乙所示。在某次逃生测