四川省成都市第七中學(xué)高中物理 第四章《電磁感應(yīng) 》電磁感應(yīng)的力學(xué)綜合問題課件 新人教版選修32

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1、電磁感應(yīng)力學(xué)綜合問題電磁感應(yīng)力學(xué)綜合問題 單桿類單桿類恒力作用下的桿恒力作用下的桿勻加速運動的桿勻加速運動的桿基本模型：基本模型：金屬棒金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放從圖示位置由靜止開始釋放類比類比Fmgsinmgsin穩(wěn)定狀態(tài)時：穩(wěn)定狀態(tài)時：速度與電阻的關(guān)系速度與電阻的關(guān)系7.7.如圖，電阻不計且足夠長的如圖，電阻不計且足夠長的U U型金屬框架放置在傾角型金屬框架放置在傾角=37=37的絕的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小小B=0.5TB=0.5T。質(zhì)量。質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg、電阻、電阻R

2、=0.4R=0.4的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab垂直放在框架上垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框架接觸良好?？蚣艿馁|(zhì)量，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框架接觸良好?？蚣艿馁|(zhì)量M=0.2kgM=0.2kg、寬度、寬度l=0.4ml=0.4m，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.6=0.6，與斜，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g g取取10m/s10m/s2 2，sin37sin37=0.6=0.6，cos37cos37=0.8=0.8。（1 1）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度）若框架固定，求導(dǎo)體棒的最大速度v vm m；問題問題：

3、題中能求出此問的已知條件？：題中能求出此問的已知條件？7.7.如圖，電阻不計且足夠長的如圖，電阻不計且足夠長的U U型金屬框架放置在傾角型金屬框架放置在傾角=37=37的絕緣斜面上，該的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小B=0.5TB=0.5T。質(zhì)量。質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg、電阻電阻R=0.4R=0.4的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框架接觸良好?？蚣艿馁|(zhì)量架接觸良好?？蚣艿馁|(zhì)量M=0.2kgM=0.2kg、寬度、寬度l=0

4、.4ml=0.4m，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.6=0.6，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g g取取10m/s10m/s2 2，sin37sin37=0.6=0.6，cos37cos37=0.8=0.8。（2 2）若框架固定，棒從靜止開始下滑）若框架固定，棒從靜止開始下滑6.0m6.0m時速度時速度v=4.0m/sv=4.0m/s，求此，求此過程回路中產(chǎn)生的熱量過程回路中產(chǎn)生的熱量Q Q及流過及流過abab棒的電量棒的電量q q；小結(jié)：過程中電量與熱量的計算方法小結(jié)：過程中電量與熱量的計算方法7.7.如圖，電阻不計且足夠長的

5、如圖，電阻不計且足夠長的U U型金屬框架放置在傾角型金屬框架放置在傾角=37=37的絕緣斜面上，該的絕緣斜面上，該裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小裝置處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小B=0.5TB=0.5T。質(zhì)量。質(zhì)量m=0.1kgm=0.1kg、電阻電阻R=0.4R=0.4的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框垂直放在框架上，從靜止開始沿框架無摩擦下滑，與框架接觸良好。框架的質(zhì)量架接觸良好?？蚣艿馁|(zhì)量M=0.2kgM=0.2kg、寬度、寬度l=0.4ml=0.4m，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)，框架與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.6=0.6

6、，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，與斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g g取取10m/s10m/s2 2，sin37sin37=0.6=0.6，cos37cos37=0.8=0.8。（3 3）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運動時棒的速度）若框架不固定，求當(dāng)框架剛開始運動時棒的速度v v2 2問題問題：框架固定與不固定的區(qū)別？：框架固定與不固定的區(qū)別？4 4如圖所示，傾角如圖所示，傾角3030、寬為、寬為L L1m1m的足夠長的的足夠長的U U形光滑金屬形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度B B1T1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平

7、面斜向上?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的向垂直導(dǎo)軌平面斜向上?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的F F牽引一根質(zhì)量牽引一根質(zhì)量m m0.2kg0.2kg、電阻、電阻R R11的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引力的功率恒定為力的功率恒定為P=90WP=90W，經(jīng)過，經(jīng)過t=2st=2s導(dǎo)體棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度導(dǎo)體棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度v v時棒上滑時棒上滑的距離的距離s=11.9ms=11.9m。導(dǎo)體棒。導(dǎo)體棒abab始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取g=10m/sg=10m/s2 2。求：。求：（1 1）

8、從開始運動到達(dá)到穩(wěn)定速度過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱）從開始運動到達(dá)到穩(wěn)定速度過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱Q Q1 1；（2 2）若在導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到穩(wěn)定速度前某時刻撤去牽引力，）若在導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到穩(wěn)定速度前某時刻撤去牽引力，從撤去牽引力到棒的速度減為零的過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量為從撤去牽引力到棒的速度減為零的過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量為q=0.48Cq=0.48C，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q Q2 2=1.12J=1.12J，則撤去牽引力時棒的，則撤去牽引力時棒的速度速度vv多大？多大？ 典型模型：典型模型：現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的F F牽引一根質(zhì)量牽引一根質(zhì)量

9、m m0.2kg0.2kg、電阻、電阻R R11的導(dǎo)體的導(dǎo)體棒棒abab由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動； 牽引力的功率恒定為牽引力的功率恒定為P=90WP=90W問題問題：導(dǎo)體棒：導(dǎo)體棒abab的運動過程的運動過程與最終的穩(wěn)定狀態(tài)？與最終的穩(wěn)定狀態(tài)？4 4如圖所示，傾角如圖所示，傾角3030、寬為、寬為L L1m1m的足夠長的的足夠長的U U形光滑金屬形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度B B1T1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的向垂直導(dǎo)軌平面斜向上?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的F F牽引一根質(zhì)量

10、牽引一根質(zhì)量m m0.2kg0.2kg、電阻、電阻R R11的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引力的功率恒定為力的功率恒定為P=90WP=90W，經(jīng)過，經(jīng)過t=2st=2s導(dǎo)體棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度導(dǎo)體棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度v v時棒上滑時棒上滑的距離的距離s=11.9ms=11.9m。導(dǎo)體棒。導(dǎo)體棒abab始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取g=10m/sg=10m/s2 2。求：。求：（1 1）從開始運動到達(dá)到穩(wěn)定速度過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱）從開始運動到達(dá)到穩(wěn)定速度過程中導(dǎo)體棒

11、產(chǎn)生的焦耳熱Q Q1 1；4 4如圖所示，傾角如圖所示，傾角3030、寬為、寬為L L1m1m的足夠長的的足夠長的U U形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁形光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度感應(yīng)強度B B1T1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上?，F(xiàn)、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面斜向上?，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的用一平行于導(dǎo)軌的F F牽引一根質(zhì)量牽引一根質(zhì)量m m0.2kg0.2kg、電阻、電阻R R11的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒abab由靜止開始由靜止開始沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引力的功率恒定為沿導(dǎo)軌向上滑動；牽引力的功率恒定為P=90WP=90W，經(jīng)過，經(jīng)過t=2st=2s導(dǎo)體棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度導(dǎo)體

12、棒剛達(dá)到穩(wěn)定速度v v時棒上滑的距離時棒上滑的距離s=11.9ms=11.9m。導(dǎo)體棒。導(dǎo)體棒abab始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌始終垂直導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦，取電阻及一切摩擦，取g=10m/sg=10m/s2 2。求：。求：（2 2）若在導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到穩(wěn)定速度前某時刻撤去牽引力，）若在導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌上滑達(dá)到穩(wěn)定速度前某時刻撤去牽引力，從撤去牽引力到棒的速度減為零的過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量為從撤去牽引力到棒的速度減為零的過程中通過導(dǎo)體棒的電荷量為q=0.48Cq=0.48C，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q Q2 2=1.12J=1.12J，則撤去牽引力時棒的速，則撤去牽引力時棒的速度度vv多大？多大？