高考物理复习第9章电磁感应能力课时13电磁感应中的动力学和能量问题市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖.pptx

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突破一　电磁感应中动力学问题

状态
特征
处理方法
平衡态
加速度为零
依据平衡条件列式分析
非平衡态
加速度不为零
依据牛顿第二定律进行动态分析或结合功效关系进行分析
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【例1】　如图1所表示，竖直平面内有一宽L＝1 m、足够长光滑矩形金属导轨，电阻不计。在导轨上、下边分别接有电阻R1＝3 Ω和R2＝6 Ω。在MN上方及CD下方有垂直纸面向里匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B＝1 T。现有质量m＝ kg、电阻r＝1 Ω导体棒ab，在金属导轨上从MN上方某处由静止下落，下落过程中导体棒一直保持水平，与金属导轨接触良好。当导体棒ab下落到快要靠近MN时速度大小为v1＝3 m/s。不计空气阻力，g取10 m/s2。
图1
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(1)求导体棒ab快要靠近MN时加速度大小；
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后，棒中电流大小一直保持不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间距离h；
(3)若将磁场ⅡCD边界略微下移，使导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小变为v2＝9 m/s，要使棒在外力F作用下做a＝3 m/s2匀加速直线运动，求所加外力F随时间t改变关系式。
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答案　(1)5 m/s2　(2) m　(3)F＝t＋(N)
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【拓展延伸】
(1)在【例1】中，当导体棒进入磁场Ⅱ且电流恒定不变时，a、b两点间电势差大小是多少？
(2)在【例1】第(3)问中，请画出0～ s内外力F与时间t关系图象。
解析　(1)依据题意，导体棒进入磁场中，有mg＝BI′L
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则a、b两点间电势差为
U＝BLv′－I′r
代入数据解得：U＝4 V
(2)因为F＝t＋(N)
故0～ s内F－t图象如图所表示
答案　(1)4 V　(2)看法析图
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方法提醒
用“四步法”分析电磁感应中动力学问题
处理电磁感应中动力学问题普通思绪是“先电后力”，详细思绪以下：
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