第2章 微专题5 电磁感应中的动力学及能量问题-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套PPT课件（教科版）

/教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页下页 微专题5l 电磁感应中的动力学及能量问题 /教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力合作探究 课堂检测巩固演练 课时作业素养达标 教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 关键能力 合作探究 类型1电磁感应中的动力学问题 探究归纳 1.通电导体在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力 学问题联系在一起，处理此类问题的基本方法： ()用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。 (2)求回路中电流的大小和方向。 (3)分析研究导体受力情况（包括安培力）。 (4)列动力学方程或平衡方程求解。 /教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 2.电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题 ()关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析： 导体受力而 运动产生感 感应 通电导 加速度 应电动势 电流 体受安 合力 培力 变化 速度变化 感应电动势变化 加速度等于零时，导体达到稳定运动状态。 /教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 (2)两种状态的处理：达到稳定运动状态后，导体匀速运动，受力平 衡，处于平衡态，应根据平衡条件分析；导体达到稳定运动状态之 前，往往做变加速运动，处于非平衡态，应根据牛顿第二定律或结合 功能关系分析。 /教科物理/选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 特别提醒] 对于电磁感应现象中，导体在安培力及其他力共同作用下运动，最终 趋于稳定状态的问题，利用好导体达到稳定状态时的平衡方程，往往 是解答该类问题的突破口。 /教科物理/ 选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 典例1 如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在 倾角0=37°的绝缘斜面上，两导轨间距L=1,导轨的电阻可忽略。 M、P两点间接有电阻R。一根质量m=1kg、电阻r=0.22、长度也为 L=1m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。整 套装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向 下。自图示位置起，杆ab受到大小为F=0.5v十2（式中v为杆ab运动的速 度，所有物理量均采用国际单位制)、方向平行导轨沿斜面向下的拉力 M R P 作用，由静止开始运动，测得通过电阻R 的电流随时间均匀增大。g取10m/s2,sin37=0.6。 /教科物理/选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 (1)试判断金属杆ab在匀强磁场中做何种运动，请写出推理过程； [答案」()匀加速直线运动，推理过程见解析 解析 E BLu ①)通过R的电流I=R+r一R+r, 因为B、L、R、P为定值， 所以I与)成正比，因通过R的电流I随时间均匀增大，即杆的速度) 随时间均匀增大，即杆的加速度为恒量，故金属杆做匀加速运动。 /教科物理/选择性必修第二册 返回导航 上页下页 (2)求电阻R的阻值； I答案1(2)0.32 /教科物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 解析 】(2)对回路电流进行分析，根据闭合电路欧姆定律，得 BLv R十r 对杆进行受力分析，根据牛顿第二定律，有 F+mg sin 0-ILB=ma 将F=0.5v+2代入得 2+败咖0+@5年加-m