第2章 微专题7 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（人教版，多选）

人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 微专题7电磁感应中的动力学及能量问题 人教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 人教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。 人教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： 导体受力运 感应 通电导 加速度 动而产生感 应电动势 电流 体受安 合力 变化 速度变化 培力 感应电动势变化 加速度等于零时，导体达到稳定运动状态。 人教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，应根据平衡条件合力为零列式分析平衡态；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 合功能关系分析非平衡态。 人教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 趋于一稳定状态的问题，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。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 典例1 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置。两 导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀 直金属杆αb放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽 略。让b杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它 们之间的摩擦。 0 7777771777777717 甲 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 (1)由b向a方向看到的装置如图乙，在此图中画出ab杆下滑过程中某时 刻的受力示意图； (2)在加速下滑时，当ab杆的速度大小为o时，求此时ab杆中的电流及其 加速度的大小； (3)求在下滑过程中，b杆可以达到的速度最大值。 [思路点拨]由法拉第电磁感应定律确定安培力表达式，根据受力分 析，利用牛顿第二定律列方程；根据方程确定最大速度的表达式。 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 答案 (1)图见解析 Lv B'L'o (2) g sin 0- mgR sin 0 R mR 3) B'L2 解析（①）如图所示，b杆受重力mg,竖直向下；支持力F,垂直斜 面向上；安培力F,沿斜面向上。 (2)当b杆速度为v时，感应电动势E=BL) E BLo 此时电路中电流I=R=R B'Lo mg ab杆受到的安培力F=BIL= R 人教物理选择性必修第二册 返回导航 上页 下页 根据牛顿运动定律，有g sin 0一F=ma B'L'o 解得a=gsin0- mR B'L'v ③)当a=0,即g sin 0-=”mR时，杆达到最大速度m,m= mgR sin 0 B'L