第一部分 模块五 小专题培优 能量转化分析3——金属棒（框）在磁场中的运动分析-【众相原创·赋能中考】2024年中考物理课堂精讲册PPT课件（贵州专用）

物 理 精 讲 册 1 第一部分 立足教材过基础 模块五 电、磁学 小专题培优 能量转化分析3——金属棒（框）在磁场中的运动分析 2 类型1 金属棒在置于磁场中的导轨上的运动分析（贵阳2019.25，2017.20） 1.（2023江苏苏州模拟）一个 形的金属光滑导轨 与水平 面成一定的角度， 边框上接有一个定值电阻 （导轨电阻不计）。 处于一个均匀的磁场中，磁感线方向竖直向上，如图所示，另有一根 圆柱形金属棒 放在导轨 上从静止开始滑下，导轨足够长。 最终金属棒 在导轨上匀速下滑，此过程中关于能量的转化的结论 正确的是( ) 3 A. 金属棒 的重力势能转化为金属棒 的动能 B. 金属棒 的重力势能最终转化为导轨中的电能 C. 金属棒 的重力势能最终转化为定值电阻 的 内能 D. 金属棒 的重力势能要同时转化为金属棒 的动能和定值电阻 的内能 √ 4 【解题思路】 （1）金属棒 在导轨 上由静止开始释放，在重力作用下向下 滑动，金属棒 的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大， 动能变大，一部分重力势能转化为动能； （2）金属棒 与导轨（足够长的光滑平行金属导轨）构成闭合回路， 金属棒 在下滑的过程中在磁场中做切割磁感线运动， 中会产生 感应电流，产生了电能； 5 （3）有电流通过定值电阻 ，电流做功，电能转化为内能； （4）最终金属棒 在导轨（足够长）上匀速下滑，金属棒 具有 一定的动能； 综上所述，金属棒 的重力势能要同时转化为金属棒 的动能和定 值电阻 的内能。 6 类型2 金属框（圈）在磁场中的运动分析（贵阳6年3考） 2.（2022贵阳19题）如图所示，铜质金属框 正下方有一均匀磁场区域（磁感线方向与纸 面垂直）。某时刻金属框开始自由下落，下落过程 中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框 边 进入磁场后， 边进入磁场前，金属框是否有可能做加速运动？请 从能量转化的角度阐述理由。（不计空气阻力） 7 答：有可能；金属框 竖直下落进入磁场，重力势能不断转化为动能，因切割磁感线，电路中产生感应电流，动能转化为电能；若转化的动能中只有一部分转化为电能，则动能增大，质量不变，速度增大，金属框做加速运动。 8 【解题思路】 （1）进入磁场前：金属框从静止开始释放时，在重力作用下向下运 动，金属框的速度逐渐增大，此过程中，重力势能转化为动能； （2）当金属框 部分进入（ 未进入）磁场后： ①由于金属框的一部分做切割磁感线运动，金属框中产生感应电流， 金属框成为通电导体，通电导体在磁场中受力运动，此过程中，动能 转化为电能； ②若重力势能转化的动能只有一部分转化为电能，则动能增大，质量 不变，速度增大，金属框有可能做加速运动。 9 （3）补充状态分析（当金属框 全部进入磁场）：此过程中， 金属框虽然做切割磁感线运动，但是不属于部分导体切割磁感线运动， 所以金属框中不产生感应电流，金属框由于惯性继续运动。 10 【温馨提示】 请完成分层进阶练习册P84习题 11 12 $$