专题3 电磁感应定律(动力学、能量、动量) 课件 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦电磁感应定律中的动力学、功能和动量问题，从导体切割磁感线的基础公式出发，通过受力分析、运动过程推理，构建“速度-安培力-加速度”动态关系，衔接能量转化与动量守恒应用，形成递进式学习支架。 其亮点在于以物理观念和科学思维为核心，结合分层例题（含2024高考题）与生活实例（高楼磁力缓降装置），通过模型建构和科学推理训练。小结系统梳理公式、物理量关系及能量转化路径，帮助学生深化理解，教师可直接用于专题教学提升效率。

第二章 电磁感应 专题3 电磁感应定律中的动力学、功能和动量问题 高中物理 选必2 06 十二月 2025 学习目标： 电磁感应定律中的动力学、功和能问题 电磁感应中的动量问题 一、电磁感应定律中的动力学、功和能问题 第二章 电磁感应 1、电磁感应现象中的动力学问题（受力、运动过程分析）： v F安 I 2、电磁感应现象中的功和能（安培力做功、电流做功、能量转化）： ①克服安培力做多少功， 就有多少其他形式能转化为电能； ②安培力做多少正功， 就有多少电能转化为其他形式能； v F安 I 3、电磁感应现象中的焦耳热： 1、电流恒定时， 根据焦耳定律Q=I2Rt求解； 2、电流变化时， ①利用动能定理，求出安培力做的功W安， 产生的焦耳热等于克服安培力所做的功，即：Q总=-W安； ②利用能量守恒，焦耳热和其他形式能量的总量保持不变； v F安 I 例1：如图所示，水平面上有两根相距为L的足够长光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab垂直导轨放置与导轨接触良好，其质量为m、电阻为r。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B。开始时，给ab棒一个向右的初速度v； 1）试分析ab棒的运动情况； 解： F安 例1：如图所示，水平面上有两根相距为L的足够长光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab垂直导轨放置与导轨接触良好，其质量为m、电阻为r。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B。开始时，给ab棒一个向右的初速度v； 2）求整个过程电阻R上产生的热量是多少； 解： 例2：在上例中如果对ab棒施加一水平向右的恒力F，使其从静止开始向右运动； 1）试分析ab棒的运动情况； 解： F F安 例2：在上例中如果对ab棒施加一水平向右的恒力F，使其从静止开始向右运动； 2）求ab棒可以达到的速度最大值； 解： 当a=0，即F安=F时ab棒速度最大vm F F安 例2：在上例中如果对ab棒施加一水平向右的恒力F，使其从静止开始向右运动； 3）求从静止到速度达到最大 的过程，ab棒位移为x，求 此过程回路中产生的热量； 解： 棒ab从静止到运动到速度最大的过程，应用动能定理； F F安 x 二、电磁感应中的动量问题 电磁感应定律中的动力学、功能和动量问题 例1：如图所示，两光滑平行长直金属导轨水平固定放置，导轨间存在竖直向下的匀强磁场。两根相同的金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，处于静止状态。t=0时刻，对cd棒施加水平向右的恒力F，棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计。关于两金属棒刚开始的运动，下列判断正确的是（ ） A、金属棒ab向右做匀加速运动 B、金属棒cd向右做匀加速运动 C、金属棒ab向右做加速度增大的加速运动 D、金属棒cd向右做加速度增大的加速运动 C 例2：如图所示，空间存在一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两根固定的足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l。在导轨上面平放着两根平行的导体棒ab和cd，质量分别是2m和m，电阻分别是R和2R，其余部分电阻可忽略不计。初始时刻cd棒静止，给ab棒一个向右的初速度v0，两棒始终不相碰，求： 1）从开始运动到最终稳定，电路中产生多少电能？ 解： F安ab F安cd I ab减速 cd加速 ab、cd共速，I=0 ab、cd匀速运动； 例2：如图所示，空间存在一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两根固定的足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l。在导轨上面平放着两根平行的导体棒ab和cd，质量分别是2m和m，电阻分别是R和2R，其余部分电阻可忽略不计。初始时刻cd棒静止，给ab棒一个向右的初速度v0，两棒始终不相碰，求： 2）从开始运动到最终稳定，两棒之间的距离减少了多少？ 解： F安cd ab减速 cd加速 ab、cd共速，I=0 ab、cd匀速运动； △x 课时小结： 电磁感应定律中的动力学、功和能问题 课时练习 电磁感应定律中的动力学、功能和动量问题 练1：图甲所示高楼磁力缓降逃生装置原理可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁体固定在一起沿导轨共同下滑，磁体产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁体所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R=1.5×10-5Ω，如图乙所示。一个质量M=100kg的测试者利用该装置从静止开始下滑，测试者所受摩擦力大小为200N，已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg，重力加速度取g=10m/s2。 1）当该测试者的速度为v1=0.78m/s时，加速度a多大？ 解： 乙 甲 练1：图甲所示高楼磁力缓降逃生装置原理可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁体固定在一起沿导轨共同下滑，磁体产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁体所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R=1.5×10-5Ω，如图乙所示。一个质量M=100kg的测试者利用该装置从静止开始下滑，测试者所受摩擦力大小为200N，已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg，重力加速度取g=10m/s2。 2）该测试者的速度最大能达到多大？ 解： 乙 甲 练2： 如图所示，足够长的U形框架宽度是L=0.5m，底端接有一个定值电阻R=2Ω，框架电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°，磁感应强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.1kg、有效电阻r=1Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒横截面的电量为Q=2C，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： 1）导体棒匀速运动的速度大小； 解： 练2： 如图所示，足够长的U形框架宽度是L=0.5m，底端接有一个定值电阻R=2Ω，框架电阻忽略不计，其所在平面与水平面成θ=37°，磁感应强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=0.1kg、有效电阻r=1Ω的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒横截面的电量为Q=2C，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求： 2）导体棒从开始下滑到匀速运动，过程中的有效电阻消耗的电功； 解： 练3：如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，虚线MN右侧区域存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒a、b，垂直导轨放置且保持与导轨接触良好。开始导体棒b静止于与MN相距为x0处，导体棒a以水平速度v0从MN处进入磁场。不计导轨电阻，忽略因电流变化产生的电磁辐射，运动过程中导体棒a、b没有发生碰撞，求： 1）导体棒b中产生的内能； 解： 练3：如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，虚线MN右侧区域存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量均为m、长度均为L、电阻均为R的导体棒a、b，垂直导轨放置且保持与导轨接触良好。开始导体棒b静止于与MN相距为x0处，导体棒a以水平速度v0从MN处进入磁场。不计导轨电阻，忽略因电流变化产生的电磁辐射，运动过程中导体棒a、b没有发生碰撞，求： 2）导体棒a、b间的最小距离； 解： 结束页 B1 谢谢观赏！ $