2018届高考物理三轮冲刺导学案：电磁感应中的力学问题及能量问题（含解析）

学科网(ZXXK.COM) 全国最大的教学资源门户网站！ 三轮冲刺导学案--电磁感应中的力学问题及能量问题 考点剖析 一、电磁感应中的力学问题 1．题型特点：电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律等。要将电磁学和力学的知识综合起来应用。 2．解题方法： （1）选择研究对象，即哪一根导体棒或几根导体棒组成的系统； （2）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； （3）求回路中的电流大小； （4）分析其受力情况； （5）分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律； （6）运用物理规律列方程求解。 解电磁感应中的力学问题，要抓好受力情况、运动情况的动态分析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定状态。 3．安培力的方向判断 3．电磁感应问题中两大研究对象及其相互制约关系： 二、电磁感应中的能量问题 1．题型特点：电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式能的过程，外力克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程。 2．求解思路 （1）若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W=UIt或Q=I2Rt直接进行计算； （2）若电流变化，则：①利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解，若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能。解题思路如下： a．用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向； b．画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式； c．分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。 典例精析 1、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与