考纲要求
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考纲要求. ① 楞次定律 感应电流具有这样的方向, 总要阻碍引起感应电流的 。 ② 右手定则 —— 导体切割磁感线. 一、知识回顾:. 1 、 感应电流的方向. 感应电流的磁场. 磁通量的变化. 2 、法拉第电磁感应定律. 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 , 即 E=n ( Δφ/Δt ). ① 磁场变化引起: E = n ( ΔΒ/Δt ) S. ② 导体切割磁感线引起: E=Blvsinθ. 二、基本思路.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

楞次定律

感应电流具有这样的方向, 总要阻碍引起感应电流的 。

②右手定则——导体切割磁感线

一、知识回顾:

1、感应电流的方向

感应电流的磁场

磁通量的变化

2、法拉第电磁感应定律

电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即E=n (Δφ/Δt)

①磁场变化引起:E=n(ΔΒ/Δt)S

②导体切割磁感线引起:E=Blvsinθ


二、基本思路

电磁学中的有关规律,如楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、左手定则、右手定则、安培力的计算公式等

电磁学规律

I

F安

E

力学中的有关规律,如物体的平衡条件、牛顿运动定律、功与功率的概念、动能定理、能量守恒定律等

a

v

F合

力学规律

“牛”

“楞”

“法”

“欧”

“安”


水平面上两根足够长的金属导轨MNPQ平行固定放置,间距为l,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m、电阻为r的金属棒ab,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下,如图所示。金属棒ab始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦。

⑴开始时磁感强度为B0 ,且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k( k>0),若保持棒静止,求t=t1秒时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?


⑴开始时磁感强度为B0 ,且MabP构成边长为l的正方形。若从t=0时刻起,磁感强度均匀增加,每秒增量为k ( k>0),若保持棒静止,求t=t1秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大?

感应电动势

感应电流

F

t=t1秒时,

由平衡条件:

FA

m

r

l

R

B


⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab,使之由静止沿导轨向右做直线运动。求:

①金属棒ab达到的稳定速度v1为多大?

②当金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度,此过程电阻R上产生焦耳热Q1为多大?

③由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量q1为多大?

m

l

m

l

r

r

R

R

B


棒的速度稳定时,对棒由平衡条件得:

v1

t1

v

t

FA

⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab,使之由静止沿导轨向右做直线运动。求:

①金属棒ab达到的稳定速度v1为多大?

m

l

r

R

B

小结:中学阶段常见的几种稳定状态有:

;;。

匀加速(匀减速)直线运动

匀速直线运动

静止


小结:功能分析:求

FA

⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab,使之由静止沿导轨向右做直线运动。求:

②当金属棒ab沿导轨运动距离为s时获得稳定速度,此过程电阻R上产生焦耳热Q1为多大?

②对棒由静止达v1过程中列动能定理:

m

l

r

R

B

能量守恒定律或动能定理

系统的电能

强调:安培力做负功,将其它形式能量转化为 。


s

小结:电量分析:求

⑵现用一恒力F沿轨道方向拉金属棒ab,使之由静止沿导轨向右做直线运动。求:

③由静止运动距离s的过程中流过金属棒ab的电量q1为多大?

m

l

r

R

B

s


f

FA

思考: ①当改变恒力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会改变,若棒与导轨间不光滑,有摩擦,你能大致地画出v-F的关系图吗?

由v-F的关系图线的横截距可求得什么物理量?

m

l

r

R

B

f

直线的横截距表示金属棒ab受到的滑动摩擦力f ,由截距可求得滑动摩擦力f(或动摩擦因数为μ)


思考: ②若外力的功率恒定为P,金属棒ab达到的稳定速度v2为多大?

FA

速度稳定时对棒由平衡条件:

m

l

r

R

B


FA

思考: ③ 若在外力作用下,金属棒ab由静止开始以加速度a作匀加速直线运动,并开始计时。求t秒末外力的功率P为多大?

m

l

r

R

B

反过来若题中给出 F=kt+C的图线

可知截距表示什么?


(3) 若当金属棒ab运动到某位置x0时撤去外力,并以P为坐标原点O,PQ方向为x轴正方向建立坐标系。设法让金属棒从x0处以v0的初速度沿x轴负方向做加速度大小为a的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用,且aMPb部分的总电阻随金属棒的位置而变化。求:

①金属棒ab运动s时回路产生的焦耳热Q;

②导轨中aMPb部分的总电阻Rz随金属棒ab的位置x变化的函数关系;

③金属棒ab沿x轴负方向运动时间t过程中通过ab的电量q。

匀减速直线运动

m

l

r

B

a


金属棒仅受安培力作用,其大小FA=ma,

回路产生的焦耳热等于克服安培力做的功,Q=FAs= mas

FA

而:

由于棒做匀减速运动,

m

l

r

B

a


本节课以水平放置在 “ ”导轨上的单棒为研究对象,讨论了静止、变加速、匀加速、匀减速过程中力与能量问题。

“会聚式网络建构”电磁感应问题————水平单棒

2004·上海·23

(2)外力为恒力F

(2)外力的功率恒定为P

(1)保持静止而磁场变化

2000·上海·23

2007·上海·23

(3)外力均匀变化,以a作匀加速

(4)撤去外力以a匀减速

2010·上海·32

2009·上海·24


其实 ”导轨上的单棒为研究对象,讨论了不管电磁感应的题目类型怎么多、综合性怎么强、与前面的知识联系怎么多,也不管是分析力与运动关系问题,还是分析功能关系问题,解决问题关键:有两点值得强调: (1)a、v、s的变化过程分析;(2)最终稳定状态分析。