電磁感應(yīng)定律作業(yè)課

1、濱城一中高二、物理導(dǎo)學(xué)案人教版選修32No:44編撰人：柴秀芹審定人：毛以華姓名：班級(jí)：組號(hào)：第四章第四節(jié)習(xí)題課法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課法拉第電磁感應(yīng)定律習(xí)題課動(dòng)力學(xué)及能量動(dòng)力學(xué)及能量【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中的安培力參與的導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)及平衡問(wèn)題會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中的安培力參與的導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)及平衡問(wèn)題.2.會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移會(huì)分析計(jì)算電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移3培養(yǎng)學(xué)生分析解決綜合問(wèn)題的能力培養(yǎng)學(xué)生分析

2、解決綜合問(wèn)題的能力教學(xué)重點(diǎn)：力、電綜合問(wèn)題的解法教學(xué)重點(diǎn)：力、電綜合問(wèn)題的解法教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)等電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)等電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，1、利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律及功能關(guān)系研究電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題、利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律及功能關(guān)系研究電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題2、應(yīng)用牛頓第二定律解決導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。、應(yīng)用牛頓第二定律解決導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。探究案探究案探究點(diǎn)一、電磁感應(yīng)

3、中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題探究點(diǎn)一、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題這類(lèi)問(wèn)題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)這類(lèi)問(wèn)題覆蓋面廣，題型也多種多樣；但解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析來(lái)尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度取最大值或最小值的條件等，矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分

4、析或結(jié)合功能關(guān)系分析例1如圖如圖1所示，間距所示，間距l(xiāng)＝0.3m的平行金屬導(dǎo)軌的平行金屬導(dǎo)軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個(gè)豎直面分別固定在兩個(gè)豎直面內(nèi)在水平面內(nèi)在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角區(qū)域內(nèi)和傾角θ＝37的斜面的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝0.4T、方向豎直向上和、方向豎直向上和B2＝1T、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)電阻、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)電阻R＝0.3Ω、質(zhì)

5、量、質(zhì)量m1＝0.1kg、長(zhǎng)為、長(zhǎng)為l的相同導(dǎo)體桿的相同導(dǎo)體桿K、S、Q分別放置在導(dǎo)軌上，分別放置在導(dǎo)軌上，S桿的兩端固定在桿的兩端固定在b1、b2點(diǎn)，點(diǎn)，K、Q桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好一端系于桿可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)且始終接觸良好一端系于K桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌桿中點(diǎn)的輕繩平行于導(dǎo)軌繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m2＝0.05kg的小環(huán)已知小環(huán)以的小環(huán)已知小環(huán)以a＝6ms2的加的加速度沿

6、繩下滑，速度沿繩下滑，K桿保持靜止，桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運(yùn)作用下勻速運(yùn)動(dòng)不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)取動(dòng)不計(jì)導(dǎo)軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長(zhǎng)取g＝10ms2，sin37＝0.6，cos37＝0.8.求：求：聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。(1)小環(huán)所受摩擦力的大小；小環(huán)所受摩擦力的大小；(2)Q桿所受拉力的瞬時(shí)功率桿所受拉力的瞬時(shí)功率針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1如圖所示，電阻為如圖所示，

7、電阻為R，其他電阻均可忽略，，其他電阻均可忽略，ef是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)是一電阻可不計(jì)的水平放置的導(dǎo)體棒，質(zhì)量為體棒，質(zhì)量為m，棒的兩端分別與，棒的兩端分別與ab、cd保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置保持良好接觸，又能沿框架無(wú)摩擦下滑，整個(gè)裝置放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒放在與框架垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒ef從靜止下滑一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)從靜止下滑一段時(shí)間后閉合開(kāi)關(guān)S，則，則S閉合后閉合后()殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆

8、塹籟。A導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ef的加速度可能大于的加速度可能大于gB導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ef的加速度一定小于的加速度一定小于gC導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ef最終速度隨最終速度隨S閉合時(shí)刻的不同而不同閉合時(shí)刻的不同而不同D導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ef的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒的機(jī)械能與回路內(nèi)產(chǎn)生的電能之和一定守恒探究點(diǎn)二探究點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題分析電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題分析1過(guò)程分析過(guò)程分析類(lèi)型類(lèi)型“電—?jiǎng)印姟毙汀皠?dòng)—電—?jiǎng)印毙褪疽鈭D已知已知棒ab長(zhǎng)L，質(zhì)量，質(zhì)

9、量m，電阻，電阻R；導(dǎo)軌光滑；導(dǎo)軌光滑水平，電阻不計(jì)水平，電阻不計(jì)棒ab長(zhǎng)L，質(zhì)量，質(zhì)量m，電阻，電阻R；導(dǎo)；導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì)軌光滑，電阻不計(jì)分析S閉合，棒閉合，棒ab受安培力受安培力F＝BIL＝BLER，此時(shí)，此時(shí)a＝，棒，棒ab速度速度v↑→感應(yīng)電感應(yīng)電BLEmR動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)BLv↑→電流電流I↓→安培力安培力F＝BIL↓→加速度加速度a↓，當(dāng)安培力，當(dāng)安培力F＝0時(shí)，時(shí)，a＝0，v最大，最后勻速最大，最后勻速棒ab釋放后下滑，此時(shí)釋

10、放后下滑，此時(shí)a＝gsinα，棒，棒ab速度速度v↑→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv↑→電流電流I＝↑→安培力安培力FER＝BIL↑→加速度加速度a↓，當(dāng)安培力，當(dāng)安培力F＝mgsinα?xí)r，時(shí)，a＝0，v最大，最最大，最后勻速后勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)形式形式變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)最終最終狀態(tài)狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)vm＝EBL勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)vm＝mgRsinαB2L2濱城一中高二、物理導(dǎo)學(xué)案人教版選修32No:44編撰人：柴秀芹審

11、定人：毛以華姓名：班級(jí)：組號(hào)：第四章第四節(jié)習(xí)題課針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練4.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒向下，金屬棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩金屬棒與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦滑動(dòng)，兩金屬棒ab、cd的質(zhì)的質(zhì)量之比為量之比為2∶1.用一沿導(dǎo)軌方向的恒力用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F水平向右拉金屬

12、棒水平向右拉金屬棒cd，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間以后，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間以后()預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。A金屬棒金屬棒ab、cd都做勻速運(yùn)動(dòng)都做勻速運(yùn)動(dòng)B金屬棒金屬棒ab上的電流方向是由上的電流方向是由b向aC金屬棒金屬棒cd所受安培力的大小等于所受安培力的大小等于2F3D兩金屬棒間距離保持不變兩金屬棒間距離保持不變訓(xùn)練案訓(xùn)練案電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量問(wèn)題1如圖如圖7所示，所示，MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌

13、，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為電阻不計(jì)有一垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為，寬度為L(zhǎng)，ab是一根是一根不但與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開(kāi)始，將開(kāi)關(guān)不但與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿開(kāi)始，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓斷開(kāi)，讓ab由靜止由靜止開(kāi)始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將開(kāi)始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將S閉合，若從閉合

14、，若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，則金屬閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，則金屬滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。桿ab的速度的速度v隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象可能是變化的圖象可能是()2.如圖如圖9所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)的所示，水平固定放置的足夠長(zhǎng)的U形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌形金屬導(dǎo)軌處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在導(dǎo)軌上放著金屬棒上放著金屬棒ab，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)始時(shí)ab棒以水平初速度棒以水平初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上，就導(dǎo)軌光滑向右運(yùn)動(dòng)，最后靜止在導(dǎo)軌上

15、，就導(dǎo)軌光滑和導(dǎo)軌粗糙的兩種情況相比較，這個(gè)過(guò)程和導(dǎo)軌粗糙的兩種情況相比較，這個(gè)過(guò)程()鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。A安培力對(duì)安培力對(duì)ab棒所做的功不相等棒所做的功不相等B電流所做的功相等電流所做的功相等C產(chǎn)生的總內(nèi)能相等產(chǎn)生的總內(nèi)能相等D通過(guò)通過(guò)ab棒的電荷量相等棒的電荷量相等3.如圖如圖10所示，在水平桌面上放置兩條相距所示，在水平桌面上放置兩條相距L的平行且無(wú)限長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌的平行且無(wú)限長(zhǎng)的粗糙金屬導(dǎo)軌ab和cd，阻，阻值為值為R的電

16、阻與導(dǎo)軌的的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連，其余電路電阻不計(jì)，金屬滑桿端相連，其余電路電阻不計(jì)，金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為導(dǎo)軌上滑動(dòng)整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.滑桿的滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過(guò)固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為中點(diǎn)系一不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩繞過(guò)固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為m的物塊相連，的物

17、塊相連，繩處于拉直狀態(tài)，現(xiàn)若從靜止開(kāi)始釋放物塊，用繩處于拉直狀態(tài)，現(xiàn)若從靜止開(kāi)始釋放物塊，用I表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，表示穩(wěn)定后回路中的感應(yīng)電流，g表示重力表示重力加速度，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為加速度，設(shè)滑桿在運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為Ff，則在物體下落過(guò)程中，則在物體下落過(guò)程中()擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。A物體的最終速度物體的最終速度22(mg)RfFBL?B物體的最終速度物體的最終速度2fIRmgF?C穩(wěn)定后物體重力的功率穩(wěn)定后物體重

18、力的功率I2RD物體重力的最大功率可能為物體重力的最大功率可能為f22(mgF)RmgBL?4.如圖如圖6所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行固定在傾角平行固定在傾角θ＝37的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距L＝1m，導(dǎo)軌的電阻可忽略，導(dǎo)軌的電阻可忽略M、P兩點(diǎn)間接有阻值為兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻一根質(zhì)量的電阻一根質(zhì)量m＝1kg、電阻、電阻r＝0.2Ω的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿a

19、b放在放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直斜面向下自圖示位置起，桿方向垂直斜面向下自圖示位置起，桿ab受到大小為受到大小為F＝0.5v＋2(式中式中v為桿為桿ab運(yùn)動(dòng)的速運(yùn)動(dòng)的速度，力度，力F的單位為的單位為N)、方向平行導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得通過(guò)電、方向平行導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力作用，由

20、靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，測(cè)得通過(guò)電阻R的電流隨時(shí)間均勻增大的電流隨時(shí)間均勻增大g取10ms2，sin37＝0.6.贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。(1)試判斷金屬桿試判斷金屬桿ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做何種運(yùn)動(dòng)(2)求電阻求電阻R的阻值；的阻值；(3)求金屬桿求金屬桿ab自靜止開(kāi)始下滑通過(guò)位移自靜止開(kāi)始下滑通過(guò)位移x＝1m所需的時(shí)間所需的時(shí)間t.6.如圖所示，如圖所示，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成

21、θ角固定，軌間距為角固定，軌間距為d.空間存在空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.P、M間所接電阻阻值為間所接電阻阻值為R.質(zhì)量質(zhì)量為m的金屬桿的金屬桿ab水平放置在軌道上，其有效電阻為水平放置在軌道上，其有效電阻為r.現(xiàn)從靜止釋放現(xiàn)從靜止釋放ab，當(dāng)它沿軌道下滑距，當(dāng)它沿軌道下滑距離s時(shí)，達(dá)到最大速度若軌道足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，重力加速度為時(shí)，達(dá)到最大速度若軌道足