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1、热点突破： 电磁感应中的能量问题,1.热点透析,2.典例剖析,3.规律方法,4.跟踪训练,第九章 电磁感应,5.真题演练,一、热点透析,1.热点透析,1.电磁感应中的安培力做功涉及的能量转化,2.求解焦耳热Q的三种方法,3解电磁感应现象中的能量问题的一般步骤 (1)确定研究对象(导体棒或回路)； (2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向; (3)画出等效电路，求出回路消耗电功率的表达式； (4)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化； (5)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关系式.,二、典例剖析,2. 典例剖析
2、,【例2】(2015天津理综，11)如图,“凸”字形硬质金属线框质量为m,相邻各边互相垂直,且处于同一竖直平面内,ab边长为l,cd边长为2l,ab与cd平行,间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面。开始时,cd边到磁场上边界的距离为2l,线框由静止释放,从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前,线框做匀速运动,在ef、pq边离开磁场后,ab边离开磁场之前,线框又做匀速运动。 线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线 框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且ab、 cd边保持水平,重力加速度为g。求：,转解析,(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd
3、边刚进入磁场时的几倍； (2)磁场上下边界间的距离H。,转原题,解析 考查电磁感应中的功能关系，本题关键是理解上滑经过磁场的末速度与下滑经过磁场的初速度相等，由切割磁感线的效果差别，得A错B对因过程中有能量损失，上滑平均速度大于下滑平均速度，用时t上t下重力做功两次相同由PW/t可知C错D对 答案 BD,【备选】 如图所示,足够长的光滑斜面上中间虚线区域内有一垂直于斜面向上的匀强磁场，一正方形线框从斜面底端以一定初速度上滑，线框越过虚线进入磁场，最后又回到斜面底端，则下列说法中正确的是( ) A上滑过程线框中产生的焦耳热等于下滑过程线框中产生的焦耳热 B上滑过程线框中产生的焦耳热大于下滑过程线
4、框中产生的焦耳热 C上滑过程线框克服重力做功的平均功率等于下滑过程中重力的平均功率 D上滑过程线框克服重力做功的平均功率大于下滑过程中重力的平均功率,解析显隐,三、规律方法,3.规律方法,分析“双杆模型”问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“主动”杆与“被动”杆之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键,【变式训练2】如图(a)示,斜面倾角为37,一宽为d0.43 m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一长方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行。取斜面底部为零势能面,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机
5、械能E和位移x之间的关系如图(b)所示,图中、均为直线段。已知线框的质量为m0.1 kg，电阻为R0.06 ，重力加速度取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。,转解析,(1)求金属线框与斜面间的动摩擦因数； (2)求金属线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t； (3)求金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生焦耳热的最大功率Pm.,转原题,四、跟踪训练,4.跟踪训练,【跟踪训练】：如图所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线框开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边刚进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L
6、.则线框穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热为( ),A.2mgL B. 2mgLmgH C. 2mgL3mgH/4 D. 2mgL1mgH/4,解析显隐,【跟踪训练】如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程( ) A安培力对ab棒所做的功不相等 B电流所做的功相等 C产生的总内能相等 D通过ab棒的电荷量相等,解析显隐,F安,转 解析,转原题,五、真题演练,5.真题演练,【真题】(2014天津卷，11)如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾
7、角30的斜面上，导轨电阻不计，间距L0.4 m。导轨所在空间被分成区域和，两区域的边界与斜面的交线为MN，中的匀强磁场方向垂直斜面向下，中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B0.5 T。在区域中，将质量m10.1 kg，电阻R10.1 的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域中将质量m20.4 kg，电阻R20.1 的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g10 m/s2，问：,(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。,转解析,转原题,