高二物理 電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用7導(dǎo)學(xué)案

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111 課題 楞次定律的應(yīng)用 課型 l 如圖12－1－10所示，一閉合的金屬環(huán)從靜止開(kāi)始由高處下落通過(guò)條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計(jì)，則在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ） 實(shí)際問(wèn)題模型化 l 在光滑水平面上固定一個(gè)通電線圈，如圖所示，一鋁塊正由左向右滑動(dòng)穿過(guò)線圈，那么下面正確的判斷是（　?。? A.接近線圈時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)時(shí)做減速運(yùn)動(dòng) B.接近和離開(kāi)線圈時(shí)都做減速運(yùn)動(dòng) C.一直在做勻速運(yùn)動(dòng) D.在線圈中運(yùn)動(dòng)時(shí)是勻速的 解析:把鋁塊看成由無(wú)數(shù)多片橫向的鋁片疊成，每一鋁片又由可看成若干閉合鋁片框組成；如圖。當(dāng)它接近或離開(kāi)通電線圈時(shí)，由于穿過(guò)每個(gè)鋁片框的磁通量發(fā)生變化，所以在每個(gè)閉合的鋁片框內(nèi)都要產(chǎn)生感應(yīng)電流。．產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是它接近或離開(kāi)通電線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電流的效果是要阻礙它接近或離開(kāi)通電線圈，所以在它接近或離開(kāi)時(shí)都要作減速運(yùn)動(dòng)，所以A,C錯(cuò)，B正確。由于通電線圈內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所以鋁塊在通電線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故作勻速運(yùn)動(dòng),D正確。故答案為BD. l 課后練習(xí)7，圓盤(pán)發(fā)電機(jī) l 柱形磁鐵在塑料管內(nèi)下落情況與在金屬管內(nèi)下落情況對(duì)比。 2、力學(xué)與電磁磁應(yīng)的綜合應(yīng)用 解決這類問(wèn)題一般分兩條途徑:一是注意導(dǎo)體或運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析;二是從動(dòng)量和功能方面分析,由有關(guān)的規(guī)律進(jìn)行求解 h B 【例14】如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，整個(gè)裝置處在磁場(chǎng)中，設(shè)閉合環(huán)初速為零，摩擦不計(jì)，則 A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度等于h C、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度小于h。 D、若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾的高度大于h。 解析：若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，無(wú)電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生．根據(jù)機(jī)械能守恒，環(huán)滾的高度等于h；若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下時(shí)，有電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生，而產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原因是環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象所產(chǎn)生的結(jié)果是阻礙環(huán)的運(yùn)動(dòng)，所以環(huán)上升的高度小于h，故本題正確答案為B、C 【例15】如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長(zhǎng)的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有足夠長(zhǎng)的光滑絕緣桿MN，上掛一光滑鋁環(huán)A,在弧形軌道上高為h的地方無(wú)初速度釋放磁鐵B（可視為質(zhì)點(diǎn)），B下滑至水平軌道時(shí)恰好沿A的中心軸線運(yùn)動(dòng)，設(shè)A,B的質(zhì)量為MA.MB，求A獲得的最大速度和全過(guò)程中A獲得的電能．（忽略B沿弧形軌道下滑時(shí)環(huán)A中產(chǎn)生的感應(yīng)電流） 解析：由B下落時(shí)只有重力做功可求得B滑至水平軌道的速度值,B沿A環(huán)軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),A內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，與B產(chǎn)生相互作用，進(jìn)入時(shí)相互排斥，故vB減小，vA增大，B的中點(diǎn)過(guò)A環(huán)后，AB相互吸引，vB仍減小，vA增大；當(dāng)兩者相對(duì)靜止時(shí)，相互作用消失，此時(shí)vA=vB,A其有最大速度．全過(guò)程能量守恒,B初態(tài)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為AB的動(dòng)能和A獲得的電能． 設(shè)B滑至水平軌道的速度為V1，由于B的機(jī)械能守恒，有MBgh=MB V12 所以 設(shè)AB最后的共同速度為V2，由于軌道鋁環(huán)和桿均光滑，對(duì)系統(tǒng)有： MBv1=(MA＋MB）v2 所以 V2即為所求的A獲得的最大速度．又根據(jù)能量守恒有：MBgh=(MA＋MB）v22＋E電 所以 B I 111