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选修3-2 第四章电磁感应问题的综合分析专题(1) 编制人：郭脉波 审核人： 郭脉波 日期：2014.12 【学习目标】 1．探究?电磁感应和电学知识综合应用。 2．探究电磁感应和力学知识综合应用。 　　3．探究电磁感应和能量转化结合应用。 【重点难点】 重点、难点：电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用 【使用说明、方法指导】 本专题涉及到的问题有以下几种类型： 1．?电磁感应和电学知识综合应用。 ?电磁感应和力学知识综合应用。 3．?电磁感应和能量转化结合。 预学案（自主） 【预习回答】 1．法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与 ，其数学表达式E = ．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率。磁通量的符号是 ，磁通量的变化量的符号为 ，磁通量的变化率的符号是 。 ．导体棒做切割磁感线时，感应电动势的大小与 B成正比，与 L 成正比，与 成正比，与θ 成正比。 表达式为E= 。 其特例为E= 。．电磁感应现象仍然遵循能量守恒定律， 能转化 能。 导体切割磁感线发生电磁感应现象 能向 的转化， 能，其能量关系W安=ΔE机=E电=Q。 在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路 就相当于电源。将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在电路中形成电流。因此电磁感应问题往往跟电路问题联系在一起，这类问题通常需要综合应用闭合电路欧姆定律。 例1、如图所示，长为L、电阻r＝0.3Ω、m＝0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R＝0.5Ω的电阻，量程为0～3.0A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力F使金属棒右移。当金属棒以v＝2m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问： ⑴此满偏的电表是哪个表？说明理由。 ⑵拉动金属棒的外力F多大？ ? 归纳总结:电路问题 1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用或求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 2、分析电路结构，画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等 跟踪训练1、如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小； ⑵拉力的功率P； ⑶拉力做的功W； ⑷线圈中产生的电热Q ；⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。 【学习任务二】电磁感应中的动力学问题 例2、如图所示，AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨的 AC端连接一个阻值为 R的电阻，一根质量为m、垂直于导轨放置的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求此过程中ab棒的最大速度。已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻都不计。 归纳总结:这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是： 跟踪训练2、如图所示，竖直放置的U形导轨宽为L，上端串有电阻R（其余导体部分的电阻都忽略不计）。磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒ab的质量为m，与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后ab保持水平而下滑。试求ab下滑的最大速度vm 【学习任务三】电磁感应中的能量守恒 例3、 如图所示，矩形线圈abcd质量为m，宽为d，在竖直平面内由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平，宽度也为d，线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？ 归纳总结:只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 跟踪训练3、(2013·威海模拟)如图所示，正方形导线框abcd，每边长为L，ab边的质量为m，且质量分布均匀，其