电磁感应规律及综合应用.pptVIP

2 【答案】 如图9-3-4所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R的固定电阻，两导轨所决定的平面与水平面成30°角。今将一质量为m、长为l的导体棒ab垂直放于导轨上，并使其由静止开始下滑。已知导体棒电阻为r，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度为B。求导体棒最终下滑的速度及电阻R最终发热功率分别为多少？ 图9-3-4 【例3】如图9-3-5所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。已知导体棒下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。 (1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小； (2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的 距离h和R2上的电功率P2； (3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚 进入磁场Ⅱ时速度大小为v3，要使其在外力F作用下 做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F 随时间变化的关系式。 【答案】 热点三 电磁感应中的能量问题 * * 一、电磁感应中的几类问题 1．电路问题：电磁感应现象中产生感应电动势的部分相当 于 ，对外供电，在供电过程中遵从电路中的一切 规律． 2．力学问题：发生电磁感应的电路，由于导体中有感应电 流通过，会使导体受到 作用．这类问题除遵从电 磁感应规律、电路规律外，还遵从力学规律． 3．能量守恒问题：发生电磁感应的电路中，由于部分导体所 受 做功，从而使能量形式发生转化，此类问题遵 从能量守恒规律． 电源 安培力 安培力 二、电磁感应图象问题 图象 类型 (1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随 变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象． (2)对于导体切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈 变化的图象，即E－x图象和I－x图象. 问题 类型 (1)由给定的 过程选出或画出正确的图象． (2)由给定的有关图象分析 过程，求解相应的物理量. 时间 位移 电磁感应 电磁感应 应用 知识 左手定则、安培定则、 、 、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等. 注意 事项 (1)电磁感应中的图象定性或定量地表示出所研究问题的函数关系． (2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过物理量的正负来反映． (3)画图象要注意纵、横坐标的单位长度定义或表达. 楞次定律 法拉第电磁感应定 律 图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键． 1．图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞次定律或右手定则、安培定则和左手定则，还有与之相关的电路知识和 力学知识等． 2．图象问题的特点：考查方式比较灵活，有时根据电磁感应现象发生的过程，确定图象的正确与否，有时依据不同的 图象进行综合计算． 3．解题关键：弄清初始条件，正、负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解决问题的关键． 4．解决图象问题的一般步骤 (1)明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者E－t图、 I－t图等． (2)分析电磁感应的具体过程． 在B－t图象中，其斜率k＝ 表示磁感应强度的变化快慢；在Φ－t图象中，其斜率k＝ 表示磁通量的变化快慢，也表示单匝线圈上产生的感应电动势． 4．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的关系如图9－3－4所示，则(　　) A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大 B．在t＝1×10－2 s时刻， 感应电动势最大 C．在t＝2×10－2 s时刻， 感应电动势为零 D．在0～2×10－2 s时间内， 线圈中感应电动势的平均值为零 图9－3－4 BC 如图9－3