电磁感应综合应用

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1、高三物理春季班（学生版）教师日期学生课程编号课型复习课题电磁感应综合应用教学目标1、导体棒（线圈）在磁场中运动2、电磁感应结合电路、牛顿定律等综合运用教学重点1、导体棒（线圈）在磁场中运动2、电磁感应结合电路、牛顿定律等综合运用教学安排版块时长（分钟）1知识点回顾52知识点讲解453课堂练习604课堂总结105回家作业40电磁感应综合应用知识点回顾一、法拉第电磁感应定律1、什么是感应电动势、感应电流？感应电动势与感应电流之间的关系？2、法拉笫电磁感应定律内容是什么？磁通量的变化有几种？以及如何公理解?二、导体切割磁感线动力学分析1、导体切割磁感线时感应电动势大小？切

2、割时有效长度的如何计算？2、电磁感应现象中场考的三种模型分析思路是什么？如何去动力学分析？知识点讲解知识点一：电磁感应力学综合问题电磁感应和力学问题的综介，其联系桥梁是磁场对感丿应电流的安培力，因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系，这类问题屮的导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态，故解这类问题时正确进行动态分析，确定最终状态是解题的关键。一、受力情况、运动情况的动态分析思路导体受力运动产牛感应电动势感应电流感应电动势变化T通电导体受安培力->合外力变化-加速度变化~>速度变化-感应电动势变化，周而复始地循环，总至最终达到稳定

3、状态，此时加速度为零，而速度达到最大值，做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速总线运动。二、解决此类问题的基本步骤1、用法拉笫电磁感应定律和楞次定律（包括右手定则）求出感应电动势的大小和方向。2、依据闭合电路欧姆定律，求出电路中的电流。3、分析导体的受力情况（包含安培力，可用左手定则确定安培力的方向）。4、依据牛顿第二定律列出动力学方程或平衡方程，或运动学方程，或能量守恒方程，然后求解。（1）导体的平衡态——静止状态或匀速肓线运动状态。处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析。（2）导体的非平衡态——加速度不为零。处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能

4、关系分析。例1、如图所示，竖直平而内有一半径为厂、电阻为川、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与距离为"、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接,EF之间接有电阻&,已知R、=12R,R2=4R。在MN上方及CQ下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度人小均为3。现有质量为加、电阻不计的导体棒亦，从半圆坏的最高点/处市静止下落，在卜•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，设平行导轨足够长。已知导体棒下落彳时的速度人小为vi，下落到MN处时的速度人小为v2o（1）求导体棒ab从/处F落彳时的加速度大小；（2）若导体棒"进入磁场II后棒屮电

5、流大小始终不变，求磁场I和II这间的距离h和忌上的电功率P2；（3）若将磁场II的CD边界略微下移，导体林ab进入磁场II时的速度大小为力，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为Q,求所加外力F随时间变化的关系式。例2、如图所示，两条间距/=lm的光滑金属导轨制成的斜面和水平面，斜面的屮间川阻值为R=2Q的电阻连接.在水平导轨区域和斜面导轨及其右侧区域内分别冇竖直向下和竖直向上的匀强磁场侏和艮，且5=B2=0.5T.在斜面的顶端两点分别用等长轻质柔软细导线连接〃.〃和cd是质量均为〃尸0.1kg,长度均为lm的两根金属棒，ab棒电阻为门=20,c〃棒电阻

6、为r2=4Q,cd棒置于水平导轨上且与导轨垂肓，金属棒、导线及导轨接触良好.已知Q0时刻起，棒在外力作用下开始水平冋右运动（刃棒始终在水平导轨上运动力〃棒受到F=0.75+0.2t（N）沿水平冋右的力作用，始终处于静止状态R静止时细导线与竖直方向夹角吐37。.导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材e料制成的固定支架.（g=lOm/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）（1）分析并计算说明cd棒在磁场B｛中做何种运动；（2）/=0时刻起，求Is内通过ab棒的电量g；（3）若戶0时刻起，2s内作用在cd棒上外力做功为匹21.33J,贝IJ这段时间内电阻R上产生的

7、焦耳热Qr多大？例3、如图川所示，表面绝缘、倾角0=30啲斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定冇弹性挡板，扌当板垂肓于斜而，并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度Z）=0.40m的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离日）.55m。一个质量沪0.10kg、总电阻/?=0.25Q的单匝矩形闭合金m.abcd,放在斜面的底端，其屮〃边与斜面底边重合，ab边长厶=0.50m。从/=0时亥ij开始，线框在垂直（泌沿斜面向上人小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的〃边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与扌肖板发生碰