电磁感应综合问题

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1、电磁感应综合问题电磁感应综合问题，不仅涉及电学多个知识的综合，还常和力学知识相联系，能够考查学生的理解能力、分析综合能力。是历年高考考查的热点、重点，题型有选择题也有解答题。所以，本专题在考前应重点强化复习。知识结构：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。可以和闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、楞次定律、左右手定则等知识结合，判断电动势和电流大小方向等问题。2． 电磁感应和力学知识综合应用。可以和力学中的牛顿定律、动量知识结合，判断有关导体棒，线圈速度加速度变化情况。3． 电磁感应和能量转化结合。判断外力做功情况、电路产热情况以

2、及导体棒或线圈动能变化情况。重点提示：1． 要注意基本规律的理解。本单元涉及的内容综合性强，但深刻理解基本概念和规律是解决综合问题的基础。（1）要注意感应电动势的大小和磁通量的变化率成正比，与磁通量的大小无关。（2）要注意E=和E=BLv和联系和区别。（3）要注意左手定则和右手定则的区别。（4）要深刻理解楞次定律。理解阻碍含义。阻碍并不是相反，阻碍也不是阻止。增反减同，来拒去留。对线框导体棒在磁场中运动问题要弄清楚哪部分相当于电源，知道电源内部电流是从负极到正极，根据这点判断导体的哪端相当于电源正极。2． 电磁感应与力和运动结合的问题，研究方法与力学相同。首先明

3、确研究对象，搞清物理过程，正确地进行受力分析。导体棒在磁场中运动问题是个重点。对导体棒和线框在磁场中运动时受力情况、运动情况的动态分析，思考方向是：导体受力运动产生感应电动势------感应电流---------导体受安培力-------阻碍导体相对运动-------合外力变化---------加速度变化-------速度变化---------感应电动势变化第6页共6页……，当加速度等于零，导体达到稳定运动状态，速度达到最大。3．电磁感应现象中，产生的电能是其他形式的能转化来的，外力克服安培力做多少功，就有多少电能产生．从能量转化和守恒的观点看，楞次定律是能量守

4、恒定律在电磁感应现象中的具体表现，电磁感应现象是能量守恒定律的重要例证，也是解决一些电磁感应问题的重要方法，从能量守恒和转化方面分析电磁感应问题往往可以使问题变的简单，在复习中应注意应用．典型例题例1．如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线MON，∠MON=α。在它上面搁置另一根与ON垂直的同样规格的导线PQ，PQ紧贴MO、ON并以平行于ON的速度V，从顶角O开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为R0，磁感强度为B，求回路中的感应电流随时间变化的关系。解答：总结：本题的关键是弄清楚瞬时电动势与平均电动势的区别。例2．（2004北京理综23

5、题18分）如图1所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由b向a方向看到的装置如图2所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的

6、速度最大值。第6页共6页解：（1）如图所示：重力mg，竖直向下；支撑力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上（2）当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv，此时电路电流 总结：解决电磁感应和力学综合题，同样要认真分析运动过程，分析受力情况，在该题中要特别注意各量的制约关系。例3．（2004全国理综24题，）图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1  y1与x2  y

7、2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为和m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。第6页共6页解：设杆向上的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁通量也减少。由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势的大小例4：如图，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d=50cm、磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场。边长为l=10cm的正方形线圈，质量为m

8、=100g，电阻为R=0