高中物理电磁感应专题2电磁感应法拉第电磁感应定律的综合应用

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1、第四章　电磁感应同步导学方案课后强化演练专题二　法拉第电磁感应定律的综合应用教材要点解读对应学生用书P19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随时间t变化的图象，即Bt图象、Φt图象、Et图象和It图象(2)对于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随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量应用知识左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁

2、感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等不管是何种类型的图象，电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律进行分析解决.1．电磁感应现象中的能量守恒：能量守恒定律是自然界中的一条基本规律，电磁感应现象当然也不例外．电磁感应现象中，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要阻碍原磁通量的变化；从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍它们的相对运动．电磁感应现象中的“阻碍”正是能量守恒的具体体现，在这种“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能．2．电磁感应现象中的能量转化：(1)

3、与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电路的内能；(2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能．克服安培力做多少功，就产生多少电能．若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电路的内能．电能的三种求解思路(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功．(2)利用能量守恒求解：相应的其他能量的减少量等于产生的电能．(3)利用电路特征求解：通过电路中所消耗的电能来计算．由于通过

4、导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，因此电磁感应问题往往和力学问题综合在一起考查．1．理解电磁感应问题中的两个研究对象及其之间的相互制约关系2．领会力和运动的动态关系3．解决电磁感应现象中的力学问题的思路(1)对电学对象要画好必要的等效电路图．(2)对力学对象要画好必要的受力分析图和过程示意图．(3)电磁感应中切割磁感线的导体要运动，产生的感应电流又要受到安培力的作用．在安培力作用下，导体的运动状态发生变化，这就可能需要应用牛顿运动定律．对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和运动情况的动态分析，导体

5、受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态．要抓住a＝0时，速度v达最大值的特点．解题方法指导对应学生用书P20如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外．abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域．在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行．线框刚进入磁场的位置x＝0，x轴沿水平方向向右．求：(1)c

6、d边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；(3)在图乙中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象．其中U0＝BLv.【方法总结】解决此类问题的一般步骤①明确图象的种类，是Bt图，Φt图、Et图还是It图等；②分析电磁感应的具体过程；③结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数方程；④根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等；⑤画图象或判断图象．矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直．规定磁

7、场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示．若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，图中的it图象正确的是()解析：磁感应强度均匀变化，产生恒定的感应电流，A错误．第1s内，磁场垂直于纸面向里均匀增强，由楞次定律可以判定感应电流方向为逆时针，为负，C错误．同理可判定，第4s内感应电流方向为逆时针，为负，故B错误，D正确．答案：D(2013·吉林一中高二上学期期末)在倾角为θ的两平行光滑长直金属导轨的下端，接有一电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计，有一匀强磁场与两金属导轨平面垂直，方向垂直于导轨

8、平面向上．质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着导轨平面且与棒垂直的恒力F作用下由导轨下端沿导轨匀速上滑，上升高度为h，如图所示．则在此过程中()A．恒力F在数值上等于mgsinθB．恒力F对金属棒ab所做的功等于mghC．恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于电阻R上释放的焦耳热D．恒力F与重力的合力对金属棒ab所做的功等于零【解析】逐项分析如下：故选C.【答案】C选项诊断结论A金属棒ab沿