《电磁感应定律的综合应用》课件边秀

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1、电磁感应定律的综合应用电磁感应与力学问题的综合，其联系的桥梁是磁场对感应电流的．在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势，该导体或回路相当于，其余部分相当于．无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其他形式的能量，转化为回路中的．这个过程不仅体现了能量的转化，而且转化过程中能量．安培力电源外电路电能守恒(即时巩固解析为教师用书独有)考点一电磁感应中的电路问题1．求解电磁感应中电路问题的关键求解电磁感应中电路问题的关键是分析清楚内电路和外电路．“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻相

2、当于内电阻，而其余部分的电路则是外电路．(2)电源内电路的电压降：Ur＝Ir，r是发生电磁感应现象的导体上的电阻(解题中常常涉及r的稳定性)．(3)电源的路端电压U：U＝IR＝E－Ur＝E－Ir(R是外电路的电阻)．3．解决此类问题的基本步骤(1)用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势方向．(2)画等效电路：感应电流的方向是电源内部电流的方向．(3)运用闭合电路欧姆定律，结合串、并联电路规律以及电功率计算公式等各关系式联立求解．【技巧提示】某电阻两端的电压、路端电压和电动势三者的区别：(1)某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘

3、积．(2)某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内压．当其电阻不计时，路端电压等于电源电动势．(3)某段导体作为电源，断路时电压等于电动势．【案例1】(2010·福建理综)如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻．导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触．斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场．现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止．当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再

4、向下滑动，此时b棒已滑离导轨．当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动．已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计．求：(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度Ia与定值电阻R中的电流强度IR之比；(2)a棒质量ma；(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.【解析】(1)a棒沿导轨向上运动时，a棒、b棒及电阻R中的电流分别为Ia、Ib、IR，有IRR＝IbRb，①Ia＝IR＋Ib，②(2)由于a棒在PQ上方滑动过程中机械能守恒，因而a棒在磁场中向上滑动的速度大小v1与在磁场中向下滑动的速度大小v2

5、相等，即v1＝v2＝v.④设磁场的磁感应强度为B，导体棒长为L.a棒在磁场中运动时产生的感应电动势为E＝BLv，⑤【即时巩固1】(2008·广东高考)如图(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3m，导轨左端连接R＝0.6Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B＝0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D＝0.2m，细金属棒A1和A2用长为2D＝0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r＝0.3Ω，导轨电阻不计．使金属棒以恒定速度v＝1.0m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场(t＝0)到A2离开磁场的时间内，不同时间

6、段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出．在t1～t2(0.2～0.4s)内：E＝0，I2＝0.在t2～t3(0.4～0.6s)内，同理：I3＝0.12A.t3～t4(0.6～0.8s)内：E＝0，I4＝0.不同时间段通过电阻R的电流强度在图中是4段水平线．【答案】见解析考点二电磁感应与力学综合问题中运动的动态结构和能量转化特点1．运动的动态结构2．能量转化特点3．安培力在不同情况下的作用(1)若磁场不动，导体做切割磁感线的运动，导体所受安培力与导体运动方向相反，此即电磁阻尼．在这种情况下，安培力对导体做负功，即导体克服安培力做功，将机械能转化为电能，进而转化为焦耳热．(2)若导

7、体开始时静止，磁场(磁体)运动，由于导体相对磁场向相反方向做切割磁感线运动而产生感应电流，进而受到安培力作用，这时安培力成为导体运动的动力，此即电磁驱动．在这种情况下，安培力做正功，电能转化为导体的机械能．【技巧提示】在利用能量的转化和守恒解决电磁感应中的问题时，要分析安培力的做功情况，即安培力在导体运动过程中是做正功还是做负功．另外，参与能量转化的能量形式要考虑周全，哪些能量增加哪些能量减少也要考虑准确．4．电磁感应综合问题中的两个研究对象及其相互制约关系【技巧提示