54电磁感应定律的综合应用

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1、确定电源R’r感应-电流第54课时电磁感应定律的综合应用【考点要求】:1.掌握电磁感应中的电路问题、图象问题、力学问题和能量转换问题.2.结合牛顿定律分析电磁感应屮动态问题【课前知识梳理】:一、电磁感应中的力学问题：电磁感应中产牛.的感应电流在磁场中将受到安培力的作川，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动惜况。解决这类电磁感应现象中的力学综合题，要将电磁学、力学中的有关知识综合起来应用。F=B1L运动导体A所受的安一培力曹运动状向关系"变化£"/厶厶g讪奠—态分析V—情况V—"卜力二、电磁感应中的能量问题1.电磁感应现彖的实质是能量转

2、化与守恒。电磁感应过程中导体(或线圈)克服安培力做功，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。同理，安培力做了多少功，就冇多少电能转化为其他形式的能。2.电磁感应中能量部分问题分析思路：(1).利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功.(2).利川能量守恒求解：开始的机械能总和与最示的机械能总和之差等于产生的电能.(3).利用电路特征來求解：通过电路中所产生的电能来计算.三、电磁感应电路问题的理解和分类：1.—•般问题分类：(1)•确定等效电源的匸负极，感应电流的方向，电势高低，电容器极板带电性

3、质等问题.(2).根据闭合电路求解电路中的总电阻、路端电压、电功率的问题.(3).根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：E=,I=,q=o2.解决电磁感应电路问题的基本步骤(1).用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向：感应电流方向是电源内部电流的方向。(2).根据“等效电源”和电路屮其他各元件的连接方式画出等效电路。(3).根据E=BLv或£*=/?坐，结合闭合电A/路欧姆定律，串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解。四、电磁感应图彖问题分析：1•图象问题可以综合法拉第电磁感应定律、楞

4、次定律或右手定则、安培定则和左手定则,还有相关的电路知识和力学知识等.2.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，进岀磁场的转折点是解决问题的关键.3.解决图象问题的一般步骤：(1).明确图象的种类，即是/图还是O-f图，或者E—/图、/—/图等.(2).分析电磁感应的具体过程.【课前热身】：1.如图所示，竖直而内的虚线上方是一匀强磁场从虚线下方竖直上抛・・・〃・・一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又□卜落回到原处，运动过程中线圈平面保持在竖直而内，不计空气阻力.贝IJ()A.上升过程克服磁场力

5、做的功等于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中垂力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率人于导线框从水平位置由静止释放，不计摩卜•降过程山重力的平均功率1.如图，匀强磁场竖直向下,磁感应强度为BO有i边长为厶的正方形导线框abed,匝数为N,可绕边转动，导线框总质量为皿总电阻为7?.现将擦,转到竖直位置时动能为久，贝恠此过程屮流过导线某一截面的电罐为，导线框中产生热量为间/变化的关系图线如图（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为/o和3）.导

6、线的电阻不计。求0至巾时间内（1）通过电阻川上的电流大小和方向；（2）通过电阻&上的电量q及电阻&上产生的热量。2.如图所示，固定在同一水平曲内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为人的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为加（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨Z间的动摩擦因数为"。现杆在水平向左、垂肓于杆的怛力F作用下从静止开始沿导轨运动距离厶时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆【自主学习成果展示交流】:接入电路的电阻为厂，导轨电阻不

7、计，重力加速度大小为g。则此过程（）A.杆的速度最大值为B2d2B.流过电阻R的电量为BdlR+rC.恒力F做的功与摩擦力做的功Z和等于杆动能的变化量D.恒力F做的功与安倍力做的功Z和大于杆动能的变化量3.如图（a）所示，一个电阻值为7?,匝数为n的圆形金属线为阻值为2R的电阻&连结成闭合回路。线圈的半径为门.在线圈中半径为◎的関形区域存在垂直于线圈平而向里的匀强磁场，磁感应强度B随时【课堂互动导学】：1.如图所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为A=1.0m,导轨平面与水平面间的夹角为30°，磁感应强度为B的匀强磁

8、场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为7?=3.0Q的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量"0.20kg,电阻r=0.50Q,重物的质量M