鲁教版高中物理选修3-2第2讲：电磁感应规律的综合问题（教师版）

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1、电磁感应规律的综合问题b大脑体操）蜒作业完成情况）&教学目标）1、熟练处理电磁感应中的电路问题和图像问题。2、熟练处理电磁感应现象中的动力学问题和能量问题。，也趣味引入）頁*知识梳理）电磁感应中的电路问题电磁感应中的图像问题图像类型（1）随时间t变化的图像，如B-t图像、O-t图像、E-t图像利T-t图像（2）随位移x变化的图像，如E-x图像和l-x图像问题问题类型（1）由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像（2）由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量（用图像）应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感

2、应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图像等知识电磁感应现象中的动力学问题1•安培力的大小安培力公式：F二BIL感应电动势：E二BLV感应电流：I二E/R2.安培力的方向（1）先用右手判定感应电流方向，再用左手判定安培力方向。（2）根据楞次定律，安培力的方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。电磁感应现象中的能量问题1.电磁感应现彖的实质是其他形式的能和电能之间的转化。2.感应电流在磁场屮受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其他形式的能。3.电流做功产生的热量与安培力做功相等。电磁感应中的动力学问

3、题1.导体的两种运动状态（1）导体的平衡状态一一静止状态或匀速直线运动状态。（2）导体的非平衡状态一一加速度不为零。2.处理方法根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析3.导体的运动分析流程&体严动泸咚些坐（感应电动势忙羞當黑（感应严流J

4、阻碍（安培力厂｝磁场对电流的作用爲特色讲解）题目类型一：电磁感应中的电路问题例1、某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角a均为扌兀磁场均沿半径方向。匝数为7的矩形线圈abed的边长ab=cd=/>bc=ad二2/。线圈以角速度（Q绕中心轴匀速转动

5、，be和ad边同时进入磁场。在磁场屮，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。求：（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小圧；（2）线圈切割磁感线时，be边所受安培力的人小F；（3）外接电阻上电流的有效值I。解析：⑴be、ad边的运动速度V芈感应电动势心杯解得⑵电流I安培力F二2NBIJ解得f=4NB/dmR+rR+r⑶一个周期内，通电时间U兰TR上消耗的电=I2Rt且W=I2RT,解得w=l2Rt9inm答案:(l)2NB/o4N'B讥)R+r4NB/12co3(R+r)

6、题目类型二:电磁感应的图像问题例2、将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平而（纸面）内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场I中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场II,以向里为磁场II的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是（）A根据图乙可知，在0〜T/2时间内，先是向里的磁通量均匀减小，然后向外的磁通量均匀增加，根据法拉第电磁感应定律E=字=学S和楞次定律可知，这段时间内感应电流恒定不变，感应电流方AtAt向rtlb向a,由左

7、手定则可以判定，0〜T/2时间内，ab边受到恒定的水平向左的力F；同理可以判定，在T/2〜T时间内，先是向外的磁通量均匀减小，然后向里的磁通量均匀增加，这段时间内ab边中将产生恒定的由a向b的感应电流，根据左手定则不难判断，这段时间内ab边受到恒定的水平向右的力F,因此，只有选项B正确。答案：B题目类型三:电磁感应中的动力学问题例3^如图所示，间距7=0.3m的平行金属导轨aibiCi和azb?®分别固定在两个竖直面内。在水平面区域内和倾角0=37°的斜面ebb心区域内分别有磁感应强度Bi二0.4T、方向竖直向上和B2=lT、方向垂直

8、于斜面向上的匀强磁场。电阻R二0.3Q、质量niFO.1kg、长为/的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2二0.05kg的小环。已知小环以a=6m/s基础演练1、如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°,宽度为0.5m,电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1Qo一导体棒MN垂直于导轨放置,质量为0.2kg,接入电路的电阻为1Q,两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导

9、轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8T。将导体棒MN由静止释放,运动一•段吋I'可后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10m/s2,sin37°二0.