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1、一、电磁感应中的电路问题1.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将产生感应电动势,该导体或回路相当于①电源。因此,电磁感应问题往知识梳理往与电路问题联系在一起。2.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法(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②大小和③方向;(2)画等效电路;(3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解。3.与上述问题相关的几个知识点(1)电源电动势E=Blv或E=n。(2)闭合电路欧姆定律I=④;部分电路欧姆定律I=⑤;电源的内电压Ur=⑥Ir;电源的路端电压U=IR=
2、⑦E-Ir。(3)通过导体的电荷量q=IΔt=⑧n。注意 (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电压。当其电阻不计时,路端电压等于电源电动势。(3)某段导体做电源,断路时电压等于电动势。二、电磁感应中的力学问题1.通电导体在磁场中将受到①安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起。解决的基本方法如下:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)求感应电动势的大小和方向;(2)求回路中的电流;(3)分析导体受力情况(包
3、含安培力在内的全面受力分析);(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。2.两种状态处理(1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态处理方法:根据平衡条件——合外力等于零列式分析。(2)导体处于非平衡态——加速度不等于零处理方法:根据牛顿第二定律进行动态分析,或结合功能关系分析。3.电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的关键是通过受力情况和运动状态的分析,寻找过程中的临界状态,如速度、加速度为最大值或最小值的条件。(2)基本思路是:导体受外力运动感应电动势感应电流导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化临界状态列式求解。三、电磁感应中的能量转化
4、问题电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程。电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用,因此要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功。此过程中,其他形式的能转化为①电能。“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为②电能。当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能。同理,安培力做功的过程是③电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功,就有多少④电能转化为其他形式的能。1.(1)在电磁感应电路中,产生电流的那部分导体相当于电源。( )(2)安培力做正功的过程是将电能转化为机械能的过程。( )(3
5、)物体克服安培力做功的过程是将其他形式的能量转化为电能的过程。( )答案 (1)√ (2)√ (3)√2.(多选)如图甲所示,abcd是由导体做成的框架,框架平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路中的总电阻为R,整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中,磁场的磁感应强度随时间变化情况如图乙(取图中B的方向为正方向),PQ始终静止。关于PQ与ab、cd间的摩擦力f在0~t1内的变化情况,下列判断中有可能正确的是( )A.f一直增大 B.f一直减小C.f先减小,后增大 D.f先增
6、大,后减小答案 AC 由图乙可知磁场均匀变化,根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流,根据左手定则可知导体棒开始受到沿导轨向上逐渐减小的安培力,当B=0时,安培力为零,当磁场反向时,导体棒受到沿导轨向下的逐渐增大的安培力,分析清楚安培力的情况,然后对导体棒进行正确受力分析,即可正确判断摩擦力的变化情况。具体分析如下:根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流,开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力,若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ,则摩擦力为:f=mgsinθ-F安,随着安培力的减小,摩擦力f逐渐增大,
7、当安培力反向时,f=mgsinθ+F安,安培力逐渐增大,故摩擦力也是逐渐增大,A正确。若开始时安培力大于mgsinθ,则摩擦力为:f=F安-mgsinθ,由于安培力逐渐减小,则摩擦力逐渐减小,当F安=mgsinθ时,摩擦力为零并开始反向变为:f=mgsinθ-F安,随着安培力的变化将逐渐增大,C正确。3.(多选)如图所示,竖直平面内有一足够长的宽度为L的金属导轨,质量为m的金属导体棒ab可在导轨上无摩擦地上下滑动,且导体棒ab与金属导轨接触良好,ab电阻为R,其他电阻不计。导体棒ab由静止开始下落,过一段时间后闭合开关S,发现导体棒ab立刻做变速运动,
8、则在以后导体棒ab的运动过程中,下列说法中正确的是( )A.导体棒ab做变速运动期间加
