高三物理-电磁感应定律力学应用-

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1、精锐教育学科教师辅导讲义学员编号:学员姓名:年级：高三辅导科目：物理课时数：3学科教师：授课主题C（专题）授课日期及时段教学内容一、专题检测1.（江苏）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好。戶0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和d分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是（）B.OA.C.【答案】DE【解析】t=0时，将形状S由1掷到2,电容器放电，开始时/=-,因安培力作用使导体棒产生加速度，导体棒R速度增大，产生反向感应电动势，使电•流减小，安培力减小，

2、加速度减小，减小至零时，速度达最大值心做匀速运动，电容器两极电压为BLvm（厶为导轨宽度），A、B、C错误，D正确。2.（2013上海物理）如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abed共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向（A）向左（B）向右>In~~ca（C）垂直纸面向外（D）垂直纸面向里【答案】B【解析】当MN屮电流突然减小时，单匝矩形线圈abed垂直纸面向里的磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abed中产生的感应电流方向顺吋针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确。二、知识梳理法拉第电磁感应定律：“由于磁通量的变化，

3、使闭合回路屮产生感应电流”，这只是表现出来的电磁感应现彖，而其实质是由于磁通量的变化，使闭合回路中产生了电动势泾一一感应电动势。感应电动势比感应电流更能反映电磁感应的本质。而法拉第电磁感应定律就解决了感应电动势大小的决定因素和计算方法。法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象屮产生的感应电动势大小，跟穿过这一冋路的磁通量的变化率成正比，公式：E=其中n为线圈匝数，做为特例，当回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，运用法Ar拉笫电磁感应定律可推出感应电动势为$=Blv丄，v丄为有效切割速度。用磁通变化计算感应电动势常见有三种情况：AD①、冋路面积S不变，仅为B变化：£=ns—△/②、B不变仅冋

4、路面积s变化：£=nB—ArA.v③、B、s都不变但它们之间相対位置变化(如转动)：£=nB^(s丄是回路面积在与B垂直方向的投影。Ar最后还需指出的是楞次定律与右手定则的关系：两者是一般规律与特殊规律的关系。各种产生感应电流的情况下都可用楞次定律判断其方向，而用右手定则只用于判断闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流方向。导体“切割”计算感应电动势时要区分两种切割时的算法：①导体平动切割时：E=BlvL1r②导体棒转动切割时：£=Blv屮=—B/(0图1注意："等计算的-般为△，时间内的平均电动势，它-般不等于&的算术平均值。电磁感应中的力学问题电磁感应和力学问题的综合

5、，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力，因为感应电流与导体运动的加速度有互相制约的关系，这类问题中的导体一般不是匀速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态，故解决这类问题时正确进行动态分析确泄最终状态是解决问题的关键.1.动态分析：求解电磁感应屮的力学问题时，要抓住受力分析和运动情况的动态分析•解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是:r+rf=rh确定电源（E,r）感应电流一=运动导体所受的安培力临界状态v——运动状态的分析°力M議a变化情况匸竺合外力2.两种状态的处理：当导体处于平衡态——静止状态或匀

6、速直线运动状态时，处理的途径是：根据合外力为零分析.此时，或速度通过加速达到最大值，做匀速直线运动；或通过减速达到稳定值，做匀速直线运动.当导体处于非平衡态——变速运动时，处理的途径是：根据牛顿第二定律进行动态分析，或者结合动虽的观点分析.三、题型突破「/题型一：图像类【例1]（2013福建）如图，矩形闭合线框在匀强磁场上方，Ftl不同高度静止释放，用t】、t2分别表示线框ab边和cd边刚进入磁场的时刻。线框下落过程形状不变，甜边始终保持与磁场水平边界00'平行，线框平面与磁场方向垂直。设00,下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图像丕可.能反映线框下落过程屮速度v随时间t变

7、化的规律（）【答案】：A【解析】：矩形闭合线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，先做自由落体运动。进入磁场后，若所受安培力大于重力，线框做加速度逐渐减小的减速运动，反映线框下落过程中速度v随吋间t变化的规律可能是图象B。若所受安培力等于重力，线框做匀速运动，反映线框下落过程中速度v随时间t变化的规律可能是图象D。若所受安培力小于重力，线框做加速度逐渐减小的加速运动，到线框完全进入磁场区域，线框做口由落体运动，反映线框下落过程中速度v随时间t变