高三物理-法拉第电磁感应定律-

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1、精锐教育学科教师辅导讲义学员编号：年级：高三课时数：3学员姓名：辅导科目：物理学科教师：授课主题【C专题】法拉第电磁感应定律授课日期及时段一、专题检测1.如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域屮匀速地拉到磁场外，则下列说法正确的是()—XXX：I11XXX：VXb:XX：1X1XX：A.产生的焦耳热之比为1：4B.产生的焦耳热之比为1：1C.通过铜丝某截面的电量之比为1:2D.通过铜丝某截面的电量之比为1：42.如图所示，固定

2、的水平光滑金属导轨，I'可距为L,左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场屮。质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻可忽略。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度vo,在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。(1)求初始时刻导体棒受到的安培力（2）若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep,则在这一过程中安培里所做的功Wi和电阻R上产生的焦耳热Qi分别是多少？（3）导体棒往复运动，最终将静止于何处？

3、从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？【答案】1D2（1）初始时刻棒屮感应电动势：E=BLv0棒中感应电流：I二E/R作用于棒上的安培力：F=BIL联立得：F=B2L2vqIR安培力方向水平向左（2）由功和能的关系，得安培力做功为：Wi=Ep-1/2mv02电阻R上产生的焦耳热为：Qi=1/2mv02-Ep（3）由能量转化及平衡条件等判断：棒最终静止于初始位置（弹簧原长处）由能量转化和守恒得：Q=1/2mv02二、知识梳理能量转化在电学中，安培力做正功，是将电能转化为机

4、械能（电动机），安培力做负功，是将机械能转化为电能（发电机）,必须明确发生电磁感应现象中，是安培力做功导致能量的转化。（1）由e=N^决定的电磁感应现彖中，无论磁场发生的增强变化还是减弱变化，磁场都通过感应导体对外输出能量（指电路闭合的情况下，下同）。磁场增强时，是其它形式的能量转化为磁场能中的一部分对外输出；磁场子削弱时，是消耗磁场自身储存的能量対外输出。（2）rti£=B/vsin^决定的电磁感应现象中，由于磁场本身不发生变化，一般认为磁场并不输出能量，而是其它形式的能量，借助安培的功（做正功、

5、负功）来实现能量的转化。解决这类问题的基本方法：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大小和方向；画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与冋路中电功率的变化所满足的方程。三、题型突破…/题型一：由动力学（或磁场变化）求安培力做功，热量【例1】（2013天津）如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd.ab边长大于be边长,置于垂直纸面向里.边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MNo第一

6、次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q】，通过线框导体横截面的电荷量为5；第二次be边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2J'J（）A.Qi>Q2，qi=Q2B.Qi>Q2，qi>q2XXXXXXXXXXXXBXXXXC・Qi=Q2，q】=q2D・Qi=Q2^qi>q2【答案】A【例2]（2013四川）如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B=kt（常量k>0）o回路中滑动变阻器R的最大阻

7、值为Ro,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻Ri二R。、R2=—o闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则（）2A.R2两端的电压为匕7B.电容器的a极板带正电C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍D.正方形导线框中的感应电动势为KZ?【答案】AC【例3）（2013江苏）如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abed,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N=100,边长ab二1.0m、be=0.5m,电阻r=2Q.磁感应强度B在0~1s内从零均匀变化到0.2T.在1~5s

8、内从0.2T均匀变化到・0.2「取垂直纸面向里为磁场的正方向.XXXXXXXXXXXX求(1)0.5S吋线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向；(1)在1~5s内通过线圈的电荷量q；(2)0~5s内线圈产生的焦耳热Q.答案：13.(1)感应电动势ER寸慮通试的变化A^,=A/?rSRS解得=A'代入数据得Aj=1()V感应电流的方向为a—>(l—K•—►/>—>(/(2)同理可得為二N半^感应电流/2=—电量(/二小utrA/?S解i*r(I=N——代入数据得(1