高中物理谈运用电磁感应定律的解题策略知识点分析新人教版选修3.doc

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1、谈运用电磁感应定律的解题策略运用电磁感应规律的题型，涉及知识面广，物理模型种类多，综合性强，对能力要求高。它可以与力学问题结合起来，又可以和电路问题联系在一起，解决问题时，必须弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景，找出其中起主要作用的因素及有关条件，把一个复杂问题分解为若干较简单的问题；然后找出它们之间的联系，灵活地运用有关物理知识来求解问题。下面分几种类型说明其应用1、磁通量变化型法拉第电磁感应定律是本章的核心，它定性说明了电磁感应现象的原因，也定量给出了计算感应电动势的公式：。根据不同情况，该公式有三种不同的表达形

2、式：①如果不变、变化时，有；②如果不变、变化时，有；③如果和同时改变时，有。图1【例1】（09.全国II）如图1，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率，为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化【解析】.(1)线框中产生的感应电动势……①在线框产生的感应电流……②,……③联立①②③得(2)导线框所受磁场力的大小为,它随时间的变化率为,由以上式联立可得.【点评】本题主要考查了

3、涉及磁通量变化的几个相关物理量。很明显，只有对基本概念的深入理解和对基本规律的正确运用，才能作出正确的解答。2、切割磁感线型导体在磁场中做切割磁感线运动时，感应电动势大小虽然可以由来求解，但运用求解更方便，特别是求瞬时感应电动势就更为迅速。具体有三种特殊情况：①平动切割。公式为；②转动切割。公式为（为有效切割边，取平均速度，即中点位置的线速度）；③线圈匀速转动切割。最大感应电动势为线圈平面与磁感线平行时，公式为（为线圈匝数，为线圈面积）。【例2】如图2所示，两条平行且足够长的金属导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直

4、导轨平面。两导轨间距为L，左端接一电阻R，右端接一电容器C，其余电阻不计。长为2L的导体棒ab如图所示放置。从ab与导轨垂直开始，在以a为圆心沿顺时针方向的角速度ω匀速旋转900的过程中，求通过电阻R的电量。图2【解析】以a为圆心ab顺时针旋转至600时，导体有效切割边最长为2L，故此时感应电动势为最大，且为此时电容器被充电在这一过程中通过R的电量注意到从600旋转到900的过程中，电容器放电，带电量q1将全部通过电阻R，故整个过程中通过R的总电量为：【点评】本题求解感应电动势大小时，应分别求出其平均值和瞬时值，并注重状态分析

5、和过程分析。其中用到的知识和方法，望读者认真掌握。3、力学问题综合型电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起。解此类型问题的一般思路是：先由法拉第电磁感应定律求感应电动势，然后根据欧姆定律求感应电流，再求出安培力，再往后就是按纯力学问题的处理方法，如进行受力情况分析、运动情况分析及功能关系分析等【例3】（09.上海）如图3，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电

6、阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝0.3W，r＝0.2W，s＝1m）（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度B的大小；（3）若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－x，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？图3（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能

7、的图线。【解析】（1）金属棒做匀加速运动，R两端电压UµIµeµv，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，加速度为恒量，（2）根据牛顿第二定律有：F－＝ma，以F＝0.5v＋0.4代入得（0.5－）v＋0.4＝a，a与v无关，所以a＝0.4m/s2，（0.5－）＝0，得B＝0.5T，（3）根据x1＝at2，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at2＋at＝s，得：0.2t2＋0.8t－1＝0，t＝1s，（4）可能图线如下：【点评】本题是典型的运用力学观点分析解答的电磁感应问题。注重进行力的分析、运动状态分析以图像分析等。涉及

8、的知识点较多，综合性较强，在平时的学习中适当训练一些这类习题，将有利于培养综合分析问题和解题能力。