巧妙破解电磁感应功能关系问题.pdf

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1、f高一二艇J爨理化学习K巧妙破解电磁感应功能关系问题●张建国×××F××X×××××L2Bo××××××针对电磁感应现象中我们经常遇到功能关系问题，本文按'产生的焦Q=百E2toQ=M．Ⅳ两条主线并行的方式进行了阐述：一条主线是易错易混问题分类；另一条主线是电磁感应现象分类．并给出了该疑难教学问(2)错解：根据功能关系，拉力做的功等于线框中产生热题的创新解决方案——用动能定理、转换研究对象等方法破解％D量Q和线框增加动能△之和，即：Q+△=+÷mn。2电磁感应功能关系问题．错因：此过程中产生的电动势不是动生电动势，而是变

2、化电磁感应现象中我们经常遇到功能关系问题，此类问题如的磁场激发的感应电场产生的感生电动势!因此此过程中线框果直接用能量转化观点去求解，可能出现以下问题：(1)分不清中的电能不是靠克服安培力做功获得的，而是感应电场的电场哪几种形式的能量在相互转化，见例1；(2)易出现遗漏或者重力做功获得的．复考虑的能量形式，见例2、例3；(3)能量转化情况复杂、运算但若不利用功能关系，而是直接应用动能定理就可避免此繁琐，见例4、例5．错误，因为此过程线框所受安培力的合力为零，只有拉力做功，在这里我就给大家推荐一个创新解决方案——用动能定当

3、然拉力的功等于线框动能的变化．理、转换研究对象等方法破解电磁感应功能关系问，包你用起正解：。时刻线框的速度：：at。，在此过程中拉力做的来心里面“踏踏实实”、简洁明了，功：W=—1m一，、感生电动势中的功能关系解得：：—}ma2#02．例1如图1甲所示，一正方形单匝线框abcd放在光滑绝(3)线框在离开磁场的过程中运动的速度：V=at，产生的缘水平面上，线框边长为￡、质量为m、电阻为．该处空间存在感应电流：，：1BoLv．由牛顿第二定律有：F一曰。儿：m。，解得，一方向竖直向下的匀强磁场，其右边界MN平行于06，磁感应强

4、度随时间t变化的规律如图1乙所示，0一t时间内随时间三at—一+mt均匀变化，t0时间后保持B=B0不变．二、动生电动势中的功能关系1．发电机型例2如图2所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面×￡××粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m×××的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与田乙寻轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场图2图1方向与导轨平面垂直．用水平恒力，把棒从静止起向右拉动(1)若线框保持静止，则在时间内产生的焦耳热为的过程中()多少?(A)恒力F做的功等于电路产生的电能(2)若线框从零时刻起

5、，在一水平拉力作用下由静止开始(B)恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能做匀加速直线运动，加速度大小为a，经过时间f。线框cd边刚要(c)克服安培力做的功等于电路中产生的电能离开边界MN．则在此过程中拉力做的功为多少?(D)恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电(3)在(2)的情况下，为使线框在离开磁场的过程中，仍以能和棒获得的动能之和加速度。做匀加速直线运动，试求线框在离开磁场的过程中水解析：。6棒从静止起向右拉动的过程中，受到向右的恒力平拉力F随时间f的变化关F，向左的安培力、摩擦力作用，向右做加速度

6、越来越小的加速解：(1)在时间内线框中产生的感应电动势：=：运动．由动能定理得：一女一=△．而克服安培力做的功等于电路中产生的电能，即：w2斓．24．爨理化学习f高一二l=AE，动，取g=10m／s，那么：所以WF一=AEk+AE电，答案(c)(D)正确．(1)磁场向上运动速度应该为多大?例3如图3所示，将两条倾角0(2)在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须=30。，宽度￡=1m的足够长的“u”提供能量，那么这些能量是由谁提供的?此时系统的效率为形平行的光滑金属导轨固定在磁感应多少?b强度B=1T，范围足够大

7、的匀强磁场解析：(1)当电梯向上做匀速运动时，金属框中感应电流大中，磁场方向垂直于斜面向下．用平行小为：于导轨的牵引力拉一质量m=0．2图3，：①kg，电阻R=ln放在导轨上的金属棒n6，使之由静止沿轨道向上运动，牵引力的功率恒为P=6W，金属框所受安培力F安：2B。儿②当金属棒移动s=2．8m时，获得稳定速度，此过程中金属棒产安培力大小与重力和阻力之和相等，所以F安=mg+，③生热量Q：5．8J，不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m／s．由①②③式求得：。=13m／s④求：(2)解法1：(功能关系)运动时电梯向上运动的

8、能量由磁(1)金属棒达到的稳定速度是多大?场提供的．磁场提供的能量分为两部分，一部分转变为金属框(2)金属棒从静止至达到稳定速度时所需的时间多长?的内能，另一部分克服电梯的重力和阻力做功．当电梯向上作解析：(1)设金属棒达到的稳定速度为，则尸=，F=匀速运动时，金属框中感应电流由①得：，=1．26×10A⑤P金属框中