电磁感应综合问题

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1、习题课　电磁感应综合问题习题探究电磁感应中的电路问题、图象问题、动力学问题和能量问题是高考考查的重点和热点，该类试题一般综合受力分析和运动情况分析，做功与能量变化的关系，灵活考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、欧姆定律和电路有关知识，电磁感应中的动力学问题和能量问题，涉及的知识点多、物理规律多，且都是中学物理中的重点知识和主干知识．学习时要注意对物理过程的分析和训练，培养学生的综合分析能力和运用物理知识解决实际问题的能力．(单选)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里．abcd是位于纸面内的

2、梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t＝0时刻，bc边与磁场区域边界重合．现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是()【关键提醒】解答此题应把握以下两点：(1)应先确定有效切割长度，后分析感应电动势的大小．(2)确定做切割磁感线运动的导体，再确定感应电流的方向．【精讲精析】(1)梯形线框进入磁场过程(2)梯形线框出磁场过程【答案】B【规律总结】导体切割磁感线的有效长度可用数学上投影的方法来求：先连

3、接导体的两个端点，然后将线段向垂直速度的方向投影，影长即为有效长度．如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，导轨相距0.2m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4Ω，导轨电阻不计，导体ab的质量为0.2g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4s时，突然接通电键S，则：(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况．(2)导体ab匀速下落的速度是多少？(g取10m/s2)【审题指导】电磁感应现象中产生感应电动势，闭合电路中产生感应电流，处在磁场中的电流又会受

4、到安培力作用，再有作用在导体上的其他力，使导体处在一定的运动状态．需要进行受力分析和运动分析，应用动力学观点进行求解．【答案】(1)先做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动，后做匀速运动(2)0.5m/s【题后反思】本题属于收尾速度问题，金属棒先做变加速直线运动，后做匀速直线运动，利用好金属棒达到稳定状态时的平衡方程是求解此类问题的关键．变式训练(双选)(2012·汕头高二质检)如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整

5、个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后()A．导体棒ef的加速度可能大于gB．导体棒ef的加速度一定小于gC．导体棒ef最终速度随S闭合时刻的不同而不同D．导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒解析：选AD.开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑．闭合开关时有一定的初速度v0，若此时F安>mg，则F安－mg＝ma.若F安

6、确．如图所示，正方形线圈abcd边长L＝0.20m，质量m＝0.10kg，电阻R＝0.1Ω，砝码质量M＝0.14kg，匀强磁场B＝0.50T．当M从某一位置下降，线圈上升到ab边进入匀强磁场时开始匀速运动，直到线圈全部进入磁场．求线圈运动过程中产生的热量．(g＝10m/s2)法二：只有在线圈进入磁场的过程中，线圈有感应电流，才产生热量，当线圈全部进入磁场后无磁通量的变化，没有感应电流．根据能量守恒定律知，系统损失的重力势能等于感应电流产生的热量．所以Q＝MgL－mgL＝(0.14－0.10)×10×0.2J＝0.08J.【

7、答案】0.08J【规律方法】在电磁感应现象的综合题目中，既可以以力为主线，找出力与电两部分之间的联系，从而列出方程组，逐一解决，如法一，也可以从能量角度来分析，根据能量守恒定律列出方程求解，如法二．