高中物理 法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用（三） - 復(fù)制

1、電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的常見題型電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的常見題型2 2、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題1 1、電磁感應(yīng)中的電路問、電磁感應(yīng)中的電路問題題3 3、電磁感應(yīng)中的能量問題、電磁感應(yīng)中的能量問題4 4、電磁感應(yīng)中的圖象問題、電磁感應(yīng)中的圖象問題例例1 1、圓環(huán)水平、半徑為圓環(huán)水平、半徑為a a、總電阻為、總電阻為2R2R；磁場豎直向下、；磁場豎直向下、磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度為B B；導(dǎo)體棒；導(dǎo)體棒MNMN長為長為2a2a、電阻為、電阻為R R、粗細(xì)均勻、與、粗細(xì)均勻、與圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當(dāng)金屬棒以恒定的速度圓環(huán)始終保持良好的電接觸；當(dāng)金屬棒以恒定的速度v v向向右移動經(jīng)過環(huán)

2、心右移動經(jīng)過環(huán)心O O時(shí)，求：（時(shí)，求：（1 1）棒上電流的大小和方向及）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓棒兩端的電壓U UMNMN（2 2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。熱功率。BvMNo1電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中的電路問題例例2 2、線圈線圈5050匝、橫截面積匝、橫截面積20cm220cm2、電阻為、電阻為11；已知電；已知電阻阻R=99R=99；磁場豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度以；磁場豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T/s100T/s的變化的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻度均勻減小。在這一過程中通過電阻R R的電流多大小和的電流多大小和方向？方向？BR

3、基本方法：基本方法：1 1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。2 2、畫等效電路。、畫等效電路。3 3、運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電、運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。2、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題例2、如圖B=0.2T，金屬棒ab向右勻速運(yùn)動，v=5m/s，L=40cm，電阻R=0.5,其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：感應(yīng)電動勢的大小 感應(yīng)電流的大小和方向使金屬棒勻速運(yùn)動所需的拉力 感應(yīng)電流的功率拉力的功率RFm rMNQPabB基本方

4、法：基本方法：1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 求感應(yīng)電動勢的大小和方向。求感應(yīng)電動勢的大小和方向。2、求回路中的電流強(qiáng)度、求回路中的電流強(qiáng)度3、分析導(dǎo)體受力情況（、分析導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則包含安培力，用左手定則）4、列動力學(xué)方程求解。、列動力學(xué)方程求解。例例3 3、導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計(jì)、間距導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計(jì)、間距L=0.20mL=0.20m；導(dǎo)體棒；導(dǎo)體棒長也為長也為L L、電阻不計(jì)、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場豎直向下、電阻不計(jì)、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場豎直向下且且B=0.5TB=0.5T；已知電阻已知電阻R=1.0；現(xiàn)有一個(gè)外力現(xiàn)有一

5、個(gè)外力F F沿軌道拉桿沿軌道拉桿 ，使之做勻加速運(yùn)動，測得，使之做勻加速運(yùn)動，測得F F與時(shí)間與時(shí)間t t的關(guān)系如圖所示，求的關(guān)系如圖所示，求桿的質(zhì)量和加速度桿的質(zhì)量和加速度a a。BFRF/N048 12 16 20 2428t/s1234567830S末功率？末功率？例例1 1、=30=30，L=1mL=1m，B=1TB=1T，導(dǎo)軌光滑電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑電阻不計(jì)，F(xiàn) F功率功率恒定且為恒定且為6W6W，m=0.2kgm=0.2kg、R=1R=1，abab由由靜止開始運(yùn)動，由由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)當(dāng)s=2.8ms=2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中abab產(chǎn)生的熱量

6、產(chǎn)生的熱量Q=5.8JQ=5.8J，g=10m/sg=10m/s2 2，求：（，求：（1 1）abab棒的穩(wěn)定速度棒的穩(wěn)定速度（2 2）abab棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間。棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間。abBF3 3、電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題例例2 2、水平面光滑，金屬環(huán)水平面光滑，金屬環(huán)r=10cmr=10cm、R=1R=1、m=1kgm=1kg，v=v=10m/s10m/s向右勻速滑向有界磁場，勻強(qiáng)磁場向右勻速滑向有界磁場，勻強(qiáng)磁場B=0.5TB=0.5T；從環(huán)；從環(huán)剛進(jìn)入磁場算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場時(shí)，圓環(huán)釋放剛進(jìn)入磁場算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場時(shí)，圓環(huán)釋放了

7、了32J32J的熱量，求：（的熱量，求：（1 1）此時(shí)圓環(huán)中電流的即時(shí)功率；）此時(shí)圓環(huán)中電流的即時(shí)功率；（2 2）此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動的加速度。）此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動的加速度。B Bv能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化導(dǎo)體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式的能量便在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式的能量便轉(zhuǎn)化為電能。轉(zhuǎn)化為電能。具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，因此電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。因此電磁感

8、應(yīng)過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化?；痉椒ǎ夯痉椒ǎ河梅ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)動勢用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)動勢的大小和方向。的大小和方向。畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程。變與回路中電功率的改變所滿足的方程。1、常見的圖象有：、常見的圖象有： B-t -t E-t U-t I I-t F-t E-x U-x I I-x F-x 等圖象等圖象(1)以上以上B、E、U、I、F等各矢

9、量是有等各矢量是有方向方向的，通的，通 常用正負(fù)表示。常用正負(fù)表示。(具體由具體由楞次定律楞次定律判斷判斷)(2)(2)以上各物理量的以上各物理量的大小大小由由法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律判斷判斷（3）需注意的問題：）需注意的問題： 磁通量是否變化以及變化是否均勻、磁通量是否變化以及變化是否均勻、 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢( (感應(yīng)電流感應(yīng)電流) )大小以及是否恒定、大小以及是否恒定、 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢( (感應(yīng)電流感應(yīng)電流) )的方向、的方向、 電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的過程以及時(shí)間段電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的過程以及時(shí)間段. .從圖像上獲取已知條件、分析物理過程從圖像上獲取已知條件、分析物理過程從

10、抽象的圖像出發(fā)，建立實(shí)際的物理模型從抽象的圖像出發(fā)，建立實(shí)際的物理模型4、電磁感應(yīng)中的圖象問題、電磁感應(yīng)中的圖象問題 例例1：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，磁場寬，磁場寬度度L=3m，一正方形金屬框連長，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻，每邊電阻r=0.2 ，金屬框以，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區(qū)，的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的流的(i-t)圖線。圖線。(以順時(shí)針方向電流為正以

11、順時(shí)針方向電流為正)(2)畫出畫出ab兩端兩端電壓電壓的的U-t圖線圖線adbcvLB 例例2：如圖：如圖(甲）中，甲）中，A是一邊長為是一邊長為l的正方形的正方形導(dǎo)線框，電阻為導(dǎo)線框，電阻為R。今維持以恒定的速度。今維持以恒定的速度v沿沿x軸軸運(yùn)動，穿過如圖所示的勻強(qiáng)磁場的有界區(qū)域。若運(yùn)動，穿過如圖所示的勻強(qiáng)磁場的有界區(qū)域。若沿沿x軸的方向?yàn)榱Φ恼较?，框在圖示位置的時(shí)軸的方向?yàn)榱Φ恼较?，框在圖示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則磁場對線框的作用力刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則磁場對線框的作用力F隨時(shí)隨時(shí)間間t的變化圖線為圖（乙）中的（的變化圖線為圖（乙）中的（ ） 例例3：如圖所示，半徑為：如圖所示，半徑為R的閉合金屬環(huán)處于的閉合金屬環(huán)處于垂直于環(huán)的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用平行環(huán)現(xiàn)的拉力垂直于環(huán)的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)用平行環(huán)現(xiàn)的拉力F ，欲將金屬環(huán)從磁場的邊界勻速拉出，則拉力欲將金屬環(huán)從磁場的邊界勻速拉出，則拉力F隨金隨金屬環(huán)的位置的變化如下圖中的屬環(huán)的位置的變化如下圖中的( )RR2ROFxR2ROFxR2ROFxR2ROFxABCD例例4 4、如圖所示豎直放