廣東省惠州市高中物理第一章電磁感應(yīng)(四)第五、六節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律應(yīng)用2導(dǎo)學(xué)案(無答案)粵教版選修

1、I、tqrt.、八I課刖先學(xué)案 -I第一章 電磁感應(yīng)(四)電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用(2)(第五、六節(jié))【自主學(xué)習(xí)】學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1. 能綜合應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律解決電磁感應(yīng)中的圖象問題2.2. 掌握電磁感應(yīng)中動(dòng)力學(xué)問題的分析方法 3.3. 能解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)與能量結(jié)合的綜合問題.4.4. 會(huì)分析自感現(xiàn)象及日光燈工作原理。一、自主學(xué)習(xí)1 1 感應(yīng)電流的方向一般是利用楞次定律或右手定則進(jìn)行判斷；閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=n或E=BLv.t2 2垂直于勻強(qiáng)磁場放置、長為L的直導(dǎo)線通過電流I時(shí)，它所受的安培力F=_B!L，安培力方向的判斷用左手定則.3 3 牛頓第二定律：F=ma它揭示了

2、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.當(dāng)加速度a與速度v方向相同時(shí)，速度增大，反之速度減小.當(dāng)加速度a為零時(shí)，物體做丄速直線運(yùn)動(dòng).4 4.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能是通過克服安培力做功轉(zhuǎn)化而來的二、要點(diǎn)透析要點(diǎn)一 電磁感應(yīng)中的圖象問題1 1 .對(duì)于圖象問題，搞清物理量之間的函數(shù)關(guān)系、變化范圍、初始條件、斜率的物理意義等， 往往是解題的關(guān)鍵.2 2 .解決圖象問題的一般步驟(1)(1) 明確圖象的種類，是Bt圖象還是一t圖象，或者Et圖象、It圖象等.(2)(2) 分析電磁感應(yīng)的具體過程.(3)(3) 用右手定則或楞次定律確定感應(yīng)電流的方向.(4)(4) 用法拉第電磁感應(yīng)定律E=n苛或E=BLv求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小.(5

3、)(5) 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式.(6)(6) 根據(jù)函數(shù)關(guān)系畫圖象或判斷圖象，注意分析斜率的意義及變化.問題一 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=B= 0.20.2 T T,磁場寬度1= 4 4 m,m, 正方形金屬框邊長ad=I= 1 1 m m, 每邊的電阻r= 0.20.2Q,金屬框以v= 1010 m/sm/s 的速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面始終保持與磁感線 方向垂直，如圖所示.-2 -求：(1)(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，各階段的等效電路圖.-3 -(2)(2)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 畫出ab兩端電壓的U- t圖線.

4、( (要求寫出作圖依據(jù)) )i-1圖線；( (要求寫出作圖依據(jù)) )要點(diǎn)二 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1.1.電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，所以電磁感應(yīng)問題往往與力學(xué) 問題聯(lián)系在一起，處理此類問題的基本方法是：(1)(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.(2)(2)求回路中的電流強(qiáng)度的大小和方向.(3)(3)分析研究導(dǎo)體受力情況( ( 包 括安培力) ).(4)(4)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.2 2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及的具有收尾速度的力學(xué)問題，關(guān)鍵要抓好受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析;如誡依動(dòng)勢變化曠與 a 的方向艾系口變化*F=ma 合外力周而復(fù)始地循

5、環(huán)，加速度等于零時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài).3 3 兩種狀態(tài)處理導(dǎo)體勻速運(yùn)動(dòng)， 應(yīng)根據(jù)平衡條件列式分析； 導(dǎo)體做勻速直線運(yùn)動(dòng)之前， 往往做變加速運(yùn)動(dòng), 處于非平衡狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律或結(jié)合功能關(guān)系分析.【課前自測】1 1、( (單選) )在豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán).規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖1 1甲所示，磁場向上為正.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙變化時(shí)，下列能正確表示導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流變化情況的是( () )-4 -電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用【當(dāng)堂檢測】1.1.（單選）如圖所示，電感線圈L的自感系數(shù)足夠大，其直略不計(jì)，LA、LB是兩個(gè)相同的燈泡，且在下列實(shí)驗(yàn)中不會(huì)燒毀，電約等于R的

6、兩倍，則（）2.2.（單選）如圖 5 5所示是日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖，若按圖示的電 關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是（）A.S S 接通，S S2、S S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光B.S S、S S2接通，S S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光C. S3斷開，接通S、S,再斷開S,日光燈就能正常發(fā)光路連接,D.D.當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S Sa,日光燈仍能正常發(fā)光3.3.如圖 3 3 甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN PQ平行放置在傾角為0的絕緣斜面上，軌上，并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向下.導(dǎo) 軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下

7、滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦.（1 1）由b向a方向看到的裝置如圖乙所示，請(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖.（2 2）在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度的 大小.（3 3）求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度的最大值.CDL流電阻忽阻R阻值-5 -【A A.閉合開關(guān) S S 時(shí)，LA、LB同時(shí)達(dá)到最亮，且 LB更亮一些B.B. 閉合開關(guān) S S 時(shí)，LA、LB均慢慢亮起來，且 LA更亮一些C.C. 斷開開關(guān) S S 時(shí)，LA慢慢熄滅，LB馬上熄滅D.D. 斷開開關(guān) S S 時(shí)，LA慢慢熄滅，LB閃亮后才慢慢熄滅2.2.（單

8、選）如圖所示，MN和PQ是兩根互相平行豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長，且電阻不計(jì).ab是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌/“ 接觸良好的金屬桿.開始時(shí)，將開關(guān)S S 斷開，讓桿ab由靜止開始自由下落過段 時(shí)間后，再將 S S 閉合，若從 S S 閉合開始計(jì)時(shí)，則金屬桿ab的速度v隨時(shí) -間t變化QIN3.3.如圖所示，足夠長的U形框架寬度是L= 0.50.5 m m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成0=3737角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.80.8 T T 的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為m=m= 0.20.2 kgkg,有效電阻R= 2 2Q的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，該導(dǎo)體

9、棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.50.5，導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過導(dǎo)體棒截面的電荷量為 Q=Q= 2 2 C.C. （sinsin 3737 =0.60.6 ,coscos 3737 = 0.80.8）求：（1 1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度.（2 2）導(dǎo)體棒從靜止開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)，這一過程中導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功.-6 -【當(dāng)堂訓(xùn)練】1.1.（電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 ）（單選）如圖 7 7 所示，勻強(qiáng)磁 虛線框內(nèi)，矩形線圈豎直下落.如果線圈中受到的磁場力總小場存在于則它在 1 1、2 2、3 3、4 4 位置時(shí)的加速度關(guān)系為（）A A.aia2asa4B B .

10、ai=a2=as=a4C. ai=a3a2 D D .ai=a3a?=a42.2.（電磁感應(yīng)中的圖象問題）（雙選）如圖甲所示，一個(gè)閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁1xxx X X-7 -場中，設(shè)磁場方向向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向，線圈中的箭頭為電流I的正方向線圈及線圈 中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖線可能是 （ ）（電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)及能量綜合問題 ）足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PK表面粗糙，與水平面之間的夾角為a，間距為L. .垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B, MP間接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，其他電阻不計(jì)如圖 9 9

11、 所示，用恒力F沿導(dǎo) 軌平面向下拉金屬桿ab,使金屬桿由靜止開始運(yùn)動(dòng)，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm,ts s 末金屬桿的速度為Vi，前ts s 內(nèi)金屬桿的位移為x,（重力加速度為g）求：（1 1）金屬桿速度為Vi時(shí)加速度的大【鞏固拓展】1.1.（單選）如圖所示，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場質(zhì)量為m電阻也為R的金屬棒從高度為h處靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止.已知金屬棒直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸??；（2 2）整個(gè)系統(tǒng)在前ts s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量.屬棒-8 -好.則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（）A A.流過金屬棒的最大電流為B B 通過金的電荷量為BdL-9 -1 1C.克服安培力所做的功為mghD D .金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為 2(2(mgh-mgd2.如圖 1111 所示， 傾角為0的“UU型金屬框架下端連接一阻值為R的電阻，相互平行的金屬桿MN PQ間距為L,與金屬桿垂直的虛線aibi、azbzb 區(qū)域內(nèi)有垂直框架平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感 應(yīng)強(qiáng)度大小為B,aibib、azb2