電磁感應的幾種問題探究

1、PAGE 教學方法PAGE PAGE 62電磁感應的幾種問題一、法拉弟電磁感應定律的應用1、感應電動勢的計算（1）導體棒平動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢G練習1、如圖所示，導軌與電流表相連，導軌的寬度為d,處于向里的大小為B的勻強磁場中,一根導線沿著導軌以速度v向右運動,求導線上產(chǎn)生的感應電動勢.考點：感應電動勢有效長的計算（2）導體棒轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢rB 練習2、若導體棒半徑為r，處于勻強磁場B中，以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則導線產(chǎn)生的感應電動勢的大小是多少？考點：導體轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢法一：根據(jù)求解法二：根據(jù)求解（3）線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應電動勢B練習3、矩形線圈在勻強磁場中以角速度轉(zhuǎn)動

2、，設線圈的邊長分別是L1和L2，磁感應強度為B，線圈的匝數(shù)為N，從圖示位置開始計時， （1）圖示位置，磁通量為 ，感應電動勢為 （2）線圈轉(zhuǎn)過900時，磁通量為 ， 線圈產(chǎn)生的感應電動勢為 ，這個過程中磁通量的變化量為 ，線圈的電動勢為 （3）線圈轉(zhuǎn)過1800時，磁通量為 ， 線圈產(chǎn)生的感應電動勢為 ，這個過程磁通量的變化量為 ，線圈的電動勢為 （4）從中性面開始計時，轉(zhuǎn)過角度時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為 從BS開始計時，轉(zhuǎn)過角度時，線圈產(chǎn)生的感應電動勢為 考點：線圈切割磁感線的平均感應電動勢；瞬時感應電動勢的計算 法一、規(guī)律法；法二：截面矢量圖法有勢無流與有勢有流問題 （1）有勢無流abcdv

3、 從兩個角度去分析： Uab=Udc0 感應電流I=0 （2）有勢有流abcdv 相當于兩電源并聯(lián)，然后通過外電路工作形成一種思想閉合電路全部切割磁感線，無感應電流，部分切割有電流學習一種方法引導推理法感應電流大小計算問題Bab練習4、由兩個同種材料,同樣粗細的導線制成圓環(huán)a、b已知其半徑之比為2：1，在B中充滿了勻強磁場，當勻強磁場隨著時間均勻變化時，圓環(huán)a、b的感應電流之比為多少？注意電阻對電流的影響；注意注意量的分析練習5、勻強磁場中固定一個金屬框架ABC，導體棒在框架上沿著角平分線勻速平移，且移動中構成閉合等勢腰三角形，導體棒與框架的材料、粗細相同，接觸電阻不計，試證明電路中的感應電流

4、恒定。vABBCPFE證明：設導體棒從B點開始運動，導線單位長度的電阻為r，則導體棒運動到P點時，距離BP=x=vt切割邊的長度為：L=2vttanBF=BE=2vt/cos閉合電路的感應電動勢為E=B2v2ttan回路的總電阻為R=r2vt（tan+1/cos）回路中的總電流為I=E/R=2Bvtan/r（tan+1/cos）與時間無關。注意：解決本題的關鍵是設時間變量t，都用時間變量表示電動勢與電阻則問題順利解決。電磁感應的能量問題 練習6、如圖所示，導體棒向右勻速運動切割磁感線，已知勻強磁場為B，軌道寬度為L，切割速度RBvL為v，外電阻為R，導體棒的電阻為R/，求：安培力及所做的功。

5、解析：導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為E=BLv 回路中的總電流為 安培力方向向左，大小為：F=BIL=安培力所做的功是：可見，當安培力完全是阻力時，安培力做功完全發(fā)熱。即機械能轉(zhuǎn)變成電能，電能又轉(zhuǎn)變成內(nèi)能?？疾祀姶鸥袘哪芰哭D(zhuǎn)化，深化安培力做功特點BvdL練習7、如圖所示，有界勻強磁場的寬度為d，磁感應強度的大小為B，連長為L的矩形線圈以恒定速度v勻速從磁場中進入，最后又從磁場中穿出。設線圈的電阻為R，求下列兩種情況外力做功的數(shù)值（1）Ld思考：從能量角度，你能得出什么結論？通過計算回答?？疾炷芰渴睾?；平衡觀點；功的定義電磁感應的電量問題練習8、求上題兩種情況下，求線圈進入磁場的過程中流過

6、導體橫截面積的電荷量。電量的計算用平均感應電動勢；同時要注意最后結論電磁感應作圖題Bv3LLxL練習9、（高考題）如圖所示，有界勻強磁場的寬度為3L，正方形金屬線框的邊長這L，開始距離磁場邊界L，若線框以恒定的速率由此進入并穿出磁場區(qū)域，（1）作出感應電流隨時間的變化圖線（規(guī)定逆時針方向為電流正方向）（2）作出安培力隨時間的變化圖線（3）思考：若將矩形線圈換為直角三角形線圈，電流如何隨著時間變化？Ft0it0三角形線框：it0電磁感應中的力學問題練習10、（高考題）如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導軌，兩導軌間的距離為L，導軌平面與水平面的夾角為，在整個軌道平面都有垂直于導軌平面

7、向上的勻強磁場，磁感應強度為B，在導軌的MP上有電阻R，其它電阻不計。一根垂直于導軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為M，從靜止開始沿著導軌滑下，求金屬棒ab的最大速度。設棒ab與導軌之間的滑動摩擦因數(shù)為BabMPRQN考點提示：電磁感應與力學綜合方法點拔：畫截面圖，通過分析受力，列牛頓定律方程，當加速度a=0時，速度最大MNPQabdc練習11、如圖所示,MN、PQ為水平水平的平行光滑金屬導軌，導軌的電阻不計，ab、cd為兩根質(zhì)量均為m的導體棒，垂直于導軌導軌放置，導體棒的電阻分別是R和2R，整個裝置處于垂直于導軌平面向下的勻強磁場中，原來兩導體棒均處于靜止狀態(tài)，當ab棒受到瞬時沖量向右以速度v0運動

8、時，（設導軌足夠長，磁場范圍足夠大，兩棒不相碰）則：（1）分析ab、cd為兩棒的受力、運動情況（2）求最終兩棒的速度（3）最終兩棒上消耗的電能練習12、光滑絕緣水平面上，電阻為0.1，質(zhì)量為0.05kg的長方形金屬框，以10m/s的初速度向磁感應強度為B的0.5T、方向垂直于水平面向下的范圍足夠大的勻強磁場中滑去，當滑到圖示位置時，已產(chǎn)生了1.6J的熱量，求（1）圖示位置時金屬框的速度B（2）圖示位置時金屬框中感應電流的功率BRL練習13、如圖所示，豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B0=0.5T，且以0.1T/s均勻增加，水平導軌寬d=0.5m，在導軌上L=0.8m處擱一導體，電阻為r=0.1

9、，并用水平細繩通過定滑輪吊著質(zhì)量為M=2kg的物體，物理靜置于地面上，外電阻R=0.4，其它電阻不計，不考慮摩擦。問通過多長時間能把物體吊起？練習14、（03高考）兩兩金屬導軌固定在同一水平面上，磁感應強度為B=0.5T的勻強磁場與導軌所在的平面垂直，導軌的電阻很小可不計，導軌的間距為l=0.2m。兩質(zhì)量均為m=0.1kg的平等金屬桿甲、乙可以在導軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.5，在t=0時刻兩桿均處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)有一個與導軌平行、大小為0.2N的恒力F作用在金屬桿甲上，使金屬桿在導軌上滑動，經(jīng)過t=0.5s，金屬桿甲的加速度為a=1.37m/s2，問兩

10、金屬桿的速度各為多少？甲乙F討論:（1）上題中當甲勻速運動乙固定不動時,乙上的電流、電壓如何?（2）甲、乙以相同的速度向右勻速運動的過程中，乙上的電流、電壓又如何？（3）甲、乙以方向相反、大小大小相等的速度做勻速運動時，乙上的電流、電壓又如何？物理量單位的推導證明：（1）1V=1Wb/s （2）1V=1T1m1m/s方法：根據(jù)物理公式去推證二、欏次定律的應用1、“阻礙”的含義“阻礙”就是反抗，即：原磁場的磁通量增加，感應電流的磁場方向與它反向原磁場的磁通量減弱，感應電流的磁場方向與它同向2、“欏次定律”的解題步驟（1）（2）（3）（4）3、欏次定律的推廣應用阻礙“磁通量的變化”G_+原磁場的磁

11、通量增加，感應電流的磁場方向與它反向原磁場的磁通量減弱，感應電流的磁場方向與它同向 練習1、如圖所示，當磁鐵從磁場中撥出時，判定感應電流的方向。 練習2、如圖所示，試判定下列各種情況下小燈泡是否有感應電流，若有則標明電流的方向（1）K閉合，電路穩(wěn)定時abk（2）K打開時，（3）K剛閉合，（4）滑動變阻器向右移動時你能總結規(guī)律嗎？練習3、已知通電直導線有恒定的電流強度，矩形線框從直導線左側(cè)勻速通過導線右側(cè)的過程中，用欏次定律判定感應電流的方向abcdabcd練習4、判定下列各種情況下燈泡中是否有感應電流，若有則標明感應電流的方向（高考題）abvMN（1）導體棒勻速向右運動（2）導體棒勻加速向右運

12、動（3）導體棒勻減速向右運動（4）導體棒勻減速向左運動方法提示：研究對象：副線圈（右邊的線圈）注意事項：變壓器鐵芯內(nèi)部磁通量環(huán)繞，不損耗感應電流的磁場方向判定：欏次定律或右手定則磁通量的變化情況（大?。┯茫篍=BLv，或E=n/t來研究用邏輯推理法研究（2）阻礙電流的變化方法：先用欏次定律判定，再小結規(guī)律。在規(guī)律下重新認識。練習5、（1）當線圈a中的電流均勻增加時，判定線圈b中的感應電流方向。（2）當線圈a中的電流均勻增加時，判定線圈b中的感應電流方向。ab規(guī)律小結：練習6、判定下面各種情況下，下面線圈的感應電流的方向（1）開關閉合時（2）開關打開時（3）若電阻增大 （3）阻礙導體的相對運動“跟著走”練習7、桌子上放一鋁質(zhì)圓環(huán)，當條形磁鐵N極向下從上面很快插入圓環(huán)時，圓環(huán)對桌子的壓力將 ；當條形磁鐵S極向下從上面很快插入圓環(huán)時，圓環(huán)對桌子的壓力將 ；當條形磁鐵S極向下從桌面很快拔出圓環(huán)時，圓環(huán)對桌子的壓力將 。AB練習8