電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用

關(guān)于電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用第1頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的四種題型1、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題2、電磁感應(yīng)中的電路問題3、電磁感應(yīng)中的能量問題4、電磁感應(yīng)中的圖象問題第2頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例1、已知：AB、CD足夠長，L，θ，B，R。金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，質(zhì)量為m，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻阻都不計(jì)。求ab棒下滑的最大速度θθDCABBabR速度最大時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)受力分析，列動(dòng)力學(xué)方程1、電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題第3頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例2、如圖B=0.2T，金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)，v=5m/s，L=40cm，電阻R=0.5Ω,其余電阻不計(jì)，摩擦也不計(jì)，試求：①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小②感應(yīng)電流的大小和方向③使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)所需的拉力④感應(yīng)電流的功率⑤拉力的功率RFmrMNQPabB右手定則第4頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五基本方法：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(shì)的大小和方向。2、求回路中的電流強(qiáng)度3、分析導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則）4、列動(dòng)力學(xué)方程求解。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例3、導(dǎo)軌光滑、水平、電阻不計(jì)、間距L=0.20m；導(dǎo)體棒長也為L、電阻不計(jì)、垂直靜止于導(dǎo)軌上；磁場豎直向下且B=0.5T；已知電阻R=1.0Ω；現(xiàn)有一個(gè)外力F沿軌道拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測得F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，求桿的質(zhì)量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s1234567830S末功率？第6頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例1、圓環(huán)水平、半徑為a、總電阻為2R；磁場豎直向下、磁感強(qiáng)度為B；導(dǎo)體棒MN長為2a、電阻為R、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v向右移動(dòng)經(jīng)過環(huán)心O時(shí)，求：（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗的總的熱功率。BvMNo2、電磁感應(yīng)中的電路問題利用E=BLV求電動(dòng)勢(shì)，右手定則判斷方向分析電路畫等效電路圖第7頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例2、線圈50匝、橫截面積20cm2、電阻為1Ω；已知電阻R=99Ω；磁場豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度以100T/s的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻R的電流多大小和方向？BR利用楞次定律判斷方向畫等效電路圖利用閉合歐姆定律求電流第8頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五基本方法：1、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向。2、畫等效電路。3、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。第9頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例1、θ=30o，L=1m，B=1T，導(dǎo)軌光滑電阻不計(jì)，F(xiàn)功率恒定且為6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)s=2.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中ab產(chǎn)生的熱量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的穩(wěn)定速度（2）ab棒從靜止開始達(dá)到穩(wěn)定速度所需時(shí)間。θabBF3、電磁感應(yīng)中的能量問題第10頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例2、水平面光滑，金屬環(huán)r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v=10m/s向右勻速滑向有界磁場，勻強(qiáng)磁場B=0.5T；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)釋放了32J的熱量，求：（1）此時(shí)圓環(huán)中電流的即時(shí)功率；（2）此時(shí)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的加速度。Bv第11頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)：①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轉(zhuǎn)化為電能。②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，因此電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。基本方法：①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的大小和方向。②畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率的表達(dá)式。③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。第12頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五1.如圖所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行．取它剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻t＝0.在下列圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象嗎?[c]4、電磁感應(yīng)中的圖象問題第13頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例2：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（如圖所示），已知線圈中感生電流i隨時(shí)間而變化的圖象如圖所示，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間而變化的圖象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD第14頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例4：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，磁場寬度L=3m，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s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。

(1)畫出金屬框穿過磁場區(qū)的過程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的(i-t)圖線。(以順時(shí)針方向電流為正)

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLB第15頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第16頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例6：如圖(甲）中，A是一邊長為l的正方形導(dǎo)線框，電阻為R。今維持以恒定的速度v沿x軸運(yùn)動(dòng)，穿過如圖所示的勻強(qiáng)磁場的有界區(qū)域。若沿x軸的方向?yàn)榱Φ恼较颍蛟趫D示位置的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則磁場對(duì)線框的作用力F隨時(shí)間t的變化圖線為圖（乙）中的（）B第17頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例7：如圖所示的異形導(dǎo)線框，勻速穿過一勻強(qiáng)磁場區(qū)，導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象是（設(shè)導(dǎo)線框中電流沿abcdef為正方向）（）bcadefD第18頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五例8：如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域．從BC邊進(jìn)入磁場區(qū)開始計(jì)時(shí)，到A點(diǎn)離開磁場區(qū)止的過程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?是如下圖所示中的（）A第19頁，共21頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)56分，星期五2、如圖所示豎直放置的螺線管和導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體環(huán)。當(dāng)導(dǎo)線abcd