高中物理法拉第電磁感應定律應用專題

電磁感應規(guī)律綜合應用常見題型2、電磁感應中力學問題1、電磁感應中電路問題3、電磁感應中能量問題4、電磁感應中圖象問題專題:電磁感應規(guī)律的綜合應用第1頁例1、圓環(huán)水平、半徑為a、總電阻為2R；磁場豎直向下、磁感強度為B；導體棒MN長為2a、電阻為R、粗細均勻、與圓環(huán)一直保持良好電接觸；當金屬棒以恒定速度v向右移動經(jīng)過環(huán)心O時，求：（1）棒上電流大小和方向及棒兩端電壓UMN（2）在圓環(huán)和金屬棒上消耗總熱功率。BvMNo1電磁感應中電路問題第2頁例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，磁感應強度以100T/s改變度均勻減小。在這一過程中經(jīng)過電阻R電流多大小和方向？BR第3頁基本方法：1、使用方法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢大小和方向。2、畫等效電路。3、利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4頁2、電磁感應中力學問題第5頁例2、如圖B=0.2T，金屬棒ab向右勻速運動，v=5m/s，L=40cm，電阻R=0.5Ω,其余電阻不計，摩擦也不計，試求：①感應電動勢大?、诟袘娏鞔笮『头较颌凼菇饘侔魟蛩龠\動所需拉力④感應電流功率⑤拉力功率RFmrMNQPabB第6頁基本方法：1、使用方法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢大小和方向。2、求回路中電流強度3、分析導體受力情況（包含安培力，用左手定則）4、列動力學方程求解。第7頁例3、導軌光滑、水平、電阻不計、間距L=0.20m；導體棒長也為L、電阻不計、垂直靜止于導軌上；磁場豎直向下且B=0.5T；已知電阻R=1.0Ω；現(xiàn)有一個外力F沿軌道拉桿，使之做勻加速運動，測得F與時間t關(guān)系如圖所表示，求桿質(zhì)量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s1234567830S末功率？第8頁例1、θ=30o，L=1m，B=1T，導軌光滑電阻不計，F(xiàn)功率恒定且為6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由靜止開始運動，當s=2.8m時，取得穩(wěn)定速度，在此過程中ab產(chǎn)生熱量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒穩(wěn)定速度（2）ab棒從靜止開始到達穩(wěn)定速度所需時間。θabBF3、電磁感應中能量問題第9頁例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，勻強磁場B=0.5T；從環(huán)剛進入磁場算起，到剛好有二分之一進入磁場時，圓環(huán)釋放了32J熱量，求：（1）此時圓環(huán)中電流即時功率；（2）此時圓環(huán)運動加速度。Bv第10頁能量轉(zhuǎn)化特點：①導體切割磁感線或磁通量發(fā)生改變在回路中產(chǎn)生感應電流，機械能或其它形式能量便轉(zhuǎn)化為電能。②含有感應電流導體在磁場中受安培力作用或經(jīng)過電阻發(fā)燒，又可使電能轉(zhuǎn)化為機械能或電阻內(nèi)能，所以電磁感應過程總是伴伴隨能量轉(zhuǎn)化。基本方法：①使用方法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應動勢大小和方向。②畫出等效電路，求回路中電阻消耗電功率表示式。③分析導體機械能改變，用能量守恒關(guān)系得到機械功率改變與回路中電功率改變所滿足方程。第11頁1、常見圖象有：B-tΦ-tE-tU-tI-t

F-t

E-xU-xI-x

F-x等圖象(1)以上B、Φ、E、U、I、F等各矢量是有方向，通

慣用正負表示。(詳細由楞次定律判斷)(2)以上各物理量大小由法拉第電磁感應定律判斷（3）需注意問題：

磁通量是否改變以及改變是否均勻、

感應電動勢(感應電流)大小以及是否恒定、

感應電動勢(感應電流)方向、

電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生過程以及時間段.①從圖像上獲取已知條件、分析物理過程②從抽象圖像出發(fā)，建立實際物理模型4、電磁感應中圖象問題第12頁例1：勻強磁場磁感應強度為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速度勻速穿過磁場區(qū)，其平面一直一磁感線方向垂直，如圖所表示。

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

(2)畫出ab兩端電壓U-t圖線adbcvLB第13頁例2：如圖(甲）中，A是一邊長為l正方形導線框，電阻為R。今維持以恒定速度v沿x軸運動，穿過如圖所表示勻強磁場有界區(qū)域。若沿x軸方向為力正方向，框在圖示位置時刻作為計時起點，則磁場對線框作用力F隨時間t改變圖線為圖（乙）中（）第14頁例3：如圖所表示，半徑為R閉合金屬環(huán)處于垂直于環(huán)勻強磁場中，現(xiàn)用平行環(huán)現(xiàn)拉力F，欲將金屬環(huán)從磁場邊界勻速拉出，則拉力F隨金屬環(huán)位置改變以下列圖中()RR2ROFxR2ROFxR2ROFxR2ROFxABCD第15頁例4、如圖所表示豎直放置螺線管和導線abcd組成回路，螺線管下方水平桌