物理一輪復(fù)習2014第九章22

1、第九章第九章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)2013/12/92013/12/9主主題題考試說明（考試說明（要求要求）教學(xué)指導(dǎo)意見（教學(xué)指導(dǎo)意見（不要求不要求）電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象 （1 1）涉及反電動勢問題）涉及反電動勢問題（2 2）即有動生又有感生的電磁）即有動生又有感生的電磁 感應(yīng)問題感應(yīng)問題（3 3）計算自感電動勢）計算自感電動勢（4 4）解釋電磁驅(qū)動和電磁阻尼）解釋電磁驅(qū)動和電磁阻尼 現(xiàn)象現(xiàn)象法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 楞次定律楞次定律 自感、渦流自感、渦流 第第1 1課時課時 電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律楞次定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象問題：如何使圓盤問題：如

2、何使圓盤產(chǎn)生感應(yīng)電流？產(chǎn)生感應(yīng)電流？南北站？東西站？南北站？東西站？千人震千人震問題：思考下列現(xiàn)象，歸納電磁感應(yīng)的條件？問題：思考下列現(xiàn)象，歸納電磁感應(yīng)的條件？磁通量（磁通量的變化）磁通量（磁通量的變化）問題：增加匝問題：增加匝數(shù)，平動、繞數(shù)，平動、繞中點連線轉(zhuǎn)動，中點連線轉(zhuǎn)動，磁通量如何變磁通量如何變化？化？AB當當B擴大時，穿過擴大時，穿過B的磁通量如何變？的磁通量如何變？感應(yīng)電流的方向判定感應(yīng)電流的方向判定1 1、右手定則、右手定則 2 2、楞次定律、楞次定律練習：練習：如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)如圖，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a a與金屬圓環(huán)與金屬圓環(huán)b b同心共面放同心共面放置，當置，當a

3、 a繞繞O O點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，點在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，b b中產(chǎn)生順時針方向的中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a a：(A)(A)順時針加速旋轉(zhuǎn)順時針加速旋轉(zhuǎn) (B)(B)順時針減速旋轉(zhuǎn)順時針減速旋轉(zhuǎn)(C)(C)逆時針加速旋轉(zhuǎn)逆時針加速旋轉(zhuǎn) (D)(D)逆時針減速旋轉(zhuǎn)逆時針減速旋轉(zhuǎn)電磁感感應(yīng)產(chǎn)生的效果（能量守恒的體現(xiàn)）電磁感感應(yīng)產(chǎn)生的效果（能量守恒的體現(xiàn)）楞次定律的不同表述：楞次定律的不同表述：阻礙原磁通量的變化阻礙原磁通量的變化“增反減同增反減同”阻礙相對運動阻礙相對運動“來拒去留來拒去留”使線圈面積有擴大或縮小的趨勢

4、使線圈面積有擴大或縮小的趨勢“增縮減擴增縮減擴”阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化( (自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象)“)“增反減同增反減同”. .練習：練習：如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒金屬棒PQPQ、MNMN，當，當PQPQ在外力的作用下運動時，在外力的作用下運動時，MNMN向右運動，則向右運動，則PQPQ所做的運動可能是所做的運動可能是( () )A A向右加速運動向右加速運動B B向左加速運動向左加速運動C C向右減速運動向右減速運動D D向左減速運動向左減速運動楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的應(yīng)用楞次定律、右手定則、

5、左手定則、安培定則的應(yīng)用練習：練習：方向豎直向上的勻強磁場中，閉合矩形金屬線框方向豎直向上的勻強磁場中，閉合矩形金屬線框abcdabcd用用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在o o點，并可繞點，并可繞o o點擺動。金屬線框從右側(cè)某點擺動。金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。判斷感應(yīng)電流金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。判斷感應(yīng)電流的方向？的方向？c c楞次定律楞次定律右手定則右手定則第第2 2課時課時 法拉第電磁感應(yīng)定律、自感和渦流法拉第電磁感應(yīng)定律、自感

6、和渦流自感自感通電自感通電自感斷電自感斷電自感 分析其形成的原因，并畫出在整個過程中通過燈電流隨分析其形成的原因，并畫出在整個過程中通過燈電流隨時間的變化圖像？（以起始電流方向為正方向）時間的變化圖像？（以起始電流方向為正方向）渦流渦流法拉弟電磁感應(yīng)定律的理解法拉弟電磁感應(yīng)定律的理解問題：分別求出上述情況的感應(yīng)電動勢？（注意問題：分別求出上述情況的感應(yīng)電動勢？（注意B、L、V）問題：指出上述情況產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的本質(zhì)？問題：指出上述情況產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的本質(zhì)？練習：練習：在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為在光滑的水平地面上方，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為B B、方向相反的水平勻強磁場，如圖

7、所示，方向相反的水平勻強磁場，如圖所示，PQPQ為兩個磁場的邊界，為兩個磁場的邊界，磁場范圍足夠大一個半徑為磁場范圍足夠大一個半徑為a a，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，電阻為，電阻為R R的金屬圓的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度環(huán)垂直磁場方向，以速度v v從如圖所示位置運動，當圓環(huán)運動從如圖所示位置運動，當圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線到直徑剛好與邊界線PQPQ重合時，圓環(huán)的速度為重合時，圓環(huán)的速度為v/2 v/2 ，則下列，則下列說法正確的是（）說法正確的是（）A A此時圓環(huán)中的電功率為此時圓環(huán)中的電功率為16B16B2 2a a2 2v2/ R v2/ R B B此時圓環(huán)的加速度為此時圓環(huán)的加速度為8

8、B8B2 2a a2 2v /mRv /mR C C此過程中通過圓環(huán)截面的電量為此過程中通過圓環(huán)截面的電量為BaBa2 2/R /R D D此過程中回路產(chǎn)生的電能為此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv0.75mv2 2瞬時值、平均值、有效值瞬時值、平均值、有效值渦旋電場的理解渦旋電場的理解（電子感應(yīng)加速器）電子感應(yīng)加速器）問題：要使電子加速，如圖所示的電流應(yīng)如何變化？問題：要使電子加速，如圖所示的電流應(yīng)如何變化？楞次定律楞次定律練習：練習：如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為如圖甲，在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B B的的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面

9、固定一半徑為勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平面固定一半徑為r r的圓環(huán)形光滑細玻璃管，環(huán)的圓環(huán)形光滑細玻璃管，環(huán)心心0 0在區(qū)域中心。一質(zhì)量為在區(qū)域中心。一質(zhì)量為m m、帶電量為、帶電量為q q（q0q0）的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向）的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向（從上向下看）做圓周運動。已知磁感應(yīng)強度大?。◤纳舷蛳驴矗┳鰣A周運動。已知磁感應(yīng)強度大小B B隨時間隨時間t t的變化關(guān)系如圖乙的變化關(guān)系如圖乙所示，其中所示，其中 。設(shè)小球在運動過程中電量保持不變，對原磁場的影響可。設(shè)小球在運動過程中電量保持不變，對原磁場的影響可忽略。忽略。（1 1）在）在t=0t=0到到t=Tt=T0 0 這段時間內(nèi)，小

10、球不受細管側(cè)壁的作用力，求小球的速度這段時間內(nèi)，小球不受細管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小大小V V0 0；（2 2）在豎直向下的磁感應(yīng)強度增大過程中，將產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在）在豎直向下的磁感應(yīng)強度增大過程中，將產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。水平面內(nèi)一系列沿逆時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。試求試求t=Tt=T0 0 到到t=1.5Tt=1.5T0 0 這段時間內(nèi)：這段時間內(nèi)： 細管內(nèi)渦旋電場的場強大小細管內(nèi)渦旋電場的場強大小E E；電場力對小球做的功電場力對小球做的功W W。002qBmTB-tB-t

11、練習：練習：如圖所示，相互平行的足夠長的光滑絕緣軌道如圖所示，相互平行的足夠長的光滑絕緣軌道MNMN和和PQPQ水平固定，有一水平固定，有一質(zhì)量為質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的水平導(dǎo)體框的水平導(dǎo)體框abcdabcd（其長度（其長度abab= =cdcd= =L L1 1寬度寬度ad=bcad=bc=L=L2 2）可沿）可沿軌道滑動，滑動時軌道滑動，滑動時abab、cdcd邊始終保持與軌道垂直。軌道所在空間存在豎直方邊始終保持與軌道垂直。軌道所在空間存在豎直方向的磁場，其磁感應(yīng)強度向的磁場，其磁感應(yīng)強度B B的大小沿的大小沿x x坐標正向（水平向右）按坐標正向（水平向右）按B=kxB=kx

12、（k k為已為已知的常數(shù)）隨坐標知的常數(shù)）隨坐標x x成正比增強?，F(xiàn)對導(dǎo)體框施加一大小恒為成正比增強?，F(xiàn)對導(dǎo)體框施加一大小恒為F F的外力，使它的外力，使它由靜止開始從坐標原點由靜止開始從坐標原點O O開始向右運動，問：開始向右運動，問：若從上往下看，框中的感應(yīng)電流方向為順時針方向，那么磁場方向如何？若從上往下看，框中的感應(yīng)電流方向為順時針方向，那么磁場方向如何？導(dǎo)體框的運動情況如何？試定性作出描述。導(dǎo)體框的運動情況如何？試定性作出描述。當導(dǎo)體框向右運動的速度為當導(dǎo)體框向右運動的速度為v v時，框中的電流為多大？時，框中的電流為多大？導(dǎo)體框向右運動能提供的最大電功率為多大？導(dǎo)體框向右運動能提供

13、的最大電功率為多大？ B-xB-x練習：練習：為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種為了提高自行車夜間行駛的安全性，小明同學(xué)設(shè)計了一種“閃爍閃爍”裝置。裝置。如圖所示，自行車后輪由半徑如圖所示，自行車后輪由半徑r r1 1=5.0=5.0l0l0-2-2m m的金屬內(nèi)圈、半徑的金屬內(nèi)圈、半徑r r2 2=0.40m=0.40m的金屬的金屬外圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有外圈和絕緣輻條構(gòu)成。后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4 4根金屬條，每根金根金屬條，每根金屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為屬條的中間均串聯(lián)有一電阻值為R R的小燈泡。在支架上裝有磁鐵，形成了磁感的小燈泡。

14、在支架上裝有磁鐵，形成了磁感應(yīng)強度應(yīng)強度B=0.l0TB=0.l0T、方向垂直紙面向外的、方向垂直紙面向外的“扇形扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為勻強磁場，其內(nèi)半徑為r r1 1，外，外半徑為半徑為r r2 2、張角、張角=30=300 0，后輪以角速度，后輪以角速度=2rad/s=2rad/s相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計相對于轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。若不計其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。其它電阻，忽略磁場的邊緣效應(yīng)。(1)(1)當金屬條當金屬條abab進入進入“扇形扇形”磁場時，求感應(yīng)電動勢磁場時，求感應(yīng)電動勢E E(2)(2)當金屬條當金屬條abab進入進入“扇形扇形”磁場時，磁場時，畫出畫出“閃爍閃爍”裝置的電路圖

15、；裝置的電路圖；(3)(3)從金屬條從金屬條abab進入進入“扇形扇形”磁場時磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，開始，經(jīng)計算畫出輪子轉(zhuǎn)一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間電勢差內(nèi)圈與外圈之間電勢差UabUab隨時間隨時間t t變變化的化的U Uab-tab-t圖象；圖象；1212年浙江卷年浙江卷模型應(yīng)用模型應(yīng)用專題專題 電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題練習：練習：如圖所示，如圖所示，MNMN、PQPQ是足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，其間距為是足夠長的光滑平行導(dǎo)軌，其間距為L L，且，且MPMNMPMN導(dǎo)導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角軌平面與水平面間的夾角=30=300 0MPMP接有電阻

16、接有電阻R R有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，有一勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B B0 0將一根質(zhì)量為將一根質(zhì)量為m m的金屬棒的金屬棒abab緊靠緊靠PMPM放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸放在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻也為良好，金屬棒的電阻也為R R，其余電阻均不計現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的恒力，其余電阻均不計現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的恒力F=mgF=mg沿導(dǎo)沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬棒，使金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，金屬棒運動過程中軌平面向上拉金屬棒，使金屬棒從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，金屬棒運動過程中始終與始終與MPMP平行當金屬棒滑行至平行當金屬棒滑行至cdcd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，處時

17、已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，cdcd 到到MPMP的距離為的距離為S S求：求： （1 1）金屬棒達到的穩(wěn)定速度；）金屬棒達到的穩(wěn)定速度；（2 2）金屬棒從靜止開始運動到）金屬棒從靜止開始運動到cdcd的過程中，電阻的過程中，電阻R R上產(chǎn)生的熱量；上產(chǎn)生的熱量；（3 3）若將金屬棒滑行至）若將金屬棒滑行至cdcd處的時刻記作處的時刻記作t=0t=0，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減，從此時刻起，讓磁感應(yīng)強度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，寫出磁感應(yīng)強度小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，寫出磁感應(yīng)強度B B隨時間隨時間t t變化的關(guān)系式變化的關(guān)系式畫好三圖畫好三圖思路歸納：思路歸納：電源電源 電源參數(shù)

18、電源參數(shù)E E和和r r電路電路 串、并聯(lián)；串、并聯(lián)；U U端端與與E E力力 F F安安（注意其動態(tài)變化）（注意其動態(tài)變化）運動運動 a a （注意其動態(tài)變化）（注意其動態(tài)變化）能量能量 W W安安（注意對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化）（注意對應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化）練習：練習：如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻如圖所示，兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，勻強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒強磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，金屬棒abab、cdcd與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合與導(dǎo)軌構(gòu)成閉合回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒回路且都可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動，兩金屬棒abab、cdcd的質(zhì)量之比為的質(zhì)量之比為21.21.用一沿導(dǎo)

19、軌方向的恒力用一沿導(dǎo)軌方向的恒力F F水平向右拉金屬棒水平向右拉金屬棒cdcd，經(jīng)過足夠，經(jīng)過足夠長時間以后長時間以后( () ) A A金屬棒金屬棒abab、cdcd都做勻速運動都做勻速運動B B金屬棒金屬棒abab上的電流方向是由上的電流方向是由b b向向a aC C金屬棒金屬棒cdcd所受安培力的大小等于所受安培力的大小等于2 2F F/3/3D D兩金屬棒間距離保持不變兩金屬棒間距離保持不變動態(tài)分析（穩(wěn)定狀態(tài)的理解）動態(tài)分析（穩(wěn)定狀態(tài)的理解）=90=900 0練習：練習：如圖所示，水平地面上方高為如圖所示，水平地面上方高為h=7.25mh=7.25m的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，的區(qū)域內(nèi)存在勻

20、強磁場，efef為為磁場的上水平邊界。邊長磁場的上水平邊界。邊長L L=l.0m=l.0m，質(zhì)量，質(zhì)量m m=0.5kg=0.5kg，電阻，電阻R R=2.0=2.0的正方形線框的正方形線框abcdabcd從磁場上方某處自由釋放，線框穿過磁場掉在地面上。線框在整個運動從磁場上方某處自由釋放，線框穿過磁場掉在地面上。線框在整個運動過程中始終處于豎直平面內(nèi)，且過程中始終處于豎直平面內(nèi)，且abab邊保持水平。以線框釋放的時刻為計時起邊保持水平。以線框釋放的時刻為計時起點，磁感應(yīng)強度點，磁感應(yīng)強度B B隨時間隨時間t t的變化情況如的變化情況如B B- -t t圖象，已知線框圖象，已知線框abab邊進

21、入磁場剛邊進入磁場剛好能勻速運動，好能勻速運動，g g取取10m/s10m/s2 2。求：。求：（1 1）線框進入磁場時勻速運動的速度）線框進入磁場時勻速運動的速度v v；（2 2）線框從釋放到）線框從釋放到abab落地的時間落地的時間t t；（3 3）線框從釋放到）線框從釋放到abab落地的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。落地的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。體會：體會：W W安安、E E電電、Q Q焦焦 的關(guān)系的關(guān)系注意注意P183P183頁頂上的一句話。頁頂上的一句話。【典例2】 如圖9-3-6甲所示，光滑斜面的傾角30，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長l11 m，bc邊的邊長l20.6 m

22、，線框的質(zhì)量m1 kg，電阻R0.1 ，線框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知F10 N斜面上ef線(efgh)的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化情況如圖乙的Bt圖象所示，時間t是從線框由靜止開始運動時刻起計時的如果線框從靜止開始運動，進入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh線的距離x5.1 m，取g10 m/s2.求：(1)線框進入磁場前的加速度；(2)線框進入磁場時勻速運動的速度v；(3)線框整體進入磁場后，ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱 審題提示 答案答案(1)5 m/s2(2)2 m/s(3)0.5 J練習：練習：如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放

23、置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計，導(dǎo)軌間距為l l，左側(cè)接一阻值為左側(cè)接一阻值為R R的電阻區(qū)域的電阻區(qū)域cdefcdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強磁場，磁場寬度為磁場寬度為s s. .一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為r r的金屬棒的金屬棒MNMN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到觸良好，受到F F0.50.5v v0.4(N)(0.4(N)(v v為金屬棒速度為金屬棒速度) )的水平外力作用，從磁場的的水平外力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大

24、左邊界由靜止開始運動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大( (已知：已知：l l1 m1 m，m m1 kg1 kg，R R0.3 0.3 ，r r0.2 0.2 ，s s1 m)1 m)(1)(1)分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運動；(2)(2)求磁感應(yīng)強度求磁感應(yīng)強度B B的大小；的大小；(3)(3)若撤去外力后棒的速度若撤去外力后棒的速度v v隨位移隨位移x x的變化規(guī)律滿足的變化規(guī)律滿足 ， 且棒在運動到且棒在運動到efef處時恰好靜止，則外力處時恰好靜止，則外力F F作用的作用的 時間為多少？時間為多少？(4)(4)若在棒未出磁場區(qū)域時撤出外力，畫

25、出棒在整個運動過程中速度隨位移若在棒未出磁場區(qū)域時撤出外力，畫出棒在整個運動過程中速度隨位移 變化所對應(yīng)變化所對應(yīng)S S的各種的各種可能可能的圖線的圖線xrRmlBvv)(220練習：練習：如圖所示，間距為如圖所示，間距為L L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計場強為，導(dǎo)軌光滑且電阻忽略不計場強為B B的條形勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂的條形勻強磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(qū)域的寬度為直，磁場區(qū)域的寬度為d d1 1，間距為，間距為d d2 2兩根質(zhì)量均為兩根質(zhì)量均為m m、有效電阻均為、有效電阻均為R R的導(dǎo)的導(dǎo)體棒體棒a

26、 a和和b b放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直 ( (設(shè)重力加速度為設(shè)重力加速度為g g) )(1)(1)若若a a進入第進入第2 2個磁場區(qū)域時，個磁場區(qū)域時，b b以與以與a a同樣的速度進入第同樣的速度進入第1 1個磁場區(qū)域，求個磁場區(qū)域，求b b穿過第穿過第1 1個磁場區(qū)域過程中增加的動能個磁場區(qū)域過程中增加的動能E Ek k(2)(2)若若a a進入第進入第2 2個磁場區(qū)域時，個磁場區(qū)域時，b b恰好離開第恰好離開第1 1個磁場區(qū)域；此后個磁場區(qū)域；此后a a離開第離開第2 2個個磁場區(qū)域時，磁場區(qū)域時，b b 又恰好進入第又恰好進入第2 2個磁場區(qū)域且個磁場區(qū)域且a

27、 ab b在任意一個磁場區(qū)域或在任意一個磁場區(qū)域或無磁場區(qū)域的運動時間均相同求無磁場區(qū)域的運動時間均相同求b b穿過第穿過第2 2個磁場區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)個磁場區(qū)域過程中，兩導(dǎo)體棒產(chǎn)生的總焦耳熱生的總焦耳熱Q Q(3)(3)對于第對于第(2)(2)問所述的運動情況，問所述的運動情況，求求a a穿出第穿出第k k個磁場區(qū)域時的速率個磁場區(qū)域時的速率sin1mgdEksin)(21ddmgQmRdlBdlBmgRdv8sin41221222練習：練習：磁懸浮鐵路系統(tǒng)是一種新型的交通運輸系統(tǒng)，它是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的磁懸浮鐵路系統(tǒng)是一種新型的交通運輸系統(tǒng)，它是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛

28、托起，使整個列車懸浮在導(dǎo)軌上同時利用電磁力進行吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導(dǎo)軌上同時利用電磁力進行驅(qū)動采用直線電機模式獲得驅(qū)動力的列車可簡化為如下情景：固定在列車下驅(qū)動采用直線電機模式獲得驅(qū)動力的列車可簡化為如下情景：固定在列車下端的矩形金屬框隨車平移；軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)端的矩形金屬框隨車平移；軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應(yīng)強度沿強度沿OxOx方向按正弦規(guī)律分布，最大值為方向按正弦規(guī)律分布，最大值為B B0 0，其空間變化周期為，其空間變化周期為2d2d，整個磁場，整個磁場以速度以速度v v1 1沿沿OxOx方向向前高速平移，由于列車沿方向

29、向前高速平移，由于列車沿OxOx方向勻速行駛速度方向勻速行駛速度v v2 2與磁場平與磁場平移速度不同，而且移速度不同，而且v v1 1v v2 2，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的向前安培，金屬框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流受到的向前安培力即為列車向前行駛的驅(qū)動力設(shè)金屬框電阻為力即為列車向前行駛的驅(qū)動力設(shè)金屬框電阻為R R，長，長PQ=LPQ=L，寬，寬NP=dNP=d，求：，求：（1 1）如圖）如圖2 2為列車勻速行駛時的某一時刻，為列車勻速行駛時的某一時刻，MNMN、PQPQ均處于磁感應(yīng)強度最大值均處于磁感應(yīng)強度最大值 處，此時金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的大小和方向處，此時金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的大小和

30、方向（2 2）列車勻速行駛）列車勻速行駛S S距離的過程中，矩形金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱距離的過程中，矩形金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱（3 3）列車勻速行駛時所獲得的最大驅(qū)動力的大小，并在圖）列車勻速行駛時所獲得的最大驅(qū)動力的大小，并在圖3 3中定性畫出驅(qū)動中定性畫出驅(qū)動 力功率隨時間變化在力功率隨時間變化在2d/v2d/v1 1v v2 2 時間內(nèi)的關(guān)系圖線時間內(nèi)的關(guān)系圖線練習：練習：如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量m m1 1=0.1kg=0.1kg，電阻，電阻R R1 1=0.3=0.3，長度，長度l=0.4ml=0.4m的導(dǎo)體棒橫的導(dǎo)體棒橫放在放在U U型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量型金屬框架上?？蚣苜|(zhì)量m

31、m2 2=0.2kg=0.2kg，放在絕緣水平面上，與水平面，放在絕緣水平面上，與水平面間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)=0.2=0.2，相距，相距0.4m0.4m的的MMMM、NNNN相互平行，電阻不計且足相互平行，電阻不計且足夠長。電阻夠長。電阻R R2 2=0.1MN=0.1MN的垂直于的垂直于MMMM。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度中，磁感應(yīng)強度B=0.5TB=0.5T。垂直于施加。垂直于施加F=2NF=2N的水平恒力，從靜止開始無摩擦的水平恒力，從靜止開始無摩擦地運動，始終與地運動，始終與MMMM、NNNN保持良好接觸。當運動到某處時，框架開

32、始運保持良好接觸。當運動到某處時，框架開始運動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g g取取10m/s10m/s2 2。（1 1）求框架開始運動時）求框架開始運動時abab速度速度v v的大??；的大??；（2 2）從開始運動到框架開始運動的過程中，）從開始運動到框架開始運動的過程中，MNMN上產(chǎn)生的熱量上產(chǎn)生的熱量q=0.1Jq=0.1J，求，求 該過程位移該過程位移x x的大小。的大小。（3）若此題）若此題F未知，且第（未知，且第（2）小題加上通過）小題加上通過MN的電量為的電量為5.5C的條件，的條件， 如何求如何求F的大小？的大??？

33、專題專題 電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題電磁感應(yīng)中的電路與圖象問題練習：練習：如圖所示，兩條平行的光滑水平導(dǎo)軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為如圖所示，兩條平行的光滑水平導(dǎo)軌上，用套環(huán)連著一質(zhì)量為0.2kg0.2kg、電阻為電阻為22的導(dǎo)體桿的導(dǎo)體桿abab，導(dǎo)軌間勻強磁場的方向垂直紙面向里已知，導(dǎo)軌間勻強磁場的方向垂直紙面向里已知R R1 133，R R2 266，電壓表的量程為，電壓表的量程為0 010V10V，電流表的量程為，電流表的量程為0 03A(3A(導(dǎo)軌的電阻不導(dǎo)軌的電阻不計計) )求：求：(1)(1)將將R R調(diào)到調(diào)到3030時，用垂直于桿時，用垂直于桿abab的力的力F F40N40N，使

34、桿，使桿abab沿著導(dǎo)軌向右移動且沿著導(dǎo)軌向右移動且達到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，達到最大速度時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則桿則桿abab的速度多大？的速度多大？(2)(2)將將R R調(diào)到調(diào)到33時，欲使桿時，欲使桿abab運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好運動達到穩(wěn)定狀態(tài)時，兩表中有一表的示數(shù)恰好滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？滿量程，另一表又能安全使用，則拉力應(yīng)為多大？(3)(3)在第在第(1)(1)小題的條件下，當桿小題的條件下，當桿abab運動達到最大速度時突然撤去拉力，則電運動達到最大速度時突然撤去拉力

35、，則電阻阻R R1 1上還能產(chǎn)生多少熱量？上還能產(chǎn)生多少熱量？1.1.對電磁感應(yīng)中電源的理解對電磁感應(yīng)中電源的理解(1)(1)電勢高低的判斷電勢高低的判斷(2)(2)電源能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)（電源能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)（W W克安克安=E=E電電？）？）2.2.對電磁感應(yīng)電路的理解對電磁感應(yīng)電路的理解(1)E(1)E電電=Q=Q焦焦？(2)E(2)E與與U U端端 練習：練習：如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距間距d d0.5m0.5m，電阻不計，左端通過導(dǎo)線與阻值，電阻不計，左端通過導(dǎo)線與阻值R R22的電阻連的電阻連接，右端通過導(dǎo)線與

36、阻值接，右端通過導(dǎo)線與阻值R RL L44的小燈泡的小燈泡L L連接在連接在CDFECDFE矩形區(qū)矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CECE長長l l2m2m，有一阻值，有一阻值r r22的金的金屬棒屬棒PQPQ放置在靠近磁場邊界放置在靠近磁場邊界CDCD處處CDFECDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示在隨時間變化規(guī)律如圖乙所示在t t0 0至至t t4s4s內(nèi)，金屬棒內(nèi)，金屬棒PQPQ保持保持靜止，在靜止，在t t4s4s時使金屬棒時使金屬棒PQPQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動已知從速

37、運動已知從t t0 0開始到金屬棒運動到磁場邊界開始到金屬棒運動到磁場邊界EFEF處的整個過處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化求：程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化求：(1)(1)通過小燈泡的電流；通過小燈泡的電流；(2)(2)金屬棒金屬棒PQPQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小在磁場區(qū)域中運動的速度大小電磁感應(yīng)圖象問題電磁感應(yīng)圖象問題圖象類型圖象類型(1)(1)磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度B B、磁通量、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電動勢E E、感應(yīng)電流感應(yīng)電流I I、安、安培力培力F F隨時間變化的圖象隨時間變化的圖象, ,即即B Bt t圖象、圖象、 t t圖象、圖象、E Et t圖圖象、象、I It

38、t圖象、圖象、F-tF-t圖像圖像(2)(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況, ,還常還常涉及感應(yīng)電動勢涉及感應(yīng)電動勢E E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I I隨線圈位移變化的圖象隨線圈位移變化的圖象, ,即即E Ex x圖象和圖象和I Ix x圖象圖象問題類型問題類型(1)(1)由給定的由給定的電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象過程判斷或畫出正確的圖象(2)(2)由給定的有關(guān)圖象分析由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)過程過程, ,求解相應(yīng)的物理量求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識應(yīng)用知識左手定則、安培定則、右手定則、左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律楞次定律、法拉第電磁感法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律、函數(shù)圖象知識等、歐姆定律、牛頓運動定律、函數(shù)圖象知識等問題：對于圖像問題，你會關(guān)注什么才能理解或應(yīng)用好圖像問題：對于圖像問題，你會關(guān)注什么才能理解或應(yīng)用好圖像？練習：練習：如圖所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿如圖所示，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁