電磁感應(yīng)的幾種問題探究

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

2、，設(shè)線圈的邊長分別是L1和L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈的匝數(shù)為N，從圖示位置開始計(jì)時(shí)， （1）圖示位置，磁通量為 ，感應(yīng)電動(dòng)勢為 （2）線圈轉(zhuǎn)過900時(shí)，磁通量為 ， 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 ，這個(gè)過程中磁通量的變化量為 ，線圈的電動(dòng)勢為 （3）線圈轉(zhuǎn)過1800時(shí)，磁通量為 ， 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 ，這個(gè)過程磁通量的變化量為 ，線圈的電動(dòng)勢為 （4）從中性面開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)過角度時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 從BS開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)過角度時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為 考點(diǎn)：線圈切割磁感線的平均感應(yīng)電動(dòng)勢；瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)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(gè)角度去分析： Uab=Udc0 感應(yīng)電流I=0 （2）有勢有流abcdv 相當(dāng)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(yīng)電流，部分切割有電流學(xué)習(xí)一種方法引導(dǎo)推理法感應(yīng)電流大小計(jì)算問題Bab練習(xí)4、由兩個(gè)同種材料,同樣粗細(xì)的導(dǎo)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(qiáng)磁場，當(dāng)勻強(qiáng)磁場隨著時(shí)間均勻變化時(shí)，圓環(huán)a、b的感應(yīng)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(xí)5、勻強(qiáng)磁場中固定一個(gè)金屬框架ABC，導(dǎo)體棒在框架上沿著角平分線勻速平移，且移動(dòng)中構(gòu)成閉合等勢腰三角形，導(dǎo)體棒與框架的材料、粗細(xì)相同，接觸電阻不計(jì)，試證明電路中的感應(yīng)電流

4、恒定。vABBCPFE證明：設(shè)導(dǎo)體棒從B點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線單位長度的電阻為r，則導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，距離BP=x=vt切割邊的長度為：L=2vttanBF=BE=2vt/cos閉合電路的感應(yīng)電動(dòng)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(shí)間無關(guān)。注意：解決本題的關(guān)鍵是設(shè)時(shí)間變量t，都用時(shí)間變量表示電動(dòng)勢與電阻則問題順利解決。電磁感應(yīng)的能量問題 練習(xí)6、如圖所示，導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)切割磁感線，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場為B，軌道寬度為L，切割速度RBvL為v，外電阻為R，導(dǎo)體棒的電阻為R/，求：安培力及所做的功。

5、解析：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)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(dāng)安培力完全是阻力時(shí)，安培力做功完全發(fā)熱。即機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，電能又轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。考察電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化，深化安培力做功特點(diǎn)BvdL練習(xí)7、如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)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(jìn)入，最后又從磁場中穿出。設(shè)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(jié)論？通過計(jì)算回答。考察能量守恒；平衡觀點(diǎn)；功的定義電磁感應(yīng)的電量問題練習(xí)8、求上題兩種情況下，求線圈進(jìn)入磁場的過程中流過

6、導(dǎo)體橫截面積的電荷量。電量的計(jì)算用平均感應(yīng)電動(dòng)勢；同時(shí)要注意最后結(jié)論電磁感應(yīng)作圖題Bv3LLxL練習(xí)9、（高考題）如圖所示，有界勻強(qiáng)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(jìn)入并穿出磁場區(qū)域，（1）作出感應(yīng)電流隨時(shí)間的變化圖線（規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较颍?）作出安培力隨時(shí)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(shí)間變化？Ft0it0三角形線框：it0電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題練習(xí)10、（高考題）如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在整個(gè)軌道平面都有垂直于導(dǎo)軌平面

7、向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在導(dǎo)軌的MP上有電阻R，其它電阻不計(jì)。一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab，質(zhì)量為M，從靜止開始沿著導(dǎo)軌滑下，求金屬棒ab的最大速度。設(shè)棒ab與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為BabMPRQN考點(diǎn)提示：電磁感應(yīng)與力學(xué)綜合方法點(diǎn)拔：畫截面圖，通過分析受力，列牛頓定律方程，當(dāng)加速度a=0時(shí)，速度最大MNPQabdc練習(xí)11、如圖所示,MN、PQ為水平水平的平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，ab、cd為兩根質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒，垂直于導(dǎo)軌導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒的電阻分別是R和2R，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，原來兩導(dǎo)體棒均處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)ab棒受到瞬時(shí)沖量向右以速度v0運(yùn)動(dòng)

8、時(shí)，（設(shè)導(dǎo)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(yùn)動(dòng)情況（2）求最終兩棒的速度（3）最終兩棒上消耗的電能練習(xí)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(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁場中滑去，當(dāng)滑到圖示位置時(shí)，已產(chǎn)生了1.6J的熱量，求（1）圖示位置時(shí)金屬框的速度B（2）圖示位置時(shí)金屬框中感應(yīng)電流的功率BRL練習(xí)13、如圖所示，豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0=0.5T，且以0.1T/s均勻增加，水平導(dǎo)軌寬d=0.5m，在導(dǎo)軌上L=0.8m處擱一導(dǎo)體，電阻為r=0.1

9、，并用水平細(xì)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(jì)，不考慮摩擦。問通過多長時(shí)間能把物體吊起？練習(xí)14、（03高考）兩兩金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在的平面垂直，導(dǎo)軌的電阻很小可不計(jì)，導(dǎo)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(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)，滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻為R=0.5，在t=0時(shí)刻兩桿均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)有一個(gè)與導(dǎo)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(dǎo)軌上滑動(dòng)，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(dāng)甲勻速運(yùn)動(dòng)乙固定不動(dòng)時(shí),乙上的電流、電壓如何?（2）甲、乙以相同的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，乙上的電流、電壓又如何？物理量單位的推導(dǎo)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(yīng)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(yīng)電流的磁場方向與它反向原磁場的磁通量減弱，感應(yīng)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(yīng)用阻礙“磁通量的變化”G_+原磁場的磁

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

12、動(dòng)（3）導(dǎo)體棒勻減速向右運(yùn)動(dòng)（4）導(dǎo)體棒勻減速向左運(yùn)動(dòng)方法提示：研究對象：副線圈（右邊的線圈）注意事項(xiàng)：變壓器鐵芯內(nèi)部磁通量環(huán)繞，不損耗感應(yīng)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(jié)規(guī)律。在規(guī)律下重新認(rèn)識。練習(xí)5、（1）當(dāng)線圈a中的電流均勻增加時(shí)，判定線圈b中的感應(yīng)電流方向。（2）當(dāng)線圈a中的電流均勻增加時(shí)，判定線圈b中的感應(yīng)電流方向。ab規(guī)律小結(jié)：練習(xí)6、判定下面各種情況下，下面線圈的感應(yīng)電流的方向（1）開關(guān)閉合時(shí)（2）開關(guān)打開時(shí)（3）若電阻增大 （3）阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)“跟著走”練習(xí)7、桌子上放一鋁質(zhì)圓環(huán)，當(dāng)條形磁鐵N極向下從上面很快插入圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)對桌子的壓力將 ；當(dāng)條形磁鐵S極向下從上面很快插入圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)對桌子的壓力將 ；當(dāng)條形磁鐵S極向下從桌面很快拔出圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)對桌子的壓力將 。AB練習(xí)8