電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題2電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)課件

1.電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題2.電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)綜合專(zhuān)題復(fù)習(xí)1.電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題2.電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁12.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中

那部分電路

相當(dāng)于閉合電路中的電源，這種等效電源通常包括

電源和

電源兩類(lèi)。1．閉合電路通常由兩大部分組成，一是

，二是

。溫故而知新：電源外電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的動(dòng)生感生一.電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中那部分電路2例1.兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求：（1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大?。唬?）電容器所帶的電荷量q。請(qǐng)先思考，然后說(shuō)出你的思路即可，課后做計(jì)算。例1.兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、M′N(xiāo)′平行置于同一水平面3引申：（3）如圖所示，假設(shè)原電路右端連有一部分形狀與正弦函數(shù)形狀相同的電路，且滿(mǎn)足y=Lsinx。假設(shè)金屬棒電阻和正弦狀電路的電阻不計(jì)，其它條件不變，在金屬棒以速度v勻速滑過(guò)正弦段電路的過(guò)程中，求整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。（思考，說(shuō)思路。）

提醒1：動(dòng)生電源情形可以較復(fù)雜；內(nèi)外電路的電阻連接也要仔細(xì)分析。xy引申：提醒1：動(dòng)生電源情形可以較復(fù)雜；內(nèi)外電路的電阻連接也要4例2.如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁場(chǎng)方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都相互垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合，導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。從t＝0時(shí)刻開(kāi)始，線框勻速橫穿兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。已知導(dǎo)線框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)速度為v。求導(dǎo)線框位于如圖兩位置時(shí)回路中的感應(yīng)電流。提醒2：仔細(xì)分析等效電源：個(gè)數(shù)、正負(fù)極、變化答案：(1)i=0

（2）i=3Blv/R例2.如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均5×××××××l×××××××××××llvLOO/L/45°例3（07上海）如圖所示，LOO/L/為一折線，它所形成兩個(gè)角∠LOO/和∠OO/L/均為45°。折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直于紙面向里，一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿垂直于OO/的方向以速度v作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t＝0的刻恰好位于圖中所示位置。以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，定性畫(huà)出線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象。提醒3：當(dāng)心電動(dòng)勢(shì)的突變！I0123×××××××l×××××××××××llvLOO/L/456例4．如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)上接有兩只小燈泡L1和L3，圓環(huán)上的A點(diǎn)和圓心之間又接有小燈泡L2，三個(gè)小燈泡L1、L2、L3的電阻依次為3R、3R和6R。一半徑也為r的金屬棒一端與圓心連接，一端擱在金屬圓環(huán)上，可以繞圓心旋轉(zhuǎn)而保持和圓心及圓環(huán)的良好接觸。在圓環(huán)的直徑MN一側(cè)分布有按圖示規(guī)律變化的均勻磁場(chǎng)。除三個(gè)小燈泡的電阻外，其余電阻均不計(jì)。t=0時(shí)刻使金屬棒從N點(diǎn)開(kāi)始以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)到M處時(shí)迫使其停止。求：（1）金屬棒轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)小燈泡L3的電功率；（2）在0―π/ω和π/ω―2π/ω兩時(shí)段中小燈泡L2消耗的電能之比。tπ/ω2π/ω3B0B0OB提醒4：電源類(lèi)型的轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)變化重點(diǎn)分析電源和電路結(jié)構(gòu)，不必計(jì)算。例4．如圖所示，半徑為r的金屬圓環(huán)上接有兩只小燈泡L1和L37電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題等效電源外電路：類(lèi)型：動(dòng)生還是感生？個(gè)數(shù)及連接方式變化：類(lèi)型、正負(fù)極、個(gè)數(shù)結(jié)構(gòu)及其變化課時(shí)小結(jié)：電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題等效電源外電路：類(lèi)型：動(dòng)生還是感生？個(gè)數(shù)8預(yù)備題：1.兩條彼此平行間距l(xiāng)=0.5m

的光滑金屬導(dǎo)軌水平固定放置，導(dǎo)軌左端接阻值R=2Ω的電阻，右端接阻值RL=4Ω的小燈泡，如圖（a）所示．在導(dǎo)軌的MNQP矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MP的長(zhǎng)d=2m,MNQP區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖（b）所示．垂直導(dǎo)軌跨接一金屬桿，金屬桿的電阻r=2Ω，兩導(dǎo)軌電阻不計(jì)．在t=0時(shí)，用水平恒力F拉金屬桿，使金屬桿由靜止開(kāi)始從GH位置向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬桿從GH位置運(yùn)動(dòng)到PQ位置的過(guò)程中，小燈泡的亮度一直沒(méi)有變化．求：(1）通過(guò)小燈泡的電流I.(2）水平恒力F的大?。?3）金屬桿的質(zhì)量m.提醒：電源類(lèi)型變化了！外電路結(jié)構(gòu)也變化了！預(yù)備題：提醒：電源類(lèi)型變化了！外電路結(jié)構(gòu)也變化了！9預(yù)備題：2.把總電阻為2R和R的兩個(gè)粗細(xì)均勻的電阻絲焊成直徑分別為2d和d的兩個(gè)同心圓環(huán)，，水平固定在絕緣桌面上，在大小兩環(huán)之間的區(qū)域穿過(guò)一個(gè)豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一長(zhǎng)度為2d、電阻等于R的粗細(xì)均勻的金屬棒MN放在圓環(huán)上，與兩環(huán)保持良好接觸，如圖所示。當(dāng)金屬棒以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)環(huán)心O時(shí)，試求（1）金屬棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（2）金屬棒中EF段的電流強(qiáng)度；（3）EF兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。提醒：當(dāng)電路非常復(fù)雜時(shí)，最好畫(huà)出規(guī)范的等效電路圖。R/2R/2R/4R/4RRR/2預(yù)備題：2.把總電阻為2R和R的兩個(gè)粗細(xì)均勻的電阻絲焊成直徑10電磁感應(yīng)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律電磁感應(yīng)的應(yīng)用自感互感渦流高考要求ⅠⅡⅡⅡⅠE=BLv

【知識(shí)回顧】二.電磁感應(yīng)和力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件法拉第電磁感應(yīng)定11【熱身訓(xùn)練】水平放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的光滑導(dǎo)軌上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌間距為l，有一根導(dǎo)體棒ab，用恒力F作用在ab上，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，回路總電阻為R，分析ab的運(yùn)動(dòng)情況，并求ab的最大速度?！緹嵘碛?xùn)練】12電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，基本思路是：源路力力學(xué)規(guī)律求解電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，基本思路是：源路力力學(xué)規(guī)律求解13【例1】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距1m，導(dǎo)軌平面與水平面成θ=37°角，下端連接阻值為R的電阻．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直向下．質(zhì)量為0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25．求：(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開(kāi)始下滑時(shí)的加速度大小(2)當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電阻R消耗的功率為8W，求該速度的大小；(g=10m／s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)【例1】如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行14物體動(dòng)能的變化討論：上題中所涉及的功、能問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：上題中幾個(gè)力做功？重力做正功、摩擦力做負(fù)功安培力做負(fù)功、支持力不做功問(wèn)題2：各力所做的功與什么能量相對(duì)應(yīng)？重力勢(shì)能的增量①重力做的功④合外力做的功②摩擦力做的功摩擦生熱電路中轉(zhuǎn)化的電能③克服安培力做的功物體動(dòng)能的變化討論：上題中所涉及的功、能問(wèn)題：?jiǎn)栴}1：上題中15【鞏固訓(xùn)練】?jī)筛饣慕饘賹?dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，導(dǎo)軌的左端接有電阻R，導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。斜面處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于斜面向上。質(zhì)量為m、電阻可不計(jì)的金屬棒ab，在沿著斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑，并上升h高度。如圖所示，在這過(guò)程中（）A．作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于零B．作用在金屬棒上的各個(gè)力的合力所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和C．恒力F與安培力的合力所做的功等于零D．恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱AD【鞏固訓(xùn)練】?jī)筛饣慕饘賹?dǎo)軌，平行放置在傾角為θ的斜面上，16【例2】

如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ABC和FED，二者相互平行且相距為L(zhǎng)，其中AB、FE是光滑弧形導(dǎo)軌，BC、ED是水平放置的粗糙直導(dǎo)軌，在矩形區(qū)域BCDE內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒MN質(zhì)量為m、電阻為r，它與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌上A與F、C與D之間分別接有電阻R1、R2，且R1=R2=r，其余電阻忽略不計(jì)。現(xiàn)將金屬棒MN從弧形導(dǎo)軌上離水平部分高為h處由靜止釋放，最后棒在導(dǎo)軌水平部分上前進(jìn)了距離s后靜止。(金屬棒MN在通過(guò)軌道B、E交接處時(shí)不考慮能量損失，金屬棒MN始終與兩導(dǎo)軌垂直，重力加速度為g)求：(1)金屬棒在導(dǎo)軌水平部分運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度；(2)整個(gè)過(guò)程中電阻R1產(chǎn)生的焦耳熱。思考:1.該圖景包含幾個(gè)過(guò)程？２．每個(gè)過(guò)程你能得出什么結(jié)論？３．ＭＮ切割磁感線形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電路是怎么樣的？【例2】如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌ABC和FED，二者相互17【例3】如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過(guò)寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里．線框向上離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開(kāi)磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終存在著大小恒定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．求：（1）線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；(2）線框在上升階段剛離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；（3）線框在上升階段通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．【例3】如圖所示，將邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形導(dǎo)線18（1）找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)（即切割磁感線）者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解