《专题5 第二讲电磁感应》(知识点详解整合训练,实验精 华 版 经 典 版55ppt)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题5 第二讲电磁感应》(知识点详解整合训练,实验精 华 版 经 典 版55ppt)（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第2讲讲 电电磁感应应 1.问题分类在电电磁感应现应现 象中，回路产产生的感应电动势应电动势 、感应电应电 流及磁场场对导线对导线 的作用力随时间时间 的变变化规规律，也可用图图象直观观地表示出来如It、Bt、Et、Ex、Ix图图象等此问题问题 可分为为两类类：(1)由给给定的电电磁感应过应过 程选选出或画出相应应的物理量的函数图图象(2)由给给定的有关图图象分析电电磁感应过应过 程，确定相关的物理量2分析思路(1)明确图图象的种类类(2)分析电电磁感应应的具体过过程(3)结结合相关规规律写出函数表达式(4)根据函数关系进进行图图象分析3注意事项(1)图图象中两坐标轴标轴 的意义义(2)图图
2、象中的正负负与物理量正负负的关系(3)图图象的斜率、截距的物理意义义(2012杭州二模)如图图521所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为边长为 2L，高为为L.在该该区域内分布着如图图所示的磁场场，左侧侧磁场场方向垂直纸纸面向外，右侧侧磁场场方向垂直纸纸面向里，磁感应应强度大小均为为B.一边长为边长为 L、总电总电 阻为为R的正方形导线导线 框abcd，从图图示位置开始沿x轴轴正方向以速度v匀速穿过过磁场场区域取沿abcda的感应电应电 流方向为为正，则选项图则选项图 中表示线线框中电电流i随bc边边的位置坐标标x变变化的图图象正确的是( )【解析】 根据右手定则确定，当b、c刚进入左侧
3、磁场时，电流为正方向，C错误根据EBLv，感应电动势和感应电流的大小与有效长度成正比，b、c边在左侧磁场有效长度随x方向逐渐增大，b、c进入右侧磁场时，a、d进入左侧磁场，由于两侧磁场方向相反，故有效长度为a、d和b、c切割磁感线有效长度之和，保持不变，且电流为负方向，故A错误当b、c边出右侧磁场时电流方向仍为正方向，故B错误，D正确【答案】 D1(2012海口一模)如图图522所示，在x0的区域内存在匀强磁场场，磁场场的方向垂直于纸纸面向里矩形线线框abcd从t0时时刻起由静止开始沿x轴轴正方向做匀加速运动动，则线则线 框中的感应电应电 流I(取逆时针时针方向的电电流为为正)随时间时间 t的
4、变变化图线图线 是( )【解析】 线框沿x轴正方向做匀加速运动，cd边切割磁感线，根据右手定则，电流方向为顺时针，即负方向，故A、C错误再根据EBLvBlat，B错误，D正确【答案】 D2. (2012新课标全国高考)如图图523，一载载流长长直导线导线 和一矩形框固定在同一平面内，线线框在长长直导线导线 右侧侧，且其长边长边 与长长直导线导线 平行已知在t0到tt1的时间间时间间 隔内，直导线导线 中电电流i发发生某种变变化，而线线框中的感应电应电 流总总是沿顺时针顺时针 方向；线线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右设电设电 流i正方向与图图中箭头头所示方向相同，则则i随时间时间 t
5、变变化的图线图线 可能是( )【解析】 因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强，而线框中左右两边的电流大小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反，导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力，所以合力与左边导线框受力的方向相同因为线框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根据左手定则，导线框处的磁场方向先垂直纸面向里，后垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，导线中的电流先为正，后为负，所以选项A正确，选项B、C、D错误【答案】 A解决与电电路相联联系的电电磁感应问题应问题 的基本方法是：(1)切割磁感线线的导导体或磁通量发发生变变化的回路产产生感应电动势应电动势，则这则这 部分电电路就
6、是等效电电源，用法拉第电电磁感应应定律和楞次定律确定感应电动势应电动势 的大小和方向(2)正确分析电电路的结结构，画出等效电电路图图(3)利用电电路规规律求解，主要有闭闭合电电路欧姆定律、串并联电联电 路性质质特点、电电功、电热电热 的公式等(2012南宁模拟)在如图524甲所示的电路中，螺线管匝数n1 500匝，横截面积S20 cm2.螺线管导线电阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图524乙所示的规律变化则下列说法中正确的是( )A螺线管中产生的感应电动势为1 VB闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5102 WC
7、电路中的电流稳定后电容器下极板带正电DS断开后，流经R2的电荷量为1.8105 C【答案】 CD 1(2012福州二模)法拉第曾提出一种利用河流发电发电 的设设想，并进进行了实验实验 研究实验实验 装置的示意图图如图图525所示，两块块面积积均为为S的矩形金属板，平行、正对对、竖竖直地全部浸在河水中，间间距为为d.水流速度处处处处 相同，大小为为v，方向水平，金属板与水流方向平行地磁场场磁感应应强度的竖竖直分量为为B，水的电电阻率为为，水面上方有一阻值值为为R的电电阻通过绝缘导线过绝缘导线 和电键电键 K连连接到两个金属板上，忽略边缘边缘效应应则电则电 阻R消耗的电电功率( )【答案】 C 2
8、如图图526所示，水平设设置的三条光滑平行金属导轨导轨 a、b、c位于同一水平面上，a与b、b与c相距均为为d1 m，导轨导轨 ac间间横跨一质质量为为m1 kg的金属棒MN，棒与三条导轨导轨 垂直，且始终终接触良好棒的电电阻r2 ，导轨导轨 的电电阻忽略不计计在导轨导轨 bc间间接一电电阻为为R2 的灯泡，导轨导轨 ac间间接一理想电压电压 表整个装置放在磁感应应强度B2 T的匀强磁场场中，磁场场方向垂直导轨导轨 平面向下现对现对 棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动动若施加的水平外力功率恒定，且棒达到稳稳定时时的速度为为1.5 m/s，则则水平外力的功率为为_W，此时电压时电压
9、 表读读数为为_V.【解析】 棒达到稳定速度1.5 m/s时，金属棒MN下半段产生的感应电动势Bdv3 V，灯泡中电流I1 A，金属棒MN下半段所受安培力BId2 N，水平外力的功率为PFv21.5 W3 W金属棒MN下半段两端点电压为2 V，电压表读数为3 V2 V5 V.【答案】 3 51.基本方法(1)用法拉第电电磁感应应定律和楞次定律求感应电动势应电动势 的大小和方向(2)由闭闭合电电路欧姆定律求回路中的电电流(3)分析导导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)(4)根据平衡条件或牛顿顿第二定律列方程求解2两种状态处理(1)导导体处处于平衡态态静止或匀速直线线运动动状态态处处理方法
10、：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析(2)导导体处处于非平衡态态加速度不为为零处处理方法：根据牛顿顿第二定律进进行动态动态 分析，或结结合功能关系分析如图图527所示，水平放置的导导体框架，宽宽L0.50 m，接有电电阻R0.20 ，匀强磁场场垂直框架平面向里，磁感应应强度B0.40 T一导导体棒ab垂直框边边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动动，框架和导导体棒ab的电电阻均不计计当ab以v4.0 m/s的速度向右匀速滑动时动时 ，求：(1)ab棒中产产生的感应电动势应电动势 大小；(2)维维持导导体棒ab做匀速运动动的外力F的大小；(3)若将外力F突然减小到F，简简要论论述导导体棒ab
11、以后的运动动情况【答案】 (1)0.80 V (2)0.80 N (3)见解析 1(2012宜宾模拟)如图图528甲所示，MN左侧侧有一垂直纸纸面向里的匀强磁场场现现将一边长为边长为 l、质质量为为m、电电阻为为R的正方形金属线线框置于该该磁场场中，使线线框平面与磁场场垂直，且bc边边与磁场边场边 界MN重合当t0时时，对线对线框施加一水平拉力F，使线线框由静止开始向右做匀加速直线线运动动；当tt0时时，线线框的ad边边与磁场边场边 界MN重合图图528乙为为拉力F随时间变时间变 化的图图线线由以上条件可知，磁场场的磁感应应强度B的大小为为( )【答案】 B 2(2011浙江高考)如图图529
12、甲所示，在水平面上固定有长为长为 L2 m、宽宽 为为d1 m的金属“U”型导轨导轨 ，在“U”型导轨导轨 右侧侧l0.5 m范围围内存在垂直纸纸 面向里的匀强磁场场，且磁感应应强度随时间变时间变 化规规律如图图乙所示在t0时时刻 ，质质量为为m0.1 kg的导导体棒以v01 m/s的初速度从导轨导轨 的左端开始向右运动动，导导体棒与导轨导轨 之间间的动动摩擦因数为为0.1，导轨导轨 与导导体棒单单位长长度的 电电阻均为为0.1 /m，不计导计导 体棒与导轨导轨 之间间的接触电电阻及地球磁场场的影 响(取g10 m/s2)(1)通过计过计 算分析4 s内导导体棒的运动动情况； (2)计计算4
13、s内回路中电电流的大小，并判断电电流方向； (3)计计算4 s内回路产产生的焦耳热热【答案】 (1)前1 s导体棒做匀减速直线运动，14 s内一直保持静止(2)0.2 A，顺时针方向(3)0.04 J1.安培力做的功是电电能和其他形式的能之间间相互转转化的“桥桥梁”，用框图图表示如下：安培力做的功是电电能与其他形式的能转转化的量度安培力做多少正功，就有多少电电能转转化为为其他形式的能；克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转转化为电为电 能2明确功能关系，确定有哪些形式的能量发发生了转转化如有摩擦力做功，必有内能产产生；有重力做功，重力势势能必然发发生变变化；安培力做负负功，必然有其他形式的
14、能转转化为电为电 能等3根据不同物理情景选择动选择动 能定理，能量守恒定律，功能关系列方程求解(15分)如图图5210所示，两平行光滑的金属导轨导轨 MN、PQ固定 在水平面上，相距为为L，处处于竖竖直方向的磁场场中，整个磁场场由若干个宽宽度皆 为为d的条形匀强磁场场区域1、2、3、4组组成，磁感应应强度B1、B2的方向相反 ，大小相等，即B1B2B.导轨导轨 左端MP间间接一电电阻R，质质量为为m、电电阻为为r 的细导细导 体棒ab垂直放置在导轨导轨 上，与导轨导轨 接触良好，不计导轨计导轨 的电电阻现现 对对棒ab施加水平向右的拉力，使其从区域1磁场场左边边界位置开始以速度v0向 右作匀速
15、直线线运动动并穿越n个磁场场区域(1)求棒ab穿越区域1磁场场的过过程中电电阻R产产生的焦耳热热Q； (2)求棒ab穿越n个磁场场区域的过过程中拉力对对棒ab所做的功W； (3)规规定棒中从a到b的电电流方向为为正，画出上述过过程中通过过棒ab的电电流I随 时间时间 t变变化的图图象；(3)如图所示(5分) 【答案】 B 2. (2012天津高考)如图图5212所示，一对对光滑的平行金属导轨导轨 固定在同一水平面内，导轨间导轨间 距l0.5 m，左端接有阻值值R0.3 的电电阻一质质量m0.1 kg，电电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨导轨 上，整个装置置于竖竖直向上的匀强磁场场中，磁场场的磁感应应强度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动动，当棒的位移x9 m时时撤去外力，棒继续继续 运动动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产产生的焦耳热热之比Q1Q221.导轨导轨 足够长够长 且电电阻不计计，棒在运动过动过 程中始终终与导轨导轨垂直且两端与导轨导轨 保持良好接触求：(1)棒在匀加速运动过动过 程中，通过电过电 阻R的电电荷量q；(2)撤去外力后回路中产产生的焦耳热热Q2；(3)外力做的功WF.【答案】 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 楞次定律的应用易出现错
