电磁感应规律综合应用课件

《电磁感应规律综合应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁感应规律综合应用课件（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电电 磁磁 感感 应应 规规 律律的的 综综 合合 应应 用用 KLC净化设备 KLC过滤器 KLC高效过滤器 KLC风淋室 净化设备 空气过滤器 空调过滤器 高效过滤器 高效空气过滤器 中效过滤器 初效过滤器 过滤器1电磁感应现象和规律是高考常考的内容电磁感应现象和规律是高考常考的内容,也是物理学也是物理学科内综合题的切入点。往往也是高考备考的难点。科内综合题的切入点。往往也是高考备考的难点。电磁感应现象与磁场、电路、力和运动、能量等相电磁感应现象与磁场、电路、力和运动、能量等相联系的综合题以及有关图象问题在近几年的高考中联系的综合题以及有关图象问题在近几年的高考中总是时有出现总是时有出现,

2、在复习中要引起足够的重视。电磁感在复习中要引起足够的重视。电磁感应规律的综合应用问题，要求学生有较强的抽象思应规律的综合应用问题，要求学生有较强的抽象思维能力，同时应注意在学习过程中不断提高理解能维能力，同时应注意在学习过程中不断提高理解能力、分析综合能力和推理能力，以及空间想象能力。力、分析综合能力和推理能力，以及空间想象能力。 复习精要复习精要2电电磁磁感感应应这这部部分分内内容容是是物物理理重重点点内内容容之之一一它它在在高高考考试试题题中中比比例例约约占占8%10，近近年年来来高高考考对对本本章章内内容容考考查查命命题题频频率率极极高高的的是是感感应应电电流流的的产产生生条条件件、方方

3、向向判判定定和和导导体体切切割割磁磁感感线线产产生生的的感感应应电电动动势势的的计计算算，且且要要求求较较高高几几乎乎是是年年年年有有考考；其其他他像像电电磁磁感感应应现现象象与与磁磁场场、电电路路和和力力学学、热热学学、能能量量及及动动量量等等知知识识相相联联系系的的综综合合题题及及图图像像问问题题在在近近几几年年高高考考中中也也时时有有出出现现， 如如2006年年江江苏苏卷卷19、2006年年广广东东卷卷16 、 2006年年高高考考上上海海卷卷22、2007年年上上海海卷卷23、2007年年江江苏苏卷卷18、2007高高考考理理综综北北京京卷卷24、2007年年广广东东卷卷18、2008

4、年年高高考考上上海海卷卷24、2008年年高高考考江江苏苏卷卷15等等，试试题题题题型型全全面面，选选择择题题、填填空空题题、解解答答论论述述题题都都可可涉涉及及，尤尤其其是是解解答答题题因因难难度度大大、涉涉及及知知识识点点多多、综综合合能能力力强强，多多以以中中档档以以上上题题目目出出现现来来增增加加试试题题的的区区分分度度，而而选选择择和和填填空空题题多多以以一、电磁感应在高考中的地位一、电磁感应在高考中的地位中档左右的试题出现中档左右的试题出现3 1电磁感应问题与电路问题的综合。电磁感应提供电磁感应问题与电路问题的综合。电磁感应提供电路中的电源，解决这类电磁感应中的电路问题，一电路中的

5、电源，解决这类电磁感应中的电路问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律如右手定则、法拉第方面要考虑电磁学中的有关规律如右手定则、法拉第电磁感应定律等；另一方面还要考虑电路中的有关规电磁感应定律等；另一方面还要考虑电路中的有关规律，如欧姆定律、串并联电路的性质等，有时可能还律，如欧姆定律、串并联电路的性质等，有时可能还会用到力学的知识。会用到力学的知识。二、电磁感应规律综合应用的主要问题二、电磁感应规律综合应用的主要问题 2电磁感应问题与力学问题的综合。电磁感应中切电磁感应问题与力学问题的综合。电磁感应中切割磁感线的导体要运动，感应电流又要受到安培力的作割磁感线的导体要运动，感应电流又要受到安培力的

6、作用，因此，电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起，用，因此，电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起，解决电磁感应中的力学问题，一方面要考虑电磁学中的解决电磁感应中的力学问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律；另一方面还要考虑力学中的有关规律，要将有关规律；另一方面还要考虑力学中的有关规律，要将电磁学和力学的知识综合起来应用。电磁学和力学的知识综合起来应用。4电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，电磁感应的过程，同时总伴随着能量的转化和守恒，当外力克服安培力做功的过程就是将其他形式的能当外力克服安培力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程；当安培力做正功时，就有电能转化为电能的过程

7、；当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能。认真分析电磁感应过程中的转化为其它形式的能。认真分析电磁感应过程中的能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解能量转化，熟练地应用能量转化与守恒定律是求解较复杂的电磁感应问题常用的简便方法。较复杂的电磁感应问题常用的简便方法。3、电磁感应问题与能量问题的综合。、电磁感应问题与能量问题的综合。52电磁感应中的动力学分析和能量分析电磁感应中的动力学分析和能量分析切割磁感线的导体作为一个电磁学研究对象有感应电切割磁感线的导体作为一个电磁学研究对象有感应电动势、感应电流、两端电压、电流做功、电阻发热等动势、感应电流、两端电压、电流做功、电阻发热等问题；

8、作为一个力学对象有受力、加速度、动能、能问题；作为一个力学对象有受力、加速度、动能、能量及其变化等问题；所以电磁感应和力学知识发生联量及其变化等问题；所以电磁感应和力学知识发生联系是必然的。由于这类问题中物理过程比较复杂，状系是必然的。由于这类问题中物理过程比较复杂，状态变化过程中变量比较多，关键是能抓住状态变化过态变化过程中变量比较多，关键是能抓住状态变化过程中变量程中变量“变变”的特点和规律，从而确定状态变化过的特点和规律，从而确定状态变化过程中的临界点，求解时注意从动量、能量的观点出发，程中的临界点，求解时注意从动量、能量的观点出发，运用相应的规律进行分析和解答。运用相应的规律进行分析和

9、解答。三、方法解析三、方法解析1电磁感应中的电路分析。在电磁感应中电磁感应中的电路分析。在电磁感应中, 切割磁切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，则该导体或回路就相当于电源。将它们接上电容势，则该导体或回路就相当于电源。将它们接上电容器可以使电容器充电；将它们接上电阻或用电器可以器可以使电容器充电；将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电。对用电器供电。6穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生了电动势。穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场，由感这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场

10、，由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。3、感生电动势和动生电动势：、感生电动势和动生电动势：一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。电动势叫动生电动势。7014.山东泰安市山东泰安市07年第一轮质量检测年第一轮质量检测13 13如如图图所所示示，光光滑滑矩矩形形斜斜面面ABCD的的倾倾角角=30，在在其其上上放放置置一一矩矩形形金金属属线线框框abcd，ab的的边边长长L1=1m，bc的的边边

11、长长L2=0.6m，线线框框的的质质量量m=1kg，电电阻阻R=0.1，线线框框通通过过细细线线绕绕过过定定滑滑轮轮与与重重物物相相连连，细细线线与与斜斜面面平平行行且且靠靠近近；重重物物质质量量M=2kg，离离地地面面的的高高度度为为H= 4.8m；斜斜面面上上efgh区区域域是是有有界界匀匀强强磁磁场场，方方向向垂垂直直于于斜斜面面向向上上；已已知知AB到到ef的的距距离离为为S1=4.2m，ef到到gh的的距距 离离 S2=0.6m， gh到到 CD的的 距距 离离 为为 S3=3.8m， 取取 g =10m/s2；现让线框从静止；现让线框从静止开始运动（开始时刻，开始运动（开始时刻，c

12、d与与AB边重合），发现线框边重合），发现线框匀速穿过匀强磁场区域，匀速穿过匀强磁场区域，gH=4.8medBCDMbhAQPacf8求：（求：（1）线框进入磁场时的速度）线框进入磁场时的速度v0；（2）efgh区域内匀强磁场的磁感应强度区域内匀强磁场的磁感应强度B； （3）线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热）线框在通过磁场区域过程中产生的焦耳热Q； （4）画出线框从开始运动到）画出线框从开始运动到ab边与边与CD边重合过程边重合过程中线框的速度中线框的速度时间图象。时间图象。t/sv/ms-100.51.01.52.02.04.06.0解：解： （1）设）设ab进入磁场时速度为进入磁场时速

13、度为v0，由机械能守恒得，由机械能守恒得 9（2）ab在磁场中运动所受安培力在磁场中运动所受安培力（ 3）由能量守恒：）由能量守恒：（4）ab边离开边离开ef的时间为为：的时间为为：线框进入磁场后，做匀速直线运动，直到线框进入磁场后，做匀速直线运动，直到cd边离开边离开gh的时间为：的时间为：题目题目10t/sv/ms-100.51.01.52.02.04.06.0此此时时M刚刚好好着着地地，细细绳绳松松弛弛，线线框框继继续续向向上上做做减减速速运运动，直到线框的动，直到线框的cd边离开边离开CD线。其加速度大小为：线。其加速度大小为：设线框设线框cd边离开边离开CD的速度为的速度为v1整个过

14、程的速度整个过程的速度时间时间图象如图所示图象如图所示: : 题目题目第第2页页11049.西安市重点中学西安市重点中学2008届届4月份理综试题月份理综试题19 19、两两个个沿沿水水平平方方向向且且磁磁感感应应强强度度大大小小均均为为B的的有有水水平平边边界界的的匀匀强强磁磁场场，如如图图所所示示，磁磁场场高高度度均均为为L一一个个框框面面与与磁磁场场方方向向垂垂直直、质质量量为为m、电电阻阻为为R、边边长长为为L的的正正方方形形金金属属框框abcd，从从某某一一高高度度由由静静止止释释放放，当当ab边边刚刚进进入入第第一一个个磁磁场场时时，金金属属框框恰恰好好做做匀匀速速直直线线运运动动

15、；当当ab边边下下落落到到GH和和JK之之间间的的某某位位置置时时，又又恰恰好好开开始始做做匀匀速速直直线线运运动动整整个个过过程程空空气气阻力不计阻力不计 求金属框从求金属框从ab边开始进入第一个边开始进入第一个 磁场至刚刚到达第二个磁场下边界磁场至刚刚到达第二个磁场下边界 JK过程中产生的热量过程中产生的热量QLLKEFGHJdabc12解：解： 设设ab边边刚刚进进入入第第一一个个磁磁场场时时的的速速度度为为v1、安安培培力为力为F1，因框作匀速运动，有，因框作匀速运动，有LLKEFGHJdabcF1mgmgF1BI1L EBLv1 由由、可得可得13 设设ab边边到到达达GH和和JK的

16、的之之间间某某位位置置时时，线线框框的的速速度度为为v2、ab边的安培力为边的安培力为F2、cd边的安培力为边的安培力为F3，LLKEFGHJdabcF2F3mgF2F3 mg2F22BI2L 由由、得得题目题目14 线线框框ab从从开开始始进进入入第第一一个个磁磁场场上上边边界界至至刚刚刚刚到到达达第第二个磁场下边界二个磁场下边界JK的过程，由能量守恒得：的过程，由能量守恒得：由由、得：得：题目题目第第2页页15059.江苏南通市江苏南通市2008届第三次调研测试届第三次调研测试13 13（14分分）如如图图所所示示，两两足足够够长长平平行行光光滑滑的的金金属属导导轨轨MN、PQ相相距距为为

17、L，导导轨轨平平面面与与水水平平面面夹夹角角30，导导轨轨上上端端跨跨接接一一定定值值电电阻阻R，导导轨轨电电阻阻不不计计整整个个装装置置处处于于方方向向竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场场中中，长长为为L的的金金属属棒棒cdcd垂垂直直于于MN、PQ放放置置在在导导轨轨上上，且且与与导导轨轨保保持持电电接接触触良良好好，金金属属棒棒的的质质量量为为m、电电阻阻为为r，重力加速度为重力加速度为g，现将，现将金属棒由静止释放，当金金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为属棒沿导轨下滑距离为s时，时，速度达到最大值速度达到最大值vm求：求：MPQcNdRB16（1）金属棒开始运动时的加速度大小；

18、）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻的过程中，电阻R上上产生的电热产生的电热解：（解：（1）金属棒开始运动时的加速度大小为金属棒开始运动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有解得解得17（2）设匀强磁场的磁感应强度大小为）设匀强磁场的磁感应强度大小为B，则金属棒，则金属棒达到最大速度时达到最大速度时产生的电动势产生的电动势 回路中产生的感应电流回路中产生的感应电流 金属棒棒所受安培力金属棒棒所受安培力 cd棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则棒所受合外

19、力为零时，下滑的速度达到最大，则 由由式解得式解得 题目题目18（3）设）设电阻电阻R上产生的电热为上产生的电热为Q，整个电路产生的，整个电路产生的电热为电热为Q总总，则，则 由由式解得式解得题目题目第第2页页19061.北京西城区北京西城区2008年年5月抽样月抽样23 23（18分）如图所示，螺线管与相距分）如图所示，螺线管与相距L的两竖直放的两竖直放置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度置的导轨相连，导轨处于垂直纸面向外、磁感应强度为为B0的匀强磁场中。金属杆的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动。螺线管横截面积为触良好，并可

20、沿导轨无摩擦滑动。螺线管横截面积为S，线圈匝数为，线圈匝数为N，电阻为，电阻为R1，管内有水平向左的变化，管内有水平向左的变化磁场。已知金属杆磁场。已知金属杆ab的质量为的质量为m，电阻为，电阻为R2，重力加，重力加速度为速度为g不计导轨的电阻，不计导轨的电阻，不计空气阻力，忽略螺线管不计空气阻力，忽略螺线管磁场对杆磁场对杆ab的影响。的影响。aBbB020（1）为使）为使ab杆保持静止，求通过杆保持静止，求通过ab的电流的大小的电流的大小和方向；和方向；（2）当）当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度应强度B的变化率；的变化率；（3）若螺线管内方向向

21、左的磁场的磁感应强度的）若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率变化率 （k0）。将金属杆）。将金属杆ab由静止释放由静止释放,杆将向下运动。当杆的速度为杆将向下运动。当杆的速度为v时，仍在向下做加时，仍在向下做加速运动。求此时杆的加速度的大小速运动。求此时杆的加速度的大小, 设导轨足够长设导轨足够长.21解：解： （1）以）以ab为研究对象，根据平衡条件为研究对象，根据平衡条件 mg = B0I L求出求出通过通过ab杆电流方向为由杆电流方向为由b到到a （2）根据法拉第电磁感应定律）根据法拉第电磁感应定律 根据欧姆定律根据欧姆定律 求出求出 题目题目22（3）根据法拉第电磁感应定律）根

22、据法拉第电磁感应定律ab杆切割磁感线产生的电动势杆切割磁感线产生的电动势E2 = B0Lv总电动势总电动势 E总总 = E1 + E2感应电流感应电流根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律安培力安培力 F = B0 I L 求出求出 题目题目第第2页页23062.北京市海淀区二模反馈题北京市海淀区二模反馈题2323高频焊接是一种常用的焊接方法，图高频焊接是一种常用的焊接方法，图1是焊接的原是焊接的原理示意图。将半径为理示意图。将半径为r=10cm的待焊接的环形金属工件的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平

23、面的匀强磁场，磁感应强度产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间随时间t 的变化规律如图的变化规律如图2所示，所示，t=0时刻磁场方向垂直时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻阻R0=1.010-3 m-1，焊缝处的接触电阻为工件非焊，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的接部分电阻的9倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化倍，焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。对电阻的影响。rO待焊接工件待焊接工件焊缝焊缝线圈线圈接接高高频频电电源源图图124（1）求环形金属工件中感应电流的大小，在图）求环形金属工件中感

24、应电流的大小，在图3中画中画出感应电流随时间变化的出感应电流随时间变化的i-t 图象（以逆时针方向电流图象（以逆时针方向电流为正）；为正）；（2）求环形金属工件中感应电流的有效值；）求环形金属工件中感应电流的有效值；（3）求）求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热内电流通过焊接处所产生的焦耳热图图2图图30i/A24791368t/10-2s52.00B/Tt/10-2s2 358-2.01479625解：（解：（1） 环形金属工件电阻为环形金属工件电阻为R=2 rR0+9 2 rR0=20 rR0=6.28 10-3在在0-2T/3时间内的感应电动势为时间内的感应电动势为 电流为电流

25、为由楞次定律得到电流方向逆时针，由楞次定律得到电流方向逆时针，I-t关系图象如图关系图象如图4所示所示.1357图图4i/A0t/10-2s246891000题目题目26（2）设环形金属工件中电流的有效值为）设环形金属工件中电流的有效值为I效效，在一个，在一个周期内周期内 解得：解得：（3）在）在t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热为内电流通过焊接处所产生的焦耳热为 而而 R=9 2 rR0=5.65 10-3解得：解得：Q=I2Rt1.13 103J题目题目第第2页页27065.08年南京一中第三次模拟年南京一中第三次模拟1515（15分）如图所示，光滑的平行水平金属导轨分）如图所示

26、，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距相距L，在，在M点和点和P点间连接一个阻值为点间连接一个阻值为R的电阻，在两导轨间的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为一质量为m、电阻为、电阻为r、长度也刚好为、长度也刚好为L的导体棒的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一个。现用一个水平向右的力水平向右的力F拉棒拉棒ab，使它由静止开始运动，棒，使它由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速离开磁场前已做匀速直线运动，棒直线运动，棒

27、ab与导轨与导轨始终保持良好接触，导始终保持良好接触，导轨电阻不计，轨电阻不计，RMNPQabcdefd0dBFOx28 F 随随 ab 与初始位置的距离与初始位置的距离 x 变化的情况如图，变化的情况如图，F0已已知。求：知。求：（1）棒）棒ab离开磁场右边界时的速度。离开磁场右边界时的速度。（2）棒）棒ab通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦通过磁场区域的过程中整个回路产生的焦耳热。耳热。（3）试证明：棒）试证明：棒ab通过磁场区域的过程中，通过电通过磁场区域的过程中，通过电阻阻R的电量与拉力的电量与拉力F的大小无关。的大小无关。 F0xF02F0d0d0+d解解:（1） 设离开右边界时棒

28、设离开右边界时棒ab速度为速度为v，则有，则有 解得：解得： 29（2）在）在ab棒运棒运动动的整个的整个过过程中，根据程中，根据动动能定理：能定理： 由功能关系：由功能关系： 解得：解得： 题目题目30（3）所以，通过电阻所以，通过电阻R的电量与拉力的电量与拉力F的大小无关。的大小无关。题目题目第第2页页31064. 08年福建省十大名校高考模拟试题年福建省十大名校高考模拟试题16 16（15分）如分）如图所示，在方向所示，在方向竖直向上、磁感直向上、磁感应强强度度为B的匀的匀强强磁磁场中，有两条相互平行且相距中，有两条相互平行且相距L的的光滑金属光滑金属导轨P1P2P3 Q1Q2Q3，两，

29、两导轨间用阻用阻值为R的的电阻阻连接，接，导轨P2P3、Q2Q3在同一水平面上，在同一水平面上，P2Q2P2P3，倾斜斜导轨和水平和水平导轨均用相切的一小段均用相切的一小段光滑光滑圆弧弧连接，其接，其长度可以略去不度可以略去不计。在。在倾角角为 的的斜斜导轨P1P2- Q1Q2上上放置一根放置一根质量量为m的的细金金属杆属杆AB，杆，杆AB始始终垂直垂直于于导轨并与并与导轨保持良好保持良好接触。接触。hBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC32现用沿用沿P1P2方向的拉力方向的拉力F施加于杆施加于杆AB，使杆，使杆AB在高在高h处由静止开始向下做匀加速直由静止开始向下做匀加速直线运运动，当杆，

30、当杆AB运运动到到P2Q2处时撤去拉力，最撤去拉力，最终在在CD处停下，停下，测得得CD与与P2Q2之之间的距离的距离为s不不计导轨和杆和杆AB的的电阻，不阻，不计空气阻力。求：空气阻力。求： 杆杆AB下滑的过程中通过电阻下滑的过程中通过电阻R的电荷量的电荷量q； 杆杆AB运动到运动到P2Q2处时的速度大小处时的速度大小v 回路中的最大感应回路中的最大感应电流电流Im和杆和杆AB在斜导轨在斜导轨上的加速度大小上的加速度大小ahBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC33解：解： 设杆设杆AB下滑过程中所用的时间为下滑过程中所用的时间为t则下滑则下滑过程中的平均感应电动势过程中的平均感应电动势平均

31、电流平均电流 又又 由由解得解得而而 由由可得可得 题目题目34 设杆杆AB在在P2Q2处的速度大小的速度大小为v。在水平。在水平导轨上上运运动的的过程中，由程中，由动量定理得量定理得又又 与与式同理可得式同理可得 由由解得解得 题目题目第第2页页35杆杆AB运运动到水平到水平轨道的道的P2Q2处时，回路中的感，回路中的感应电流最大。流最大。下滑过程有下滑过程有 hBAP2P1P3Q2Q1Q3BRFDC题目题目第第2页页第第3页页36052.2008年北京东城区第一次模拟试题年北京东城区第一次模拟试题24 24（20分）如图所示，两根完全相同的光滑金属导分）如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨

32、轨OP、OQ固定在水平桌面上，导轨间的夹角为固定在水平桌面上，导轨间的夹角为74，导轨单位长度的电阻为，导轨单位长度的电阻为r00.10/m。导轨所在。导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间变化，磁场的磁感应强度化，磁场的磁感应强度与时间与时间t的关系为的关系为B=k/t ，其，其中比例系数中比例系数k2Ts。将电阻不计的金属杆。将电阻不计的金属杆MN放置在放置在水平桌面上，在外力作用下，水平桌面上，在外力作用下，t0时刻金属杆以恒定时刻金属杆以恒定速度速度v2m/s从从O点开始向右滑动。在滑动过程中保持点开始向右滑动。在滑动过程中保

33、持MN垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知导轨和金属杆均足够长，好。（已知导轨和金属杆均足够长，sin370.6，cos370.8）求）求:（1）在）在t=6.0s时时,回路中的感应电动势的大小回路中的感应电动势的大小;（2）在）在t=6.0s时时,金属杆金属杆MN所受安培力的大小所受安培力的大小;（3）在）在t6.0s时时,外力对金属杆外力对金属杆MN所做功的功率。所做功的功率。37解：解：MBONPQv（ 1）经时间）经时间t 时，金属杆切割磁感线的有效长度为时，金属杆切割磁感线的有效长度为回路所围的面积为回路所围的面积为回路的总电

34、阻为回路的总电阻为 38解法一：解法一： 金属杆（有效长度）切割磁感线产生感金属杆（有效长度）切割磁感线产生感应电动势大小为：应电动势大小为：E1BLv12V 根据楞次定律可判断其感应电动势产生感应电流的根据楞次定律可判断其感应电动势产生感应电流的方向为顺时针方向为顺时针由由两式可得回路中的感应电动势的大小两式可得回路中的感应电动势的大小E=E1+E2=6V 产生感应电流的方向为逆时针。产生感应电流的方向为逆时针。 产生感应电流的方向为逆时针。产生感应电流的方向为逆时针。题目题目39解法二：解法二： 题目题目第第2页页40解法三：解法三： 说明：说明： 故故t=6s时，回路中感应电动势应为时，

35、回路中感应电动势应为 题目题目第第2页页第第3页页41（2）金属杆）金属杆MN所受安培力的大小为所受安培力的大小为F安安=BIL 由闭合电路欧姆定律可知回路中的电流由闭合电路欧姆定律可知回路中的电流联立联立得得F安安=12N （3）外力对金属杆）外力对金属杆MN所做功的功率为所做功的功率为P外外F外外v 由于金属杆由于金属杆MN以恒定速度向右滑动有以恒定速度向右滑动有 F安安=F外外 联立联立 、 、 解得解得 P外外=122=24W 题目题目第第2页页第第3页页第第4页页42066.珠海市珠海市2008年高考模拟考试年高考模拟考试19 19（18分分）如如图图，竖竖直直放放置置的的光光滑滑平

36、平行行金金属属导导轨轨MN、PQ相相距距L，在在M点点和和P点点间间接接一一个个阻阻值值为为R的的电电阻阻，在在两两导导轨轨间间 OO1O1 O 矩矩形形区区域域内内有有垂垂直直导导轨轨平平面面向向里里、宽宽为为d的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B一一质质量量为为m，电电阻阻为为r的的导导体体棒棒ab垂垂直直搁搁在在导导轨轨上上，与磁场上边边界相距与磁场上边边界相距d0现使现使ab棒由静止开始释放，棒棒由静止开始释放，棒ab在离开在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨

37、电阻落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）求：不计）求：RPMabd0dOO1O1QNOB43（1）棒）棒ab在离开磁场下边界时的速度；在离开磁场下边界时的速度；（2）棒）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；（3）试分析讨论）试分析讨论ab棒进入磁场后可能出现的运动棒进入磁场后可能出现的运动情况情况解解:（1） 设设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v，产生的电动势为，产生的电动势为E = BLv电路中电流电路中电流 对对ab棒，由平衡条件得棒，由平衡条件得mgBIL = 0解得解得44(2) 由能量守恒定律：由能量守恒

38、定律：解得：解得：题目题目45（3）设棒刚进入磁场时的速度为）设棒刚进入磁场时的速度为v0，由，由得得棒在磁场中匀速时速度为棒在磁场中匀速时速度为则：则： 当当v0=v，即，即 时，时，棒进入磁场后做匀速直线运动棒进入磁场后做匀速直线运动当当v0 v，即，即 时，时，棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动当当v0v，即，即 时，时，棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动 题目题目第第2页页46gk004.2008年高考物理上海卷年高考物理上海卷24 24（14分）如图所示，竖直平面内有一半径为分）如图所示，竖直平面内有一半径为r、电、

39、电阻为阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处处与距离为与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接，相接，EF之间接有电阻之间接有电阻R2，已知，已知R112R，R24R。在在MN上方及上方及CD下方有水平方向的匀强磁场下方有水平方向的匀强磁场I和和II，磁，磁感应强度大小均为感应强度大小均为B。现有质量为。现有质量为m、电阻不计、电阻不计rhBACDBEFR2R1baMN的导体棒的导体棒ab，从半圆环的最高点，从半圆环的最高点A处处由静止下落，在下落过程中导体棒始由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆

40、形金属环及轨道终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行导轨足够长。已知接触良好，设平行导轨足够长。已知导体棒下落导体棒下落r/2时的速度大小为时的速度大小为v1，下，下落到落到MN处时的速度大小为处时的速度大小为v2。47（1）求导体棒）求导体棒ab从从A处下落处下落r/2时的加速度大小；时的加速度大小；（2）若若导导体体棒棒ab进进入入磁磁场场II后后棒棒中中电电流流大大小小始始终终不不变变，求求磁磁场场I和和II这这间间的的距距离离h和和R2上上的的电电功功率率P2；（3）若若将将磁磁场场II的的CD边边界界略略微微下下移移，导导体体棒棒ab进进入入磁磁场场II时时的的速速度度大大

41、小小为为v3，要要使使其其在在外外力力F作作用用下下做做匀匀加加速速直直线线运运动动，加加速速度度大大小小为为a，求求所所加加外外力力F随时间变化的关系式。随时间变化的关系式。48解：（解：（1）以导体棒为研究对象，棒在磁场以导体棒为研究对象，棒在磁场I中切割磁感线，棒中切割磁感线，棒中产生产生感应电动势，导体棒中产生产生感应电动势，导体棒ab从从A下落下落r/2时，导时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得定律，得式中式中 由以上各式可得到由以上各式可得到 题目题目49（2）当导体棒）当导体棒ab通过磁场通过磁场II时，若安培

42、力恰好等时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即于重力，棒中电流大小始终不变，即式中式中解得解得导体棒从导体棒从MN到到CD做加速度为做加速度为g的匀加速直线运动，有的匀加速直线运动，有得得 题目题目第第2页页50此时导体棒重力的功率为此时导体棒重力的功率为根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即化为电路中的电功率，即所以，所以， 题目题目第第2页页第第3页页51(3)设导体棒设导体棒ab进入磁场进入磁场II后经过时间后经过时间t的速度大小为的速度大小为此时安培力大小为此时安培力大小为由于导体棒由于导体棒ab做匀加

43、速直线运动，有做匀加速直线运动，有根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有即即由以上各式解得由以上各式解得题目题目第第2页页第第3页页第第4页页52gk005.2008年高考江苏卷年高考江苏卷15 棒棒b棒棒a磁场区域磁场区域1 B磁场区域磁场区域2 B磁场区域磁场区域3 B磁场区域磁场区域4 B磁场区域磁场区域5 Bd1d2d2d2d2d1d1d115、（、（16分）如分）如图所示，所示，间距距为l的两条足的两条足够长的平的平行金属行金属导轨与水平面的与水平面的夹角角为，导轨光滑且光滑且电阻忽阻忽略不略不计场强强为B的条形匀的条形匀强强磁磁场方向与方向与导轨平面垂平面垂直，磁直，磁场区域的区

44、域的宽度度为d1，间距距为d2两根两根质量均量均为为m、有效电阻均为、有效电阻均为R的导体棒的导体棒a和和b放在放在导轨上，并与导导轨上，并与导轨垂直（设轨垂直（设重力加速度重力加速度为为g）53若若a进进入入第第2个个磁磁场场区区域域时时，b以以与与a同同样样的的速速度度进进入入第第1个个磁磁场场区区域域，求求b穿穿过过第第1个个磁磁场场区区域域过过程程中中增增加加的动能的动能Ek；若若a进入第进入第2个磁场区域时，个磁场区域时，b恰好离开第恰好离开第1个磁场区个磁场区域；此后域；此后a离开第离开第2个磁场区域时，个磁场区域时，b 又恰好进入第又恰好进入第2个个磁场区域且磁场区域且ab在任意

45、一个磁场区域或无磁场区域在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等求的运动时间均相等求a穿过第穿过第2个磁场区域过程中，个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热两导体棒产生的总焦耳热Q；对于第对于第问所述的运动情况，求问所述的运动情况，求a穿出第穿出第k个磁场区个磁场区域时的速率域时的速率v54解：解：a和和b不受安培力作用，由机械能守恒得不受安培力作用，由机械能守恒得 设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为v1，刚离开，刚离开无磁场区域时的速度为无磁场区域时的速度为v2，由能量守恒知：，由能量守恒知：在磁场区域中：在磁场区域中： 在无磁场区域中：在无磁场区域

46、中：解得：解得：题目题目55在无磁场区域，根据匀变速直线运动规律：在无磁场区域，根据匀变速直线运动规律：且平均速度且平均速度在有磁场区域，棒在有磁场区域，棒a受到合力受到合力感应电动势感应电动势 感应电流感应电流解得解得题目题目第第2页页56根据牛顿第二定律，在根据牛顿第二定律，在t到到t+t时间内，时间内，则有：则有：解得：解得：联列联列、式解得式解得由题意知由题意知题目题目第第2页页第第3页页57gk007.2008年高考理综天津卷年高考理综天津卷25 25(22分分)磁磁悬浮列浮列车是一种高速低耗的新型交通是一种高速低耗的新型交通工具。它的工具。它的驱动系系统简化化为如下模型，固定在列如

47、下模型，固定在列车下端的下端的动力力绕组可可视为一个矩形一个矩形纯电阻金属框，阻金属框，电阻阻为R，金属框置于，金属框置于xOy平面内，平面内，长边MN长为l，平，平行于行于y轴，宽为d的的NP边平行于平行于x轴，如，如图1所示。列所示。列车B0-B0x2图图2B0MOxNPQdl图图1yz轨道沿道沿Ox方向，方向，轨道区域内存在道区域内存在垂直于金属框平面的磁垂直于金属框平面的磁场，磁感，磁感应强强度度B沿沿Ox方向按正弦方向按正弦规律分律分布，其空布，其空间周期周期为，最大，最大值为B0，如，如图2所示，金属框同一所示，金属框同一长边上上各各处的磁感的磁感应强强度相同，整个磁度相同，整个磁

48、场以速度以速度v0沿沿Ox方向匀速平移。方向匀速平移。58设在短暂时间内，设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为方向加速行驶，某时刻速度为v（vv，所以在，所以在t时间内时间内MN边扫过磁场的面积边扫过磁场的面积 在此在此t时间内，时间内，MN边左侧穿过边左侧穿过S的磁通移进金属的磁通移进金属框而引起框内磁通量变化框而引起框内磁通量变化同理，该同理，该t时间内，时间内，PQ边左侧移出金属框的磁通引边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化起框内磁通量变化题目题目第第2页页61故在故在t内金属框所围面积的磁通量变化内金属框所围面积的磁通量变化 根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势的大小的大小 根据闭合电路欧姆定律有根据闭合电路欧姆定律有 根据安培力公式，根据安培力公式，MN边所受的安培力边所受的安培力 题目题目第第2页页第第3页页62PQ边所受的安培力边所受的安培力 根据左手定则，根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小此时列车驱动力的大小联列解得联列解得 题目题目第第2页页第第3页页第第4页页63