物理专题十考点四 电磁感应的综合应用含解析

考点四 电磁感应的综合应用

基础点

知识点1 电磁感应中的动力学问题

1．安培力的大小

⎭⎪⎬⎪⎫安培力公式：F A ＝BIl 感应电动势：E ＝Blv 感应电流：I ＝E R ⇒F A

＝B 2l 2v R 2．安培力的方向

(1)用左手定则判断：先用右手定则判断感应电流的方向，再用左手定则判定安培力的方向。

(2)用楞次定律判断：安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向相反(选填“相同”或“相反”)。

3．安培力参与物体的运动：导体棒(或线框)在安培力和其他力的作用下，可以做加速运动、减速运动、匀速运动、静止或做其他类型的运动，可应用动能定理、牛顿运动定律等规律解题。

知识点2 电磁感应中的能量问题

1．能量转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将机械能转化为电能，电流做功再将电能转化为其他形式的能。

2．转化实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能与电能之间的转化。

3．电能的三种计算方法

(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。

(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能。

(3)利用电路特征求解：通过电路中所产生的电热来计算。

重难点

一、电磁感应中的动力学问题

1．导体的两种运动状态

(1)平衡状态：静止或匀速直线运动，F 合＝0。

(2)非平衡状态：加速度不为零，F 合＝ma 。

2．电磁感应综合问题的两大研究对象及其关系

电磁感应中导体棒既可视为电学对象(因为它相当于电源)，又可视为力学对象(因为感应电流的存在而受到安培力)，而感应电流I 和导体棒的速度v 则是联系这两大对象的纽带。

3．解答电磁感应中的动力学问题的一般思路

(1)电路分析：等效电路图(导体棒相当于电源)。

电路方程：I ＝BLv R ＋r

。 (2)受力分析：受力分析图(安培力大小、方向)，动力学方程：F 安＝BIL ，

F 合＝ma (牛顿第二定律)。其中I ＝BLv R 总，可得F 安＝B 2L 2v R 总

，注意这个公式是连接电学与力学问题的关键。

(3)分析电磁感应中动力学问题的基本思路

4．解决电磁感应中力学问题的基本步骤