人教版高中物理选修3-2课件电磁感应综合应用1

(1)速度稳定时F FA mg sin
B a F
v 2m / s
（2）从能量的角度看：Pt EK mgh Q
b
θ
t 1.5s
例2、水平面光滑，金属环r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v= 10m/s向右匀速滑向有界磁场，匀强磁场B=0.5T；从环 刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放 了32J的热量，求：（1）此时圆环中电流的即时功率； （2）此时圆环运动的加速度。
空白演示
在此输入您的封面副标题
电磁感应规律综合应用的常见题型
1、电磁感应中的电路问题 2、电磁感应中的力学问题 3、电磁感应中的能量问题 4、电磁感应中的图象问题

1电磁感应中的电路问题
例1、圆环水平、半径为a、总电阻为2R；磁场竖直向下、
磁感强度为B；导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与
B
B
0
A
t
B
0
t B B
a
b
×××××
B
×××××
c d
0
t
C
0
t D
圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v向
右移动经过环心O时，求：（1）棒上电流的大小和方向及
棒两端的电压UMN（2）在圆环和金属棒上消耗的总的
热功率。
M
利用E=BLV求电动势，右手定则判断方向
B
分析电路画等效电路图
vo
p I 2R计算功率
N
例2、线圈50匝、横截面积20cm2、电阻为1Ω；已知电
①从图像上获取已知条件、分析物理过程
②从抽象的图像出发，建立实际的物理模型
例1：磁感应强度B的正方向，线圈中的箭 头为电流i的正方向（如图所示），已知线圈 中感生电流i随时间而变化的图象如图所示， 则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是 （） CD
i
B
t
i
B
B
B
B
t
t
t
t
A
B
C
D
例2：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽 度L=3m，一正方形金属框连长ab=d=1m，每边电阻 r=0.2 Ω，金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区， 其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。 (1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电 流的(i-t)图线。(以顺时针方向电流为正) (2)画出ab两端电压的U-t图线
B 求瞬时功率用P Fv
v
FA ?,v ?
a F合 FA ？ mm
能量转化特点：①导体切割磁感线或磁通量发 生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他 形式的能量便转化为电能。 ②具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用 或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或 电阻的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能 量的转化。
例4：如图所示，半径为R的闭合金属环处于 垂直于环的匀强磁场中，现用平行环现的拉力F ， 欲将金属环从磁场的边界匀速拉出，则拉力F随金 属环的位置的变化如下图中的( D )
F
F
x O R 2R
A
R
F
x O R 2R
B
F
x O R 2R
x O R 2R
例5、如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回 路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd 所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体 环将受到向上的磁场力作用？ [ A ]
L
a
dv
b
c
B
L a dv bc
B
i/A
2.5
0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s
-2.5
Uab/V
2 1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 t/s
-1 -2
例3：如图(甲）中，A是一边长为l的正方形 导线框，电阻为R。今维持以恒定的速度v沿x轴
运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若 沿x轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时 刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力F随时 间t的变化图线为图（乙）中的（ B ）
阻R=99Ω；磁场竖直向下，磁感应强度以100T/s的变化
度均匀减小。在这一过程中通过电阻R的电流多大小和
方向？
利用楞次定律判断方向
由E n n BS 求电动势
R
t t
画等效电路图利用闭合欧姆定律求电流 B
基本方法：
1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确 定感应电动势的大小和方向。 2、画等效电路。 3、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路 性质，电功率等公式联立求解。
3、电磁感应中的能量问题
例1、θ=30º，L=1m，B=1T，导轨光滑电阻不计，F功率 恒定且为6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由静止开始运动， 当s=2.8m时，获得稳定速度，在此过程中ab产生的热量 Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的稳定速度 （2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。
P Fv FAv
P I2R
基本方法：
1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律 求感应电动势的大小和方向。
2、求回路中的电流强度 3、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则） 4、列动力学方程求解。
例3、导轨光滑、水平、电阻不计、间距L=0.20m；导体棒
长也为L、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下
2、电磁感应中的力学问题
例1、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直
于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从
静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求
ab棒下滑的最大速度
速度最大时做匀速运动
D
B
R
b
受力分析，列动力学方程
mg sin f FA
A a
θ C v mg sin mg cos
(1)以上B、Φ、E、U、I、F等各矢量是有方向的，通 常用正负表示。(具体由楞次定律判断)
(2)以上各物理量的大小由法拉第电磁感应定律判断 （3）需注意的问题：
磁通量是否变化以及变化是否均匀、 感应电动势(感应电流)大小以及是否恒定、 感应电动势(感应电流)的方向、 电磁感应现象产生的过程以及时间段.
基本方法：①用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定
感应动势的大小和方向。
②画出等效电路，求回路中电阻消耗电功率的表达式。
③分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械
功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。
4、电磁感应中的图象问题
1、常见的图象有： B-t Φ-t E-t U-t I-t F-t E-x U-x I-x F-x 等图象
B2 L2
θ
B
例2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s，
L=40cm，电阻R=0.5Ω,其余电阻不计，摩擦也不计，试
求：①感应电动势的大小 ②感应电流的大小和方向
③使金属棒匀速运动所需的拉力 ④感应电流的功率
⑤拉力的功率
M
a
N E BLv
R
mr F
B
右手定则
P
b
Q
匀速运动F FA ILB
且B=0.5T；已知电阻R=1.0Ω；现有一个外力F沿轨道拉杆
，使之做匀加速运动，测得F与时间t的关系如图所示，求
杆的质量和加速度a。
30S末功率？
R F/N
8
7 6
5 4
3
2
1
t/s
0 4 8 12 16 20 24 28
B 分析：F FA ma
F
F B2L2at ma R
t1 0时F 2N t2 30时F 4N代入解方程