电磁感应现象及其规律的应用优秀课件

将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定
发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分
别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)( )
A．2.5 m/s 1 W
B．5 m/s 1 W
C．7.5 m/s 9 W
D．15 m/s 9 W
解析： 把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是
解决此类问题的关键．对导体棒进行受力分析作出截面图，如
图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和
安培力．
由平衡条件得mgsin 37°＝F安＋Ff
①
Ff＝μFN
②
FN＝mgcos 37° ③
而F安＝BIL
④
I＝R＋E r
⑤
E＝BLv
⑥
联立①～⑥式，解得
v＝mgsin
37°－μcos B2L2
.即 θ2
i
为恒定值与 t 无关，选项 A 正确．
答案： A
2.(2013·全国新课标Ⅱ·16)如图，在光滑水 平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线 框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀 强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行， 磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运 动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重 合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t 图象中，可能正确描述上述过程的是( )
解析： 从 B－t 图象中获取磁感应强度 B 与时间 t 的关系，结 合 E＝ΔΔΦt 及安培力 F＝BIL 得 F－t 关系．
由 B－t 图象可知，在 0～T4时间内，B 均匀减小；T4～T2时间内， B 反向均匀增大．由楞次定律知，通过 ab 的电流方向向上，由左手 定则可知 ab 边受安培力的方向水平向左．由于 B 均匀变化，产生的 感应电动势 E＝ΔΔBt S 不变，则安培力大小不变．同理可得在T2～T 时 间内，ab 边受安培力的方向水平向右，故选项 B 正确．
解析： 导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力 阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第 二定律可确定线框在磁场中的运动特点．
线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动， 使线框速度减小，由 E＝BLv、I＝ER及 F＝BIL＝ma 可知安培力 减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线框的磁通量不 再变化，不产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运 动，故选项 D 正确．
电磁感应现象及其 规律的应用
(1)高考知识内容 ①楞次定律的理解和应用；②右手定则的应用；③电磁 感应的图象问题；④电磁感应过程中的动态分析问题；⑤综 合运用电路知识和能量观点解决电磁感应问题． (2)常考物理方法 ①能量守恒法；②排除法；③等效法；④模型法． (3)真题样板
1．(2013·全国新课标Ⅰ·17)如图，在水平面(纸面)内有 三 根 相 同 的 均 匀 金 属 棒 ab 、 ac 和 MN ， 其 中 ab 、 ac 在 a 点 接 触 ， 构 成 “ V” 字 型 导 轨 ． 空 间 存 在 垂 直 于 纸 面 的 均 匀 磁 场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中 MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关 于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )
答案： D
3.(2013·安徽卷·16)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜 放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接 一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为 0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导 轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀 强磁场，磁感应强度为0.8 T．
答案： B
1．解答电磁感应图象问题的三个关注 (1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是 正方向还是负方向． (2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶 段，这几个阶段是否和图象变化相对应． (3)关注大小、方向的变化趋势，看图象斜率的大小、 图象的曲直是否和物理过程对应．
2．图象的选择问题 求解物理图象的选择类问题可用“排除法”，即排除 与题目要求相违背的图象，留下正确图象；也可用“对照 法”，即按照题目要求画出正确的草图，再与选项对照， 做出正确选择．解决此类问题的关键就是把握图象特点、 分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化规律或 关键物理状态．
37°R＋r
代入数据得 v＝5 m/s.
小灯泡消耗的电功率为 P＝I2R ⑦
由⑤⑥⑦式得 P＝(RB＋Lvr)2R＝1 W．故选项 B 正确． 答案： B

电磁感应中的图象问题
(2013·山东卷·18)将一段导线绕成图甲所示的闭 合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边置于垂直纸面 向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场 Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化 的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右 为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是( )
解析： 本题为电磁感应和电路的题目，所以应从动生感应 电动势和闭合电路欧姆定律角度入手．
设图示位置时 a 距棒的距离为 l0，导体棒匀速切割磁感线的 速度为 v，单位长度金属棒的电阻为 R0，导轨夹角为 θ，运动时 间 t 时，切割磁感线的导体棒长度 l＝2(l0＋vt)tan θ2，有效电路中 导体棒长度 l 总＝l＋2l0＋vθt，
3．图象的分析问题 在定性分析物理图象时，要明确图象中的横轴与纵轴 所代表的物理量，要弄清图象的物理意义，借助有关的物 理概念、公式、定理和定律作出分析判断；而对物理图象 定量计算时，要搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的 函数关系，并要注意物理量的单位换算问题，要善于挖掘 图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图象在 某位置的斜率(或其绝对值)、图线在纵轴和横轴上的截距 所表示的物理意义．
cos 2
导 体 棒 切 割 磁 感 线 产 生 的 感 应 电 动 势 e ＝ Blv＝ 2Bv(l0 ＋
vt)tan 2θ，电路中总电阻 R＝R0l 总＝R02l0＋vttan
θ2＋2clo0＋s vθ2t，
所以
i＝Re ＝R02l02＋Bvvtl0t＋anvtθ2＋tan2clθ2o0＋s vθ2t＝R0taBnv·θ2ta＋n cθ2o1s