专题十六 电磁感应的应用-强化
物理课堂电磁感应现象的应用
物理课堂电磁感应现象的应用在物理课堂中，我们学习了许多关于电磁感应的知识。
电磁感应是指通过磁场的变化引起的电流产生现象。
这一现象在我们的日常生活中有着广泛的应用，涉及到许多重要的领域。
本文将探讨一些电磁感应现象的应用，并介绍它们的原理和作用。
一、电磁感应在发电机中的应用发电机是将机械能转变为电能的装置，其工作原理就是基于电磁感应现象。
电磁感应发电机由一个旋转的磁体和一个线圈组成。
当磁体旋转时，磁通量通过线圈的大小将会发生变化，从而在线圈中产生感应电动势。
利用导体中的自由电子运动形成的电流，发电机可以产生相应的电能。
二、电磁感应在变压器中的应用变压器是用来改变交流电的电压的装置。
它由两个线圈和一个磁铁芯组成。
当交流电通过一个线圈时，会产生一个交变磁场，这个磁场会贯穿另一个线圈，从而在另一个线圈中产生感应电动势。
根据线圈匝数的不同，变压器可以增加或减小输入电压的大小，从而实现了电能的传输和分配。
三、电磁感应在磁浮列车中的应用磁浮列车是一种基于电磁感应的交通工具。
磁浮列车通过在轨道上设置一系列的电磁铁来产生磁场，然后在列车底部悬挂磁铁。
当磁场变化时，会在列车底部的磁铁上产生感应电流，进而产生反向磁场。
这个反向磁场与轨道上的磁场相互作用，使得列车悬浮在轨道上，并且以极高的速度运行。
四、电磁感应在感应炉中的应用感应炉是一种利用电磁感应加热的装置。
它通过交变电流在线圈中产生交变磁场，将工件放入线圈中时，工件内部的导体会受到磁场的感应，产生感应电流。
这个感应电流会在工件内部产生磁场，从而使工件受热。
感应炉因其高效、环保的特点，在冶金、机械加工等领域得到了广泛的应用。
总结起来，物理课堂中学习的电磁感应现象在工程技术领域的应用非常广泛。
无论是发电机、变压器、磁浮列车还是感应炉，都是通过电流的产生或者磁场的变化来实现各自的功能。
这些应用不仅促进了工业化进程，也使得我们的生活更加便利和舒适。
通过深入了解电磁感应现象及其应用，我们可以更好地理解并应用在实际中，为社会的发展做出更大的贡献。
电磁感应现象的应用(常见四种应用)
(2)路端电压：U＝IR＝
E－Ir
.
• 例1、如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上 垂直导轨放置一个有效电阻为r=0.6Ω的导 体棒，在导轨的两端分别连接两个电阻 R1=4Ω、R2=6Ω，其他电阻不计．整个装 置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图 所示，磁感应强度 B=0.1T．当直导 体棒 在导轨上以v=6m/s的速度向右运动时，求： 直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的 电流大小？
i B i B B B B t
t
A B
t
C
t D
t
例3、在竖直向上的匀强磁场中， 水平放置一个不变形的单匝金 属圆线圈，规定线圈中感应电 流的正方向如图所示，当磁场 的磁感应强度B随时间t如图变 化时，在图中正确表示线圈感 应电动势E变化的是（ ） A
E
2E0 2E0
B
B
I O 2 3 4 5 t/s
三、电磁感应现象中的能量问题
其他形式能
外力克服安培力做功
电能
感应电流做功
焦耳热
• 练习:如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为 R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、 磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸 面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进人 磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一 段高度，然后落下并匀速进人磁场．整个运动过 程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不 发生转动．求： • (1)线框在下落阶段匀速进人磁场 • 时的速度V2； • (2)线框在上升阶段刚离开磁场时 • 的速度V1； • (3)线框在上升阶段通过磁场过程 • 中产生的焦耳热Q．
A
A
B C
i
i
t
A
i
t
电磁感应现象的综合应用课件
2023/5/24
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图10-3-1
• 已知ab与导轨间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ)，导轨和金属棒的电
阻都不计.
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• ab沿导轨下滑过程中受四个力作 用，即重力mg、支持力N、摩擦力f 和安培力F安，如图所示，ab由静止开 始下滑后，v↑→E↑→I↑→F安 ↑→a↓(↑为增大符号，↓为减小符
• mgsinθ-μmgcosθ-
=ma
B 2L2v R
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• ab做加速度减小的变加速运动，当a=0时速度达最大，因此，ab达
到vm时应有：
• mgsinθ-μmgcosθ-
=0
④
• 由④式可解得vm=
B. 2 L 2 v m
•
(1)电磁感应中的动态分析R ，是处理电磁感
应问题的关键，要学会从m 动g态(s分in析的过co程s中)R 来选
• (2)对导体受力分析.
• (3)列动力学方程或平衡方程求解.
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• 2.电磁感应的力学问题中，要抓好受力情况、运动情况的动态分 析：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培 力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循
环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时， 速度v达最大值的特点.
棒垂直于轨道放置，并由静止开始沿轨道下滑.经过一段时间后，
金属棒的速度趋于最大值vm，
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图10-3-2
• 则下列说法中正确的是( )
• A.B越大，vm越大 B.θ越大，vm越小
C
• C.R越大，vm越大 D.m越小，vm越大
高中物理教案：电磁感应的应用
高中物理教案：电磁感应的应用一、介绍电磁感应的基本原理电磁感应是物理学中重要的概念之一，广泛应用于现代科技领域。
它是指当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而生成感应电流的现象。
电磁感应的应用涉及到很多方面，本文将重点介绍几个常见的应用。
二、电磁感应在发电中的应用1. 发电原理电磁感应在发电中有着重要的应用。
电力发电厂通过利用电磁感应的原理将机械能转化为电能。
发电厂中的发电机利用磁场与线圈相对运动产生感应电流，这种电流通过导线输送出来，供人们使用。
2. 水力发电水力发电是一种常见的利用电磁感应发电的方式。
水力发电利用水流的动能驱动涡轮机转动，涡轮机与发电机相连，涡轮机的旋转运动使得磁场与线圈产生相对运动，从而产生感应电流。
这种电流经过处理后，就可以输出给电力供应网络，为人们提供电能。
3. 风力发电风力发电也是利用电磁感应原理进行发电的一种方式。
风能推动风机叶片旋转，而叶片和发电机相连。
风机的旋转运动使得磁场与线圈产生相对运动，从而引发感应电流的产生，最终输出为电能。
三、电磁感应在变压器中的应用1. 变压器原理变压器是利用电磁感应的原理，通过电路中的感应电动势和感应电流来进行能量传递和电压变换的装置。
它主要由两个线圈，即主线圈和副线圈组成，二者通过磁场的相互作用实现电能的传输。
2. 电力输送变压器在电力输送中起到了关键的作用。
由于电磁感应的原理，变压器可以实现电能的电压变换，从而实现长距离的电能传递。
通过变压器的使用，电压可以高效地升高或降低，以适应输送和使用的需要。
四、电磁感应在感应炉中的应用感应炉是一种利用电磁感应原理进行加热的设备，广泛应用于工业生产领域。
它通过感应加热原理，即通过感应线圈中的感应电流产生的涡流来将导体加热。
感应炉的工作原理是通过感应线圈中的交变电流产生交变磁场，这个磁场穿透到工作区域，导致导体中的感应电流。
感应电流在导体内部流动时会产生焦耳热，从而使导体加热。
感应炉可以实现高效、快速且可控的加热过程，因此被广泛应用于冶金、机械制造等领域。
电磁感应强化
1．如图所示，两根平行的光滑长导轨处于同一水平面内，相距为L 。
导轨左端用阻值为R 的电阻相连，导轨的电阻不计，导轨上跨接一电阻为r 的金属杆，质量为m ，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，现对杆施加一水平向右的恒定拉力F ，使它由静止开始运动。
求（1）当杆的速度为ν时，杆的加速度 （2）杆稳定时的速度（3）若杆从静止到达稳定的过程中，杆运动的距离为S ，则此过程回路中产生的热量为多少。
解析：（1）22()()Bl B L F F R r R r υυ==++安 由牛顿第二定律得：F -F 安=ma所以：22()F B L a m m R r υ=-+（2）稳定时，22()mB L F R r υ=+得：22()m F R r B L υ+=（3）由能量守恒关系：212mFS m Q υ=+ 得：2244()2F R r Q FS mB L +=-2.如图甲所示，空间存在B=0.5T ，方向竖直向下的匀强磁场，MN 、PQ 是相互平行的粗糙的长直导轨，处于同一水平面内，其间距L=0.2m ，R 是连在导轨一端的电阻，ab 是跨接在导轨上质量m =0.1kg 的导体棒，从零时刻开始，通过一小型电动机对ab 棒施加一个牵引力F ，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速=运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度一时间图象，其中OA 段是直线，AC 是曲线，DE 是曲线图象的渐近线小型电动机在12s 末达到额定功率P=4.5W ，此后功率保持不变。
除R 以外，其余部分的电阻均不计，g=10 m ／s 2。
⑴求导体棒在0~12s 内的加速度大小⑵求导体棒与导轨间的动摩擦因数及电阻R 的阻值 ⑶若t=17s 时,导体棒ab 达最大速度,且0~17s 内共发生位移100m ,试求12s~17s 内R 上产生的热量是多少?解析：⑴由图中可得12s 末的速度为V 1=9m/s ，t 1=12s 导体棒在0～12s 内的加速度大小为 211075/V a .m s t -== ⑵设金属棒与导轨间的动摩擦因素为μ.A 点有 E 1=BLV 1① R感应电流 11E I R=②由牛顿第二定律 111F mg BI L ma μ--=③则额定功率为 11m P FV = ④将速度v=9m/s ，a=0.75m/s 2和最大速度V m =10m/s ，a =0 代入。
电磁感应定律的应用
电磁感应定律的应用
电磁感应是电磁学中的一个重要概念，它描述了磁场变化对电流的诱导作用。
在电磁学中，电磁感应定律是一组描述电场和磁场相互关系的方程。
电磁感应定律的最常见形式是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化如何引发感应电流的产生。
该定律表明，当以某种方式改变穿过闭合线圈的磁通量时，就会在该线圈中感应出一个电动势，从而产生一个感应电流。
这个现象被广泛应用于发电机、变压器等电气设备中。
楞次定律
楞次定律描述了磁场变化对电路的诱导作用。
根据楞次定律，一个变化的磁通
量会在电路中产生一个感应电动势，从而产生感应电流。
这个定律也被应用于电动机、发电机等电气设备中。
应用领域
电磁感应定律在许多领域都有重要的应用。
其中，电动机、发电机、变压器等
电气设备都是基于电磁感应定律原理工作的。
此外，感应加热、涡流制动等技术也是基于电磁感应定律的应用。
电磁感应定律的应用不仅局限于电气领域，它还被广泛应用于生活中的各个方面。
比如无线充电技术、感应炉等产品都是基于电磁感应原理制作的。
总的来说，电磁感应定律的应用涵盖了电气、通信、生活等各个领域，在现代
科技和工业生产中发挥着重要作用。
电磁感应及应用PPT优秀课件
B不变、S变
猜 想1
产生感应电流条件：闭合回路面积发生变化
探究产生感应电流的条件
1问 题
S不变、B变能产生感应电流吗？
2 合作探究 设计实验，探究B改变与产生感应电流之间的关系。
导线若干
大小螺线管
条形磁铁
滑动变阻器
单刀单掷开关
灵敏电流计
探究产生感应电流的条件
实验结论 插入、拔出过程有感应电流产生，停留无感应电流产生。
S不变、B变
猜 想2
产生感应电流的条件：磁感应强度发生变化
探究产生感应电流的条件
实验结论 B不变、S改变；S不变、B改变都会产生感应电流。
猜想
能否用一个物理量描述产生感应电流的条件？
磁通量：Φ=BS
产生感应电流的条件：
闭合回路磁通量变化
电磁感应现象的应用
导入实验
连接灯泡的铜线圈在靠近盒 子的过程中，穿过线圈的磁 通量在不断地发生变化。
电磁感应现象的应用
生活中的物理
电磁炉运用了电磁感应原理，交变电流通过陶 瓷板下方的线圈产生变化的磁场，磁场内的磁 力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流， 令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
探究产生感应电流的条件
实验探究 1、将条形磁铁插入和拔出大螺线管， 观察插入、停留、拔出过程有无感应 电流的产生。
2、尝试对此过程的现象加以解释。
探究产生感应电流的条件
实验探究
将条形磁铁插入和拔出大螺线管，观察 插入、停留、拔出过程电流表示数是否 发生变化。
实验现象
插入、拔出 停留
电流表示数变化 电流表示数不变，为零
人教版 必修三 第十三章 第三节
电磁感应及应用
电磁感应现象的应用-PPT课件
图 2－3－5 A．ABS 防抱死系统是利用电流的磁效应工作的 B．ABS 防抱死系统是利用电磁感应原理工作的 C．车速越快产生的电流越大 D．车速越快产生的电流越小 解析：齿轮的每个铁质轮齿在靠近磁铁端点时被磁化，相 当于一个磁铁，各个铁质轮齿交替通过线圈端点时改变线圈内
的磁通量，从而使线圈中产生感应电流，故 ABS 防抱死系统利 用了电磁感应原理，故 B 对．车速越快，磁通量变化越快，产 生的感应电流就会越大，故 C 对．
)
图 2－3－3 A．次级电压是 1.5 V B．次级电压为 0 V C．通过副线圈的磁通量是个变量 D．通过副线圈的磁通量为零
解析：接干电池使得初级线圈上的电流为恒定电流，故激 发出的是恒定的磁场，对于副线圈，磁感应强度 B 不变，线圈 面积 S 不变，故副线圈的磁通量Φ＝BS 是个固定值，所以 C、 D 错，而产生感应电动势的条件是：穿过电路的磁通量要变化， 所以 A 错，B 正确．
1．给变压器的原线圈加上交变电流，使铁芯中产生交变的 磁通量，进而使穿过的副线圈中产生____感__应__电__动__势_____．
2 ．变压器原副线圈两端的电压比与原副线圈的匝数成 ___正_____比，即 UU12＝___nn_12____.
3 ． 变压器是根据 ____电__磁___感__应______ 的原理制成的 ，所以 ____不__能____(选填“能”或“不能”)产生直流电压．
答案： B
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
【触类旁通】 1．理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不相同的物理
量是( D ) A．每匝线圈中磁通量的变化率 B．交变电流的频率 C．原线圈的输入功率，副线圈的输出功率 D．原、副线圈中的感应电动势
电磁感应各个原理的应用
电磁感应各个原理的应用1. 简介电磁感应是物理学中一个重要的概念，指的是当导体中的磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这个原理被广泛应用于各个领域，包括发电、传感器、电动机等。
本文将介绍几个电磁感应的重要原理及其在实际应用中的具体情况。
2. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述导体中电磁感应现象的基本规律。
根据该定律，当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
这个原理被广泛应用于发电机和变压器等装置中。
以下是一些应用法拉第电磁感应定律的例子： - 发电机：发电机利用导体在磁场中旋转产生的感应电动势来产生电流，从而实现能量转换。
- 变压器：变压器利用互感性原理，其中的主线圈通过交变电流在磁场中产生变化的磁通量，从而在次级线圈中产生感应电动势。
3. 磁感应式传感器磁感应式传感器是一种利用电磁感应原理测量和监测物理量的传感器。
它通过测量磁场的强度变化来实现测量和监测的目的。
以下是一些常见的磁感应式传感器的应用： - 磁力计：磁力计利用磁场的强度来测量物体的磁力，常用于磁力的测量和磁场的检测。
- 磁导航：磁导航利用地球的磁场来进行导航，广泛应用于船舶、航空等领域。
- 磁性传感器：磁性传感器利用磁场的变化来测量物体的运动状态，常用于汽车的制动控制和安全气囊等系统。
4. 磁感应炉磁感应炉是一种利用电磁感应的原理来加热物体的炉子。
它通过在炉体周围产生交变磁场，将导体材料中的电流产生感应加热，从而加热物体。
以下是磁感应炉的一些应用： - 金属加热：磁感应炉常被用来进行金属的快速加热，如金属的熔融、热处理等。
- 医学领域：磁感应炉可以被用于医学领域，进行治疗、消毒、加热等操作。
5. 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种利用电磁感应原理来实现悬浮和运动的列车。
它通过在轨道上产生交变磁场，使列车中的磁体受到排斥或吸引从而实现悬浮和运动。
以下是磁悬浮列车的应用： - 高速交通：磁悬浮列车具有高速、低摩擦、低噪音等特点，被广泛应用于高速交通系统中。
电磁感应的应用
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电磁感应的应用
水轮发电机电 磁感应的应用
原理则是靠水的冲击 力推动，然后带动发 电机转动。所以要使 水保持很大的冲击力 ，在水电站都会修建 大坝进行拦河，将水 位抬高，使水的势能 得到增加
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电磁感应的应用
风力发电机电磁感应的应用
风力发电机将风能通过风车转变为电能。在 风力很大的地方，安装上风力发电的机械后 ，受到风的吹动，风车叶片会进行旋转，然 后利用增速机把原有速度大大提高，去带动 发电机运转，进行发电。在资源逐渐匮乏、 环境越来越恶劣的情况下，清洁能源受到了 人类的青睐
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-电磁感应的ຫໍສະໝຸດ 用目录11
电磁感应的应用
电磁感应在电 器中的应用
电磁感应在生活中的 应用
一、电磁感应在电器 中的运用
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电磁感应的应用
娱乐电器电磁 感应的应用
随着科技的进步，人 类对精神享受的追求 不断提高，对乐器的 要求也在逐渐提高
二，厨房电器电磁感 应的应用
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电磁感应的应用
厨房电器电磁感应的应用
电磁炉的原理利用了电磁感应现象，在其内 部有线圈，当交变电流通过内部线圈时，会 产生交变的磁场。在交变磁场中的导体会有 涡旋电流产生，涡旋电流的焦耳效应会使导 体升温发热，从而实现电磁炉加热。应用了 电磁感应的电磁炉对热量的利用更加高校， 从而实现节能的目标。在安全方面，取缔了 明火作业，炉面也不会发热，既不会烧伤也 不会烫伤，同时做到了节能环保、安全健康
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电磁感应的应用
二.电磁感应在发动机中的应用
(一)、汽轮发电机电磁感应的应用
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电磁感应的应用
汽轮发电机电 磁感应的应用
工作的原理是利用高 温或高压产生的强大 气体，推动内部汽轮 机，在气体的持续推 动下，实现汽轮机转 动。然后通过皮带等 连接措施，使汽轮机 和发电机相连，由汽 轮机的转动去带动发 电机转动
高中物理新选修课件电磁感应规律的应用
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PART 06
电磁感应规律的综合应用
REPORTING
电磁感应规律在解题中 电磁场中的物理过程，构 建解题思路。
定量计算
运用电磁感应定律、楞次 定律等规律，进行定量计 算，求解相关物理量。
定性分析
通过电磁感应规律判断电 磁现象的性质、趋势等， 进行定性分析。
传感器技术
运用电磁感应原理设计传感器，实现非电量到电量的转换，广泛应 用于自动化控制、测量等领域。
无线充电技术
利用电磁感应原理实现无线充电，为移动设备提供便捷的充电方式 。
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THANKS
感谢观看
REPORTING
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PART 03
电磁感应在力学中的应用
REPORTING
安培力与洛伦兹力
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02
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安培力
通电导线在磁场中受到的 力，其大小与电流、导线 长度及磁感应强度有关， 方向可用左手定则判断。
洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的 力，其大小与电荷量、速 度及磁感应强度有关，方 向可用左手定则判断。
应用举例
利用安培力或洛伦兹力可 以解释或分析电磁感应现 象中的力学问题，如电磁 炮、磁悬浮列车等。
电磁感应在交流电路中的应用
变压器
发电机
变压器是利用电磁感应原理实现电压 变换的装置。通过改变变压器的匝数 比，可以实现电压的升高或降低。
发电机是利用电磁感应原理将机械能 转换为电能的装置。在发电机中，机 械能驱动线圈在磁场中旋转，从而产 生感应电动势并输出电能。
电动机
电动机是利用电磁感应原理将电能转 换为机械能的装置。在电动机中，通 电线圈在磁场中受到力的作用而旋转 ，从而驱动机械负载运动。
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电磁感应强化含详解
电磁感应强化：1．如图a 所示，在光滑水平面上用恒力F 拉质量为m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为a ，在1位置以速度v 0进入磁感应强度为B 的匀强磁场并开始计时t ＝0，若磁场的宽度为b (b >3a )，在3t 0时刻线框到达2位置速度又为v 0并开始离开匀强磁场．此过程中v －t 图象如图b 所示，则A ．t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为Ba v 0B ．在t 0时刻线框的速度为v 0－Ft 0mC ．线框完全离开磁场的瞬间(位置3)的速度一定比t 0时刻线框的速度大D ．线框从进入磁场(位置1)到完全离开磁场(位置3)的过程中产生的电热为2Fb1. D t ＝0时，线框右侧边MN 的两端电压为外电压，为34Ba v 0，A 项错误；从t 0时刻至3t 0时刻线框做匀加速运动，加速度为F m ，故在t 0时刻的速度为v 0－2at 0＝v 0－2Ft 0m，B 项错误；因为t ＝0时刻和t ＝3t 0时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故在位置3时的速度与t 0时刻的速度相等，C 项错误；线框在位置1和位置3时的速度相等，根据动能定理，外力做的功等于克服安培力做的功，即有Fb ＝Q ，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb ，D 项正确．2．如图所示，MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距L 为1 m ，电阻不计。
导轨所在的平面与磁感应强度B 为1 T 的匀强磁场垂直。
质量m ＝0.2 kg 、电阻r ＝1 Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨并与其保持光滑接触，导轨的上端接有阻值为R ＝3 Ω的灯泡。
金属杆从静止下落，当下落高度为h ＝4 m 后灯泡保持正常发光。
重力加速度为g ＝10 m/s 2。
求：(1)灯泡的额定功率；(2)金属杆从静止下落4 m 的过程中通过灯泡的电荷量；(3)金属杆从静止下落4 m 的过程中灯泡所消耗的电能。
高中物理教案：电磁感应的应用
高中物理教案：电磁感应的应用一、引言电磁感应作为物理学中的重要概念，具有广泛的应用。
它描述了磁场与导体相互作用时产生的电动势和电流。
本教案侧重于介绍电磁感应在实际生活和工程领域中的应用。
通过讲解相关原理及其在发电、变压器以及感应炉等方面的应用，旨在帮助高中学生更好地理解和运用电磁感应。
二、发电原理及其应用1. 发电原理的基本概念1.1 磁通量变化导致感应电动势1.2 法拉第定律：感应电动势大小等于磁通量变化率的负值2. 感应发电机的结构与工作原理2.1 图解法示意图分析感应发电机结构2.2 工作原理：通过转子旋转使线圈切割磁力线产生交变磁通量，从而在线圈中激发感应电动势3. 变压器原理及其在能源输送中的重要性3.1 变压器的结构与工作原理简介3.2 变压比及功率公式3.3 能源输送中的重要性：通过变压器提高或降低交流电压，实现长距离输送，并减少能量损耗三、电磁感应在感应炉中的应用1. 感应加热原理简介1.1 感应加热的基本概念与特点1.2 照明实验例子讲解感应加热2. 感应炉的结构与工作原理2.1 感应炉主要构成部分介绍2.2 中频感应加热技术3. 感应炉在金属加工和冶金领域中的广泛运用3.1 快速、高效、节能的优势3.2 应用案例：金属锻造、金属焊接等四、电动机原理及其在家庭和工业中的重要性1. 电动机原理简介与分类1.1 匀速转动电动机与交流发电机相似之处1.2 直流电动机与交流异步电动机简介2. 电动机在家庭中常见的应用案例展示- 家庭电器（如洗衣机、吸尘器）中的电动机应用 - 断路器、起重机等工业设备中的电动机应用3. 电动车的兴起及其原理3.1 电动车的运行原理简介3.2 环保与能源利用方面的优势五、结语通过本次教案，我们详细了解了电磁感应在实际生活和工程领域中的应用。
发电、变压器、感应炉以及电动机等都是基于这一物理原理而设计和制造的。
希望这些内容能够加深学生对电磁感应原理和相关应用的理解，并激发他们对进一步探索物理学乃至工程技术领域的兴趣。
电磁感应应用
电磁感应应用电磁感应是电磁学中一项重要的现象，也是现代科技的基础之一。
通过电磁感应，我们可以实现电能转换和通信传输等多种应用。
本文将介绍电磁感应的基本原理和一些常见的应用领域。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，会在电路中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的方向和大小与磁通量的变化成正比。
磁通量（Φ）的变化可以通过改变磁场的大小或者改变电路中的面积来实现。
当磁场的大小发生变化时，磁通量也会相应变化；当电路中的面积发生变化时，线圈中的磁通量也会发生变化。
这些变化将会诱发电动势的产生。
二、电磁感应的应用1. 发电机发电机是电磁感应的典型应用之一。
它利用机械能转换为电能的原理，通过旋转磁场诱发感应电动势。
发电机的核心部分是由线圈和永磁体组成的转子，在转子旋转的过程中，由于磁通量的变化，会在线圈中产生感应电动势。
通过连接外部电路，发电机可以将机械能转换为电能，供应电力给各种电器设备和工业系统。
2. 变压器变压器也是电磁感应的一种应用形式。
变压器是一种将交流电电压升高或降低的装置。
它由两个卷绕在共同铁心上的线圈组成，分别称为原线圈和副线圈。
当原线圈中通电产生磁场时，磁场会穿过铁心到达副线圈，从而在副线圈中产生感应电动势。
通过调节原副线圈的匝数比例，可以实现电压的升降，从而适应不同的电器设备对电压的要求。
3. 感应加热感应加热是利用电磁感应产生热能的技术。
通过将高频交流电通入到线圈中，产生高频磁场，当感应物体进入磁场中时，感应物体内部会产生感应电流。
由于感应电流的存在，感应物体会发热，从而实现加热的效果。
感应加热广泛应用于工业领域，例如金属熔炼、电磁炉等。
4. 感应传感器感应传感器是利用电磁感应原理来实现物理量测量和检测的装置。
例如，温度传感器、液位传感器等。
当感应物体或介质的物理量发生变化时，会改变感应回路中的磁通量，从而在线圈中诱发感应电动势。
通过测量感应电动势的大小，可以得到所测量的物理量的数值。
高中物理精品课件：专题强化十六 带电粒子在组合场中的运动
(2)要使粒子能够进入第三象限，求第四象限内 磁感应强度B的大小范围； 答案 B<1＋2q2hmv0
粒子在Q点的速率 v＝cosv045°＝ 2v0，h＝12vyt，x＝v0t
可得OQ的距离为x＝2h 粒子进入第四象限后做匀速圆周运动，如图甲所示，轨迹恰与y轴相
切时，对应恰能够进入第三象限的磁感应强度最大值 由牛顿第二定律有 qvBmax＝mRvm2in 由几何关系有 x＝Rmin1＋cos 45° 联立以上各式解得 Bmax＝1＋2q2hmv0 故 B 的大小范围为 B<1＋2q2hmv0
答案 106 m/s
画出粒子在磁场中的任一条轨迹如图，
据几何关系得，粒子在磁场中的轨道半径
r＝R＝6 cm＝6×10－2 m 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有 qvB＝mvr2 则粒子的速率 v＝qmBr＝106 m/s
(2)被下极板吸收的粒子占总粒子数的百分比. 答案 29.44%
粒子在电场中做类平抛运动，粒子在电场中的加速度 a＝qmE＝qmUd＝ 5.20×1012 m/s2 打在下极板右端点的粒子运动时间 t＝Lv＝2.0×10－7 s 打在下极板右端点的粒子竖直方向运动的距离 y＝21at2＝0.104 m＝10.4 cm 该粒子的运动轨迹如图
a、b两粒子的运动轨迹如图所示，它们相 遇的位置只有两个，分别为C点和D点
①若在C点相遇 πqγBM1 ＝π1q－B1γM＋π1q－B2γM 则 γ＝34 ②若在D点相遇 由于△OCD为正三角形 所以πqγBM1 ＋3πqγMB2＝π13－qBγ2M
则 γ＝27.
题型二
电场与磁场的组合
考向1 先电场后磁场
123
(2)从AD边上出射的、未进入矩形磁场区域的粒子运动 的最长时间； 答案 2πqmB＋2qmBarcsin ( 2－1)
高中物理实验探索电磁感应的应用
高中物理实验探索电磁感应的应用电磁感应是物理学中一个重要的概念，它描述了磁场和电流之间的相互作用。
在高中物理实验中，我们可以通过一系列实验探索电磁感应的应用。
本文将分享几个关于电磁感应应用的实验，并探讨其在现实生活中的应用。
一、电磁感应实验之互感现象互感现象是电磁感应的重要表现之一。
在实验中，我们可以通过改变线圈之间的位置和磁通量等因素来研究互感现象。
以下是一个简单的实验：实验材料：1. 两个线圈（线圈1和线圈2）2. 直流电源3. 铁芯实验步骤：1. 将线圈1接入直流电源，使得其中通过电流流动。
2. 将线圈2放置在线圈1附近，并调整两个线圈之间的距离。
3. 观察线圈2是否感应出电流。
实验原理：当线圈1中的电流发生变化时，会在线圈2中感应出电流。
这是因为线圈1产生的磁场经过铁芯作用，进而感应线圈2中的电流。
现实应用：互感现象在变压器中有重要应用。
变压器能够将交流电的电压通过互感现象进行升降压，从而实现电能的传输和分配。
二、电磁感应实验之感应电动势感应电动势是电磁感应的另一重要表现。
实验中，我们可以通过改变磁场的强度、导线的长度和角度等因素来研究感应电动势。
以下是一个简单的实验：实验材料：1. 一个螺线管2. 磁铁3. 直流电源实验步骤：1. 将螺线管的两端连接到一个灯泡和直流电源。
2. 将磁铁靠近螺线管，并改变磁铁的位置和方向。
3. 观察灯泡是否亮起。
实验原理：当磁铁靠近螺线管时，会在螺线管中感应出电流。
这是因为磁场的变化导致了螺线管中的电磁感应现象，进而产生了感应电动势，使灯泡亮起。
现实应用：感应电动势在发电机和电动机中有着重要的应用。
发电机通过转动导线圈与磁场的相互作用来产生电能，而电动机则利用感应电动势来转换电能为机械能。
三、电磁感应实验之感应电流感应电流是电磁感应的又一重要表现。
我们可以通过改变导体和磁场之间的相对运动来研究感应电流。
以下是一个简单的实验：实验材料：1. 导体（如铜管）2. 磁铁实验步骤：1. 将磁铁靠近导体，并保持相对运动。
2024高考物理电磁感应现象及其应用
2024高考物理电磁感应现象及其应用电磁感应是物理学中的重要现象之一，广泛应用于现代科技和工业领域。
本文将详细介绍电磁感应的基本原理、应用以及未来的发展趋势。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指当导体处于磁场中或磁场发生变化时，由于感应电动势的存在，将产生电流。
这个现象最早由法拉第在19世纪发现和研究，并总结为法拉第电磁感应定律。
该定律表明，在一段导线内，感应电动势的大小与导线长度、磁场强度和导线运动速度有关。
二、电磁感应的应用1. 发电机电磁感应的最重要应用之一是发电机。
发电机通过利用电磁感应的原理，将机械能转化为电能。
当导体线圈在磁场中旋转时，磁场的变化将导致电流的产生，从而实现了电能的转化和输送。
2. 变压器变压器也是电磁感应的重要应用之一。
通过将交流电输入主线圈，产生交变磁场，进而诱导出次级线圈中的电流，实现电能的传递和降压升压。
3. 电动机电动机是将电能转化为机械能的装置。
通过利用电磁感应现象产生的磁场力线和导体电流的相互作用，实现电能转化为机械能，驱动设备的运转。
4. 感应炉感应炉是一种利用电磁感应原理加热的设备。
通过高频交流电在线圈中产生的磁场，诱发电流在导体中产生热能，并在短时间内将导体加热到高温。
5. 电磁感应传感器电磁感应传感器在现代工业和科技领域有着广泛的应用，如位移传感器、速度传感器、涡流传感器等。
这些传感器利用电磁感应现象对物体的运动和变化进行检测和测量。
三、电磁感应的发展趋势随着科技的不断进步，电磁感应在各个领域的应用将变得更加广泛和深入。
以下是电磁感应未来的几个发展趋势：1. 高效能量转换技术：尽管现有的发电机、变压器和电动机已经经过多年的改进和优化，但在能量转换效率上仍有提升的空间。
未来的发展趋势将主要集中在提高能量转换效率，减少能源浪费。
2. 环保与可持续发展：电磁感应技术在可再生能源中的应用将得到进一步发展，如风力发电、太阳能发电等。
通过结合电磁感应技术和可持续能源，可以实现对环境的保护和可持续发展。
热点强化练(14)电磁感应定律的综合应用
热点强化练(14) 电磁感应定律的综合应用1．(2021·浙江绍兴诊断)磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟其涡流制动过程．车厢下端有电磁铁系统固定在车厢上，能在长L 1＝0.5 m 、宽L 2＝0.2 m 的矩形区域内产生沿竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B 可随车速的变化而自动变化(由车内速度传感器控制)，但最大不超过2 T ；长L 1＝0.5 m 、宽L 2＝0.2 m 的单匝矩形线圈间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L 2，每个线圈的电阻R ＝0.1 Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，当模型车的速度v 0＝20 m/s 时启动电磁铁制动系统，车立即以加速度a ＝2 m/s 2做匀减速直线运动；当磁感应强度达到2 T 后保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量m ＝30 kg ，不计空气阻力，不考虑磁场边缘效应的影响，求：(1)匀减速过程中B 是增大还是减小？说明理由；(2)匀减速过程中模型车的位移；(3)变加速运动过程中通过的线圈个数．解析 (1)匀减速过程中，根据牛顿第二定律F 安＝ma又F 安＝IBL 1＝B 2L 21 v R由此可知因L 1、R 、m 、a 不变，当v 减小时B 增大；(2)设匀减速结束时车速为v ，由(1)知B 2L 21 v 1R＝ma 解得v 1＝6 m/s根据v 20 －v 21 ＝2ax 1解得x 1＝91 m(3)变加速过程中，根据动量定理ΣBL 1i Δt ＝m v 1又Σi Δt ＝q ＝BL 1x 2R解得x 2＝18 m通过线圈的个数N ＝x 22L 2 ＝182×0.2＝45个答案 (1)B 增大 见解析 (2)91 m (3)452．(2021·四川成都模拟)如图甲所示，两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置，弧形部分竖直，直线部分水平且左端连线垂直于导轨，已知导轨间距为L .金属杆a 、b 长度都稍大于L ，a 杆静止在弧形部分某处，b 杆静止在水平部分某处．水平区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B .a 杆从距水平导轨高度h 处释放，运动过程中a 杆没有与b 杆相碰，两杆与导轨始终接触且垂直．已知a 、b 的质量分别为2m 和m ，电阻分别为2R 和R ，重力加速度为g ；导轨足够长，不计电阻．(1)求a 杆刚进入磁场时，b 杆所受安培力大小；(2)求整个过程中产生的焦耳热；(3)若a 杆从距水平导轨不同高度h 释放，则要求b 杆初始位置与水平导轨左端间的最小距离x 不同．求x 与h 间的关系式，并在图乙所示的x 2h 坐标系上画出h ＝h 1到h ＝h 2区间的关系图线．解析 (1)设a 杆刚进入磁场时的速度为v 1，回路中的电动势为E 1，电流为I 1，b 杆所受安培力大小为F ，则2mgh ＝12·2m v 21 E 1＝BL v 1I 1＝E 12R ＋RF ＝BI 1L解得F ＝B 2L 22gh 3R(2)最后a 、b 杆速度相同，设速度大小都是v 2，整个过程中产生的焦耳热为Q ，则 2m v 1＝(2m ＋m )v 2Q ＝12·2m v 21 －⎝⎛⎭⎫12·2m v 22 ＋12m v 22 解得Q ＝23mgh(3)设b 杆初始位置与水平导轨左端间的距离为x 时，a 杆从距水平导轨高度h 释放进入磁场，两杆速度相等为v 2时两杆距离为零，x 即为与高度h 对应的最小距离．设从a 杆进入磁场到两杆速度相等经过时间为Δt ，回路中平均感应电动势为E － ，平均电流为I － ，则E － ＝ΔΦΔt ＝BLx ΔtI － ＝E－2R ＋R对b 杆，由动量定理有m v 2＝B I － L Δt或者对a 杆，有2m v 2－2m v 1＝－B I － L Δtx ＝2mR 2gB 2L 2 h图线如图所示(直线，延长线过坐标原点).乙 答案 (1)B 2L 22gh3R (2)23 mgh (3) x ＝2mR 2gB 2L 2 h见解析图。
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专题十六电磁感应的应用电磁感应现象中的图像问题1.竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t按如图乙所示规律变化时，下列各图中能正确表示线圈中感应电动势E的变化情况的是（ A ）2.如图所示的正方形导线框abcd，电阻为R，现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，如果以x轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力F.线框ab边两端的电势差Uab随时间变化的图象正确的是（ C ）A.①②B.②③C.②④D.③④3.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下处于静止状态，如图（甲）所示．磁感线方向与导线框所在平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图（乙）所示．t =0 时刻，磁感应强度的方向垂直导线框平面向里，在0 ～ 4s时间内，导线框ad边所受安培力随时间变化的图象（规定以向左为安培力正方向）可能是下面选项中的（ D ）4.如图甲所示，圆形导线框与电阻R串联，框内有变化的磁场．取由a经R流向b为感应电流的正方向，测得随时间t变化的图象如图乙所示．取垂直纸面向里为磁场的正方向，则描述磁感应强度B随时间t变化的图象正确的是（ B ）5.如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流−位移（I−x）关系的是（ A ）A.B.C.D.6.（多选）如图所示，边长为L、总电阻为R的均匀正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上，其cd边右侧紧邻两个磁感应强度为B、宽度为L、方向相反的有界匀强磁场.现使线框以速度v0匀速通过磁场区域，从开始进入，到完全离开磁场的过程中，下列图线能定性反映线框中的感应电流（以逆时针方向为正）和a、b两点间的电势差随时间变化关系的是（AC ）7.如下图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的.宽度均为a，一正三角形导线框ABC（高为a）从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是（ C ）电磁感应现象中的电路问题8.（多选）如图所示，平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R=3.0Ω的定值电阻，导体棒ab长l=0.5m，其电阻不计，且与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T，现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动，则以下判断正确的是（AD ）A.导体ab两端的电势差U=2.0VB.电路中的电流I=0.5AC.导体ab棒所受安培力方向向右D.导体ab棒所受合力做功为零9.（多选）用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径.如图所示，在ab的左侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率△B/△t=k（k<0）.则（BD ）A.圆环中产生逆时针方向的感应电流B.圆环具有扩张的趋势C.圆环中感应电流的大小为-krs/3ρD.图中a、b两点间的电势差U ab=|0.25kπr2|10.如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先增大后减小11.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（左）所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（右）所示．在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是（ A ）A.第2秒内上极板为正极B.第3秒内上极板为负极C.第2秒末微粒回到了原来位置D.第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2πr 2 /d12.（多选）图中MN和PQ为竖直方向的两平行足够长的光滑金属导轨，间距为L，电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，两端分别接阻值为2R的电阻R1和电容为C的电容器.质量为m、电阻为R 的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持良好接触.杆ab由静止开始下滑，在下滑过程中最大的速度为v，整个电路消耗的最大电功率为P，则（ABC ）A.电容器右极板带正电B.电容器的最大带电量为2CBLv/3C.杆ab的最大速度v等于pmgD.杆ab所受安培力的最大功率为2p/3E.13.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距l=0.2m，导轨上端连接着电阻R1=1Ω，质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计.整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中.ab杆由静止释放，若下落h=O.8m后开始做匀速运动，g取10m/s2，求：（1）杆匀速运动的速度大小；（2）匀速运动过程中杆ab两端的电压哪端高，高多少；（3）该过程整个装置产生的热量.电荷量应用磁通量的问题14.（多选）如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中，下列说法中正确的是（BC ）B .导体框中产生的感应电流方向相同C .导体框ad 边两端电势差相等D .通过导体框截面的电荷量不相同15. （多选）在光滑绝缘的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B ，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大。
一个半径为A ．质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以初速度υ从如图位置向右自由平移，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为v/2，则下列说法正确的是（ AC ）A ．此时圆环中的电功率为2224υB a RB ．此时圆环的加速度为224υB a mRC ．此过程中通过圆环截面的电量为2πBa RD ．此过程中回路产生的电能为20.75υm电磁感应现象与力、平衡的问题16. 下列三图中除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C 原来不带电.设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长.今给导体棒ab 一个向右的初速度v 0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab 的最终运动状态是（ D ）A .三种情形下导体棒ab 最终均做匀速运动B .三种情形下导体棒ab 最终均静止C .乙、丙中，ab 棒最终将做匀速运动；甲中，ab 棒最终静止D .甲、丙中，ab 棒最终将做匀速运动；乙中，ab 棒最终静止17. （多选）如图所示，两根间距为l 的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，图中虚线下方区域内存在磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上.两金属杆质量均为m ，电阻均为R ，垂直于导轨放置.开始时金属杆ab 处在与磁场上边界相距l 的位置，金属杆cd 处在导轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住.现将金属杆ab 由静止释放，当金属杆ab 刚进入磁场便开始做匀速直线运动，己知重力加速度为g ，则（ AB ）A .金属杆ab 进入磁场时的感应电流的方向为由b 到aB .金属杆ab 进入磁场时的速度大小为2glsin αC .金属杆ab 进入磁场后产生的感应电动势Bl glsin α D .金属杆ab 进入磁场后金属杆cd 对两根小柱的压力大小为零18.（多选）竖直放置、电阻不计、间距为L、足够长的平行导轨，上端与阻值为R的电阻相连，一电阻为零质量为m的水平导体棒AB与导轨紧密接触且无摩擦.整个装置置于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.若从导轨上端静止释放导体棒AB，导体棒刚达到最大速度时下落高度为h，且运动过程始终保持水平，重力加速度为g，则（AB ）A.导体棒最终速度为mgR 22 B LB.在下落过程中电阻产生的热量等于导体棒克服安培力所做的功C.若只将导体棒的质量变为原来的2倍，它下落的最大动能将变为原来的4倍D.若电阻的阻值变大，导体棒刚匀速运动时下落的高度仍等于h19.（多选）如图所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中R1=R2=2R，导轨电阻不计，导轨宽度为L，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B.导体棒ab的电阻为R，垂直导轨放置，与导轨接触良好.释放后，导体棒ab沿导轨向下滑动，某时刻流过R2的电流为I，在此时刻（BD ）A.重力的功率为8l2RB.金属杆ab消耗的热功率为4l2RC.导体棒的速度大小为2IR/BLD.导体棒受到的安培力的大小为2BIL20.如图甲所示，水平面上固定着两根间距G=0.5m的光滑平行金属导轨MN，PQ，M、P两点间连接一个阻值R=3Ω的电阻，一根质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨放置.在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小B=2T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场宽度d=5.2m.现对金属棒施加一个大小F=2N、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进人磁场开始计时，其运动的v−t图象如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计.求：（1）金属棒刚进人磁场时所受安培力的大小F安；（2）金属棒通过磁场过程中电阻R产生的热量Q R.21. 如图（a ）所示，平行长直导轨MN 、PQ 水平放置，两导轨间距L =0.5m ，导轨左端M 、P 间接有一阻值R =0.2Ω的定值电阻，导体棒ab 质量m =0.1kg ，与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，导体棒垂直于导轨放在距离左端为d =1.0m 处，导轨和导体棒始终接触良好，电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中，t =0时刻，磁场方向竖直向下，此后，磁感应强度B 随时间t 的变化如图（b ）所示，不计感应电流磁场的影响.取重力加速度g =10m /s 2.（1）求t =0时棒所受到的安培力F 0；（2）分析前3s 时间内导体棒的运动情况并求前3s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式；（3）若t =3s 时，突然使ab 棒获得向右的速度v 0=8m /s ，同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F ，使棒的加速度大小恒为a =4m /s 2、方向向左.求从t =3s 到t =4s 的时间内通过电阻的电量q .电磁感应现象中的能量问题22. 一质量为m 、电阻为r 的金属杆ab ，以一定的初速度v 0从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成30∘角，两导轨上端用一电阻R 相连，如图所示，磁场垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨接触良好，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v ，则金属杆在滑行过程中（ C ）A .向上滑行与向下滑行的时间相等B .向上滑行与向下滑行时电阻R 上产生的热量相等C .向上滑行与向下滑行时通过金属杆的电荷量相等D .向上滑行与向下滑行时金属杆克服安培力做的功相等23. 如图所示，abcd 为一矩形金属线框，其中ab =cd =L ，ab 边接有定值电阻R ，cd 边的质量为m ，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来.线框下方处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里.初始时刻，两弹簧处于自然长度，给线框一竖直向下的初速度v 0，当cd 边第一次运动至最下端的过程中，R 产生的电热为Q ，此过程cd 边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g ，下列说法中正确的是（ C ）A .线框中产生的最大感应电流大于BLv 0RB .初始时刻cd 边所受安培力的大小为B 2L 2v 0/R −mgC .cd 边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于 v m 2021−Q D .在cd 边反复运动过程中，R 中产生的电热最多为v m 202124.如图甲所示，竖直平面内有两根间距为d的足够长平行导轨，导轨上端接有阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒夹在两导轨间，导体棒与导轨间的摩擦不计，导轨间存在垂直导轨平面磁感应强度为B的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间变化的规律如图乙所示，在0~t0时间内，作用一外力使导体棒静止，此时导体棒距上端电阻R距离为d，在t0时刻撤去外力.已知重力加速度为g，试求：（1）定性画出导体棒中电流随时间变化的图象；（2）导体棒运动的最大速度v；（3）若从静止开始到导体棒达到最大速度，电阻R产生的热量为Q，则这个过程中导体棒下落的高度h.25.如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计.斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上.质量为m、电阻不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升，上升高度为h.则在此过程中，以下正确的是（ABD ）A.作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于零B.恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热C.恒力F和安培力的合力所做的功等于零D.恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和26.如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端弯曲部分光滑，水平部分导轨与导体棒间的滑动摩擦因数为μ，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场Ⅰ，右端有另一磁场Ⅱ，其宽度也为d，但方向竖直向下，两磁场的磁感强度大小均为B0，相隔的距离也为d..有两根质量为m、电阻均为R的金属棒a和b与导轨垂直放置，b棒置于磁场Ⅱ中点C.D处.现将a棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放并沿导轨运动下去.（1）当a棒在磁场Ⅰ中运动时，若要使b棒在导轨上保持静止，则a棒刚释放时的高度应小于某一值h0，求h0的大小；（2）若将a棒从弯曲导轨上高度为h（h<h0）处由静止释放，a棒恰好能运动到磁场Ⅱ的左边界处停止，求a 棒克服安培力所做的功.27.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L导轨平面与水平面夹角为a导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R2为一电阻箱，已知灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，调节电阻箱使R2=12R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放，求：（1）金属棒下滑的最大速度v m的大小；（2）当金属棒下滑距离为s o时速度恰好达到最大，则金属棒由静止开始下滑2s o的过程中，整个电路产生的电热.自感、互感、涡流等28.如图所示的电路中，L1，L2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，它的直流电阻与电阻R的阻值相等，下列说法正确的是（ B ）A.闭合开关S后，灯L1、L2始终一样亮B.闭合开关S时，灯L2先亮，L1后亮，最后一样亮C.闭合开关S待电路稳定后再断开开关S，灯L1会闪亮一下再逐渐熄灭D.闭合开关S待电路稳定后再断开开关S，灯L2立刻熄灭，L1过一会儿才熄灭29.（多选）如图甲、乙电路中，电阻R、电感线圈L的电阻均和灯泡A的电阻相等.关于灯泡的亮、暗变化情况，下列说法中正确的是（ABC ）A.在电路甲中，闭合开关S后，A灯将逐渐变亮B.在电路乙中，闭合开关S后，A灯将逐渐变亮C.在电路甲中，断开开关S后，A灯将先变得更亮，然后逐渐变暗D.在电路乙中，断开开关S后，A灯将先变得更亮，然后逐渐变暗30.（多选）如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计．以下判断不正确的是（BD ）A．闭合S稳定后，电容器两端电压为EB．闭合S稳定后，电容器的a极板不带电C．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带正电D．断开S后的很短时间里，电容器的a极板将带负电31.如图所示，A.B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻不计，下列说法正确的是（ D ）A．S闭合瞬间，A先亮B．S闭合瞬间，AB同时亮C．S断开瞬间，B逐渐熄灭D．S断开瞬间，A闪亮以下，然后逐渐熄灭32.如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）．则（ A ）A．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同D．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭33.涡流检测是工业上无损检测的方法之一.如图所示，线圈中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化.下列说法中正确的是（ C ）A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化B.涡流的频率等于通入线圈的交流电频率C.通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力D.待测工件可以是塑料或橡胶制品【课后练习】34.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为号的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为（）A.av 3 BB．6BavC．32BavD．Bav35.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l=1m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R=10Ω的电阻．一阻值为R=10Ω的导体棒ab以速度v=4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是（）A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．cd两端的电压为1 VC．de两端的电压为1 V36. 如图所示，水平面内固定的大导体矩形环M 与电阻不计的平行金属导轨相连，环内有磁感应强度按B t =B 0+kt 均匀增大的匀强磁场，矩形环的面积为S ，导轨足够长、间距为L ，导轨间存在磁感应强度为B 的匀强磁场，导轨上放一质量为m 的导体棒，导体棒与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面．若导体棒和矩形环的电阻均为R ，导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，导体棒经过时间t 达到最大速度，则（ ）A ．导体棒的最大速度为B ．导体棒达到最大速度时流过ab 的电流为C ．体棒达到最大速度时电路消耗的总功率为D ．体棒达到最大速度时电路上产生的焦耳热为t37. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨ab .cd 与水平面成θ=300固定，导轨间距离为1=1m ，电阻不计，一个阻值为R 的定值电阻与电阻箱并联接在两金属导轨的上端，整个系统置于勺强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直，磁感应强度大小为B =1T .现将-质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释版.金属棒下滑过程中与导轨接触良好.改变电阻箱的阻值R ，测定金属棒的最大速度儿.，得到1/v - 1/R 的关系如图乙所示.取g =10m /s 2.求:（1）金属棒的质量m 和定值电阻R 的阻值;（2）当电阻箱R 取2Ω，且金属棒的加速度为4g 时，金属棒的速度.38.如图所示，光滑的长直金属杆上套两个金属环与一个完整正弦图象的金属导线ab连接，其余部分未与杆接触．杆电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是d，在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感强度为B，现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v 向右运动，t=0导线从时刻O点进入磁场，直到全部穿过过程中，外力F所做功为（）A.B．C．D．39.如图所示，相距为d的两条水平虚线L1L2之间是方向水平向里的勺强磁场，磁感应强度为B、质量为m、电阻为R的正方形线圈abed边长为L（L<d），将线圈在磁场上方高h处由静止释放，cd边刚进人磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为V0。