最新第三讲电磁感应定律的综合应用教学讲义ppt课件

[解析] (1)由法拉第电磁感应定律，有 E＝Bdv (2)两板间河水的电阻 r＝ρSd 由闭合电路欧姆定律，有 I＝ E ＝ BdvS
r＋R ρd＋SR (3)由电功率公式，P＝I2R 得 P＝( BdvS )2R.
ρd＋SR
题型三、电磁感应现象中的图象问题
对图象问题应看清坐标轴所代表的物理量，清楚 图线的形状、点、斜率、截距、与横轴所围的面积等的 意义，并结合楞次定律、右手定则判定感应电流方向及 用法拉第电磁感应定律计算感应电动势大小，最后结合 闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等进行相关计算．
练、如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆 心．环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场， 两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂 直．导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良 好接触．在圆心和圆环间连有电阻R.杆OM以匀角速度ω 逆时针转动，t＝0时恰好在图示位置．规定从a到b流经电 阻R的电流方向为正，圆环和导体杆的电阻忽略不计，则 杆从t＝0开始转动一周的过程中，电流随ωt变化的图象是
例4、(2010·天津高考)如图所示，质量m1＝0.1 kg， 电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U型金属 框架上，框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水 平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4 m的MM′、NN′相互
平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于 MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B
例3、(2011·山东卷)如图所示，两固定的竖直光 滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的
导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h 处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c， c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体 棒与导轨始终保持良好接触．用ac表示c的加速度，Ekd 表 示 d 的 动 能 ， xc 、 xd 分 别 表 示 c 、 d 相 对 释 放 点 的 位
( C)
练、如图所示，在PQ、QR区域存在着磁感应强度大小相
等、方向相反的Fra Baidu bibliotek强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc边
与磁场的边界P重合。导线框与磁场
PQR
区域的尺寸如图所示。从t＝0时刻开
fe l
始线框匀速横穿两个磁场区域。以 2l a→b→c→d→e→f为线框中电动势的
lc d 2l
正方向。以下四个ε-t关系示意图中 a
＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开
始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触，当ab
运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静
摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小； (2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，
b
正确的是 C
ε
ll
ε
A. 0
1 2 3 4 t B. 0
t
1 2 34
ε
ε
C. 0
12
3
t
4
D. 0
t
12 3 4
题型四、电磁感应与力和能量的综合
(1)解决电磁感应现象中力和能量问题的基本方法 ①在电磁感应中，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势，该导体或回路就相当 于电源．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画出等效电路图，由闭合电路欧姆定律求出回 路中的电流． ③分析研究导体的受力情况(用左手定则确定安培 力的方向)，列平衡方程或动力学方程求解． ④分析导体机械能的变化，用功能关系得到机械 功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，即能 量守恒方程．
第三讲电磁感应定律的综合 应用
例1、如右图所示，导线全部为裸导线，半径为r的 圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，磁感应强度为B，一根 长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地自左端匀 速滑到右端．电路的固定电阻为R，其余电阻不计，求 MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流的平 均值和通过电阻R的电荷量．
(2)解决电磁感应现象中力和能量问题的技巧 ①因电磁感应中力和运动问题所给图形大多为立体 空间分布图，故在受力分析时，应把立体图转化为平面图， 使物体(导体)所受的各个力尽可能在同一平面图内，以便 正确对力进行分解与合成，利用物体的平衡条件和牛顿运 动定律列式求解． ②对于非匀变速运动最值问题的分析，注意应用加 速度为零，速度达到最值的特点．根据牛顿第二定律进行 动态分析，或结合功能关系进行分析． ③分析过程中应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律， 即分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参 与了转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功， 就可能有机械能参与转化；安培力做负功将其他形式的能 转化为电能，安培力做正功将电能转化为其他形式的能； 然后利用能量守恒定律列出方程求解．
移．下图中正确的是( BD )
(1)对于有关图象的选择题常用排除法：先看方向 再看大小及特殊点．
(2)对于图象的描绘：先定性或定量分析所研究问 题的函数关系，注意横、纵坐标表示的物理量及单位， 再画出对应物理图象(常用分段法、数学法)．
(3)对图象的理解：看清横、纵坐标表示的量，理 解图象的物理意义．
练、如图甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形 导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度 为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o′分别 是ab边和cd边的中点．现将线框右半边obco′绕oo′逆时针 旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的
电荷量是( A)
2BS A. 2R C.BRS
2BS B. R D．0
练、(2010·重庆)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想， 并进行了实验研究．实验装置的示意图可用图表示，两块 面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在 河水中，间距为d，水流速度处处相同，大小为v，方向水 平．金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分 量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通 过绝缘导线和电键K连接到两金属板上，忽略边缘效 应．求： (1)该发电装置的电动势； (2)通过电阻R的电流强度； (3)电阻R消耗的电功率．