高考物理一輪復(fù)習(xí)要點(diǎn)提示 第9講 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件

一、電磁感應(yīng)中的電路問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源因此，電磁感應(yīng)問題往將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起往與電路問題聯(lián)系在一起2解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(右手定則右手定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；小和方向；(2)畫等效電路；畫等效電路；(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解(1)某段導(dǎo)體作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘某段導(dǎo)體作為外電路時(shí)，它兩端的電壓就是電流與其電阻的乘積積(2)某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流某段導(dǎo)體作為電源時(shí)，它兩端的電壓就是路端電壓，等于電流與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢減去內(nèi)電壓當(dāng)其電阻不計(jì)時(shí)，路與外電阻的乘積，或等于電動(dòng)勢減去內(nèi)電壓當(dāng)其電阻不計(jì)時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢端電壓等于電源電動(dòng)勢(3)某段導(dǎo)體做電源，斷路時(shí)電壓等于電動(dòng)勢某段導(dǎo)體做電源，斷路時(shí)電壓等于電動(dòng)勢二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題二、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1通電導(dǎo)體在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力通電導(dǎo)體在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力 學(xué)問題聯(lián)系在一起解決的基本方法如下：學(xué)問題聯(lián)系在一起解決的基本方法如下：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；(2)求回路中的電流；求回路中的電流；(3)分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分析包含安培力在內(nèi)的全面受力分析)；(4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程2兩種狀態(tài)處理兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析合外力等于零列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不等于零加速度不等于零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過解決這類問題的關(guān)鍵是通過受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度為最大值或最小值的條件程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度為最大值或最小值的條件三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題1電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程電磁感應(yīng)過電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用，因此要維持感應(yīng)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用，因此要維持感應(yīng)電流的存在，必須有電流的存在，必須有“外力外力”克服安培力做功此過程中，其他形式克服安培力做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過的能轉(zhuǎn)化為電能安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能程，安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能2求解電能的主要思路求解電能的主要思路(1)利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；力所做的功；(2)利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；(3)利用電路特征來求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來計(jì)算利用電路特征來求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來計(jì)算3解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟(1)確定等效電源確定等效電源(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化互轉(zhuǎn)化(3)根據(jù)能量守恒列方程求解根據(jù)能量守恒列方程求解四、電磁感應(yīng)中的圖象問題四、電磁感應(yīng)中的圖象問題答案：答案：C2. 如圖所示，兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場，寬度均為如圖所示，兩個(gè)相鄰的勻強(qiáng)磁場，寬度均為 L，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B、 2B.邊長為邊長為L的正方形線框從位置甲勻速穿過兩個(gè)的正方形線框從位置甲勻速穿過兩個(gè) 磁場到位置乙，規(guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎艌龅轿恢靡?，?guī)定感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?則感應(yīng)電流則感應(yīng)電流i隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象是變化的圖象是()解析：解析：利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，首先為順時(shí)針，利用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，首先為順時(shí)針，A錯(cuò)；當(dāng)錯(cuò)；當(dāng)進(jìn)入進(jìn)入2B區(qū)域時(shí)，右邊框切割磁感線，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，左邊框區(qū)域時(shí)，右邊框切割磁感線，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，左邊框切割磁感線，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，兩者反接總感應(yīng)電流方向?yàn)轫樓懈畲鸥芯€，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，兩者反接總感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，時(shí)針，B、C錯(cuò)；當(dāng)線框出磁場時(shí)，線框的左邊切割磁感線，電流為逆錯(cuò)；當(dāng)線框出磁場時(shí)，線框的左邊切割磁感線，電流為逆時(shí)針方向，且電流大小應(yīng)為原來的時(shí)針方向，且電流大小應(yīng)為原來的2倍，故倍，故D正確正確答案：答案：D3.用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為用均勻?qū)Ь€做成的正方形線框邊長為0.2 m，正方形的一半放在垂，正方形的一半放在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示當(dāng)磁場以直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示當(dāng)磁場以10 T/s的變化率增強(qiáng)時(shí)，的變化率增強(qiáng)時(shí)，線框中線框中a、b兩點(diǎn)間的電勢差是兩點(diǎn)間的電勢差是()AUab0.1 V BUab0.1 VCUab0.2 V DUab0.2 V答案：答案：B4(2012年淮南模擬年淮南模擬)如圖所示，水平放置的導(dǎo)體框架，寬如圖所示，水平放置的導(dǎo)體框架，寬L0.50 m，接有電阻接有電阻R0.20 ，勻強(qiáng)磁場垂直框架平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度，勻強(qiáng)磁場垂直框架平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.40 T一導(dǎo)體棒一導(dǎo)體棒ab垂直框邊跨放在框架上，并能無摩擦地在框架上滑動(dòng)，垂直框邊跨放在框架上，并能無摩擦地在框架上滑動(dòng)，框架和導(dǎo)體棒框架和導(dǎo)體棒ab的電阻均不計(jì)當(dāng)?shù)碾娮杈挥?jì)當(dāng)ab以以v4.0 m/s的速度向右勻速滑動(dòng)的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：時(shí)，求：(1)ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大?。话糁挟a(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；(2)維持導(dǎo)體棒維持導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力做勻速運(yùn)動(dòng)的外力F的大?。坏拇笮?；(3)若將外力若將外力F突然減小到突然減小到F，簡要論述導(dǎo)體，簡要論述導(dǎo)體 棒棒ab以后的運(yùn)動(dòng)情況以后的運(yùn)動(dòng)情況答案：答案：(1)0.80 V(2)0.80 N(3)見解析見解析對電磁感應(yīng)電路問題的理解對電磁感應(yīng)電路問題的理解 1對電源的理解對電源的理解電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，通電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，通 過導(dǎo)體切割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能過導(dǎo)體切割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能2對電路的理解對電路的理解內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電 阻、電容等電學(xué)元件組成阻、電容等電學(xué)元件組成3解決電磁感應(yīng)電路問題的基本步驟解決電磁感應(yīng)電路問題的基本步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢的用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢的 大小和方向，感應(yīng)電流的方向是電源內(nèi)部電流的方向大小和方向，感應(yīng)電流的方向是電源內(nèi)部電流的方向(1)求解一段時(shí)間內(nèi)的電量用電流平均值求解一段時(shí)間內(nèi)的電量用電流平均值(2)求一段時(shí)間內(nèi)的熱量用電流的有效值求一段時(shí)間內(nèi)的熱量用電流的有效值(3)求瞬時(shí)功率要用瞬時(shí)值，求解平均功率要用有效值求瞬時(shí)功率要用瞬時(shí)值，求解平均功率要用有效值例例1(2012年宣城模擬年宣城模擬)兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，電阻不計(jì)，M、M處接有如圖所示處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為，電容器的電容為C，長度也為，長度也為L、電阻值同為電阻值同為R的金屬棒的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為運(yùn)動(dòng)距離為x的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為為Q，求：，求：(1)ab運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度v的大??；的大??；(2)電容器所帶的電荷量電容器所帶的電荷量q.思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解題注意以下兩點(diǎn)：解題注意以下兩點(diǎn)：(1)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱即整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱即3個(gè)個(gè)R和和ab電阻上的焦耳熱之和電阻上的焦耳熱之和(2)焦耳熱在數(shù)值上也等于金屬棒克服安培力做功的數(shù)值焦耳熱在數(shù)值上也等于金屬棒克服安培力做功的數(shù)值電磁感應(yīng)圖象問題分析電磁感應(yīng)圖象問題分析1圖象問題的特點(diǎn)圖象問題的特點(diǎn)考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算2解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵3解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是B-t圖還是圖還是t圖，或者圖，或者E-t圖、圖、I-t圖等圖等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象例例2一矩形線圈位于一隨時(shí)間一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈變化的磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面所在的平面(紙面紙面)向里，如圖甲所示磁感應(yīng)強(qiáng)度向里，如圖甲所示磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t的變化規(guī)律的變化規(guī)律如圖乙所示以如圖乙所示以I表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則圖丙所示的向的電流為正，則圖丙所示的It圖中正確的是圖中正確的是()思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥先由楞次定律判定感應(yīng)電流的方向，再根據(jù)法拉第電磁先由楞次定律判定感應(yīng)電流的方向，再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的大小情況感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的大小情況答案答案A 電磁感應(yīng)圖象問題，也與其他部分的圖象問題一樣，要從電磁感應(yīng)圖象問題，也與其他部分的圖象問題一樣，要從圖象的坐標(biāo)軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積等方面挖掘解題信圖象的坐標(biāo)軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積等方面挖掘解題信息不同的是，這部分的圖象問題，除從圖象挖掘信息之外，還息不同的是，這部分的圖象問題，除從圖象挖掘信息之外，還要用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、左手定則等加要用楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、左手定則等加以分析判斷以分析判斷. 2. (2012年南京模擬年南京模擬)如圖所示，空間存在如圖所示，空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向，方向相反且垂直紙面，相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，為其邊界，OO為其對稱軸一導(dǎo)線折成邊長為為其對稱軸一導(dǎo)線折成邊長為l的的正方形閉合線框正方形閉合線框abcd，線框在外力作用下由紙面內(nèi)圖示位置從靜止，線框在外力作用下由紙面內(nèi)圖示位置從靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則從線開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t從線框開始運(yùn)動(dòng)到框開始運(yùn)動(dòng)到ab邊剛進(jìn)入到邊剛進(jìn)入到PQ右側(cè)磁場的過程中，能反映線框中感右側(cè)磁場的過程中，能反映線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是()解析：解析：ab、cd兩邊同時(shí)切割磁感線時(shí)，總電動(dòng)勢為兩邊同時(shí)切割磁感線時(shí)，總電動(dòng)勢為E2Blv2Blat，電動(dòng)勢隨時(shí)間均勻增大，感應(yīng)電流也隨時(shí)間均勻增大，電動(dòng)勢隨時(shí)間均勻增大，感應(yīng)電流也隨時(shí)間均勻增大，C、D錯(cuò)；錯(cuò)；ab邊通過邊通過MN后，后，EBlvcd，電動(dòng)勢、感應(yīng)電流突變?yōu)橥ㄟ^，電動(dòng)勢、感應(yīng)電流突變?yōu)橥ㄟ^MN前一半，并均勻增大，前一半，并均勻增大，A錯(cuò)；錯(cuò)；ab邊通過邊通過PQ后，感應(yīng)電流為零，后，感應(yīng)電流為零，選項(xiàng)選項(xiàng)B正確正確答案：答案：B電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題分析1兩種狀態(tài)處理兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零，列式分析處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零，列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析2電磁感應(yīng)問題中兩大研究對象及其相互制約關(guān)系電磁感應(yīng)問題中兩大研究對象及其相互制約關(guān)系3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題 (1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大值或最小值的條件臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大值或最小值的條件4兩種常見類型兩種常見類型當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)存在著臨界條件時(shí)：當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)存在著臨界條件時(shí)：(1)導(dǎo)體初速度等于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體勻速切割磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體初速度等于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體勻速切割磁感線運(yùn)動(dòng)(2)初速度大于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先減速，后勻速運(yùn)動(dòng)初速度大于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先減速，后勻速運(yùn)動(dòng)(3)初速度小于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先加速，后勻速運(yùn)動(dòng)初速度小于臨界速度時(shí)，導(dǎo)體先加速，后勻速運(yùn)動(dòng)例例3如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌如圖甲所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在平行放置在傾角為傾角為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距為L，M、P兩點(diǎn)間接有阻值為兩點(diǎn)間接有阻值為R的的電阻一根質(zhì)量為電阻一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為直整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于斜面向下導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓向下導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略，讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，不計(jì)它們之間的摩擦(1)由由b向向a方向看到的裝置如圖乙所示，方向看到的裝置如圖乙所示， 請?jiān)诖藞D中畫出請?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的桿下滑過程中某時(shí)刻的 受力示意圖；受力示意圖； (2)在加速下滑過程中，當(dāng)在加速下滑過程中，當(dāng)ab桿的速度大桿的速度大 小為小為v時(shí)，求此時(shí)時(shí)，求此時(shí)ab桿中的電流及其加速度桿中的電流及其加速度 的大??；的大小；(3)求在下滑過程中，求在下滑過程中，ab桿可以達(dá)到的速度最大值桿可以達(dá)到的速度最大值思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥桿桿ab由靜止開始加速下滑，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿受到由靜止開始加速下滑，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，桿受到隨速度增大而增大的安培力，方向沿斜面向上，當(dāng)安培力大小等于重隨速度增大而增大的安培力，方向沿斜面向上，當(dāng)安培力大小等于重力沿斜面向下的分力時(shí)，桿力沿斜面向下的分力時(shí)，桿ab速度達(dá)最大值速度達(dá)最大值3均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框均勻?qū)Ь€制成的單位正方形閉合線框abcd，每邊長為，每邊長為L，總電阻，總電阻為為R，總質(zhì)量為，總質(zhì)量為m，將其置于磁感強(qiáng)度為，將其置于磁感強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方的水平勻強(qiáng)磁場上方h處，處，如圖所示線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且如圖所示線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行當(dāng)邊始終與水平的磁場邊界平行當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，求：求：(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小；求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；(2)求求cd兩點(diǎn)間的電勢差大小；兩點(diǎn)間的電勢差大??；(3)若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下 落的高度落的高度h所應(yīng)滿足的條件所應(yīng)滿足的條件電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題答案答案(1)8.8 m/s2(2)0.44 J4如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場中的兩根足夠長、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距導(dǎo)軌相距1 m，導(dǎo)軌平面與水平面成，導(dǎo)軌平面與水平面成37角，下端連接阻值為角，下端連接阻值為R的的電阻勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，質(zhì)量為電阻勻強(qiáng)磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計(jì)的金屬、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，他們之間的動(dòng)摩擦棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，他們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因數(shù)為0.25.(1)求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的求金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑時(shí)的 加速度大小；加速度大?。?2)當(dāng)金屬棒的下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電當(dāng)金屬棒的下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，電 阻阻R消耗的功率為消耗的功率為8 W，求該速度的大小，求該速度的大小答案：答案：(1)4 m/s2(2)10 m/s1.(2011年高考海南單科年高考海南單科)如圖，如圖，EOF和和EOF為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中其中EOEO，F(xiàn)OFO，且，且EOOF；OO為為EOF的角平分線，的角平分線，OO間的距離為間的距離為l；磁場方向垂直于紙面里一邊長為；磁場方向垂直于紙面里一邊長為l的正方形導(dǎo)線框的正方形導(dǎo)線框沿沿OO方向勻速通過磁場，方向勻速通過磁場，t0時(shí)刻恰好位于圖示位置規(guī)定導(dǎo)線框中時(shí)刻恰好位于圖示位置規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正的關(guān)系圖線可能正確的是確的是()解析：解析：當(dāng)線框左邊進(jìn)入磁場時(shí)，線框上的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，直至當(dāng)線框左邊進(jìn)入磁場時(shí)，線框上的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，直至線框右邊完全進(jìn)入磁場；當(dāng)右邊一半進(jìn)入磁場，左邊一半開始出磁場，線框右邊完全進(jìn)入磁場；當(dāng)右邊一半進(jìn)入磁場，左邊一半開始出磁場，此后線圈中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針當(dāng)線框左邊進(jìn)入磁場時(shí)，切割磁感此后線圈中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針當(dāng)線框左邊進(jìn)入磁場時(shí)，切割磁感線的有效長度均勻增加，故感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流均勻增加，當(dāng)左邊線的有效長度均勻增加，故感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流均勻增加，當(dāng)左邊完全進(jìn)入磁場，右邊還沒有進(jìn)入時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流達(dá)最大，完全進(jìn)入磁場，右邊還沒有進(jìn)入時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流達(dá)最大，且直到右邊將要進(jìn)入磁場這一段時(shí)間內(nèi)均不變，當(dāng)右邊進(jìn)入磁場時(shí)，且直到右邊將要進(jìn)入磁場這一段時(shí)間內(nèi)均不變，當(dāng)右邊進(jìn)入磁場時(shí)，左邊開始出磁場，這時(shí)切割磁感線的有效長度均勻減小，感應(yīng)電動(dòng)勢、左邊開始出磁場，這時(shí)切割磁感線的有效長度均勻減小，感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流均減小，且左、右兩邊在磁場中長度相等時(shí)為零，之后再反感應(yīng)電流均減小，且左、右兩邊在磁場中長度相等時(shí)為零，之后再反向均勻增加至左邊完全出來，到右邊到達(dá)左邊界時(shí)電流最大且不變，向均勻增加至左邊完全出來，到右邊到達(dá)左邊界時(shí)電流最大且不變，直到再次減小，故直到再次減小，故B正確正確答案：答案：B2(2012年六安模擬年六安模擬)如圖所示，電阻如圖所示，電阻R1 、半徑、半徑r10.2 m的單的單匝圓形導(dǎo)線框匝圓形導(dǎo)線框P內(nèi)有一個(gè)與內(nèi)有一個(gè)與P共面的圓形磁場區(qū)域共面的圓形磁場區(qū)域Q，P、Q的圓心相的圓心相同，同，Q的半徑的半徑r20.1 mt0時(shí)刻，時(shí)刻，Q內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁內(nèi)存在著垂直于圓面向里的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的關(guān)系是變化的關(guān)系是B2t(T)若規(guī)定逆時(shí)針若規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則線框方向?yàn)殡娏鞯恼较?，則線框P中感應(yīng)電流中感應(yīng)電流I隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象變化的關(guān)系圖象應(yīng)該是下圖中的應(yīng)該是下圖中的()答案：答案：C 答案：答案：B4. (2012年合肥模擬年合肥模擬)如圖所示，兩足夠長的光滑金如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直一質(zhì)量為m、有效、有效電阻為電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放導(dǎo)處靜止釋放導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻求：且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值流經(jīng)電流表電流的最大值Im.