电磁感应规律综合应用的常见题型.docxVIP

PAGE 6 补充：电磁感应规律综合应用的常见题型 源——路——力——能——图 几种典型感应电动势 1、平均感应电动势： 2、平动切割感应电动势： 3、导体棒转动切割感应电动势： 4、线圈转动切割感应电动势： 一、电磁感应中的电路问题 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。 2、粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是( ) 4、如图所示，电阻不计的裸导体AB与宽为60cm的平行金属导轨良好接触，电阻R1＝3Ω， R2＝6Ω，整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T。当AB向右以V＝5m/s的速度匀速滑动时，求流过电阻R1、 R2的电流大小。 5、有一面积为S＝100cm2的金属环，电阻为R＝0.1Ω，环中磁场变化规律如图所示，磁场方向垂直环面向里，则在t1－t2时间内通过金属环某一截面的电荷量为多少？ 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——电源。 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。 二、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 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 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。 三、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。 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。 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。 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。 四、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 (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. 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：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