电磁感应教学案5.docxVIP

江宁高级中学08届高三一轮复习电磁感应教学案主备人：郑永圣审核：高三物理备课组

第5课时图象、能量与动力学问题

一、知识梳理

在力学中就已经知道：功是能量转化的量度。那么在机械能转化为电能的电磁感应现象中，是什么力在做功呢？是安培力在做功，在电学中，安培力做正功，是将电能转化为机械能（电动机），安培力做负功，是将机械能转化为电能（发电机），必须明确发生电磁感应现象中，是安培力做功导致能量的转化。

（1）由决定的电磁感应现象中，无论磁场发生的增强变化还是减弱变化，磁场都通过感应导体对外输出能量（指电路闭合的情况下，下同）。磁场增强时，是其它形式的能量转化为磁场能中的一部分对外输出；磁场子削弱时，是消耗磁场自身储存的能量对外输出。

（2）由决定的电磁感应现象中，由于磁场本身不发生变化，一般认为磁场并不输出能量，而是其它形式的能量，借助安培的功（做正功、负功）来实现能量的转化。

二、典型例题

例1：如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO1与磁场边界重合.线圈按图示方向匀速转动.若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是图中的哪一个？（）

例2：一正方形闭合导线框abcd，边长为0.1m，各边电阻均为L，bc边位于x轴上，在x轴原点O右方有宽为0.2m，磁感强应为1T的垂直纸面向里方向的匀强磁场区，如图所示，当线框以恒定速度4m/s沿x轴正方向穿越磁场区过程中，图中哪一个可以正确表示线框从进入到穿出过程中，ab边两端电势差Uab随位置变化的情况（）

例3：如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率v运动，从无磁场区进入匀强磁场区，然后出来。若取逆时针方向为电流正方向，那么右图中的哪一个图线能正确地表示电路中电流与时间的函数关系？

拓展：若导体线框不是矩形，而是一个三角形的，如图，正确的图如何？

例4：如图所示，竖直平行金属导轨M、N上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场为B，不计ab与导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是（）

A．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热

B．拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热

C．拉力F所做的功等于电阻R上产生的热及杆oa重力势能增加量之和

D．杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热

OB例5.如图所示，用丝线悬挂闭合金属环，悬于O

O

B

例6：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．

例7：图中a1b1c1d1和a2b2c2d2为在同一竖直平面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面（纸面）向里。导轨的a1b1段与a2b2段是竖直的，距离为l1；c1d1段与c2d2段也是竖直的，距离为l2。x1y1与x2y2为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为和m1和m2，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆x1y1

三、巩固练习

BAx3LLL1、如图所示，A是一个边长为L的导线框，其电阻为R，现维持线框以恒定速度v

B

A

x

3L

L

L

F

F

0

T/Lv-1

1

2

3

4

5

4

F

0

T/Lv-1

1

2

3

4

5

4

F

0

T/Lv-1

1

2

3

4

5

F

0

T/Lv-1

1

2

3

4

5

2、一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里，如图1所示。磁感应强度B随t的B图1图2OBt123456

B

图1

图2

O

B

t

123456

123456

123456

O

I

t

t

123456

O

I

123456

I

t

123456

O

I

t

A.B.C.D.

3、、如图3所示，在2L≥x≥0的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xoy平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框abcd位于xoy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边长也为L。