典型课案：第课时电磁感应的几个典型问题(文本).doc

典型课案：第10课时　电磁感应的几个典型问题　 考点梳理 电磁感应重在考查知识的理解与应用以及解决与其它知识相结合的能力，本章综合题目涉及的知识点很多。如力学问题、能量问题、磁场问题、图象问题等都是高考中的热点问题。 电学中的力学问题一般解题思路是：先由法拉弟电磁感应定律求感应电动势，然后利用欧姆定律求感应电流。再求出电培力，最后用力学规律求解，并注意能量观点的应用。 电磁感应的电路问题：一般先画等效电路图，然后综合电磁规律和电路规律求解，并注意能量转化问题。 电磁感应的图像样问题一般有两大类：一类是根据导体切割磁感应情况画出E-t图象和i-t图象。另一类是根据图象φ-t或B-t图象画出E-t图象和I-t图象，或反之。 热身训练 1．如图所示，a、b是平行金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面，c、d是分别串有电压表和电流表金属棒，它们与导轨接触良好，当c、d以相同速度向右运动时，下列正确的是（ ） A.两表均有读数 　　　B.两表均无读数 C.电流表有读数，电压表无读数　　D.电流表无读数，电压表有读数 2．如图所示，有一闭合线圈放在匀强磁场中，线圈轴线和磁场方向成300角，磁场磁感应强度随时间均匀变化.若所用导线规格不变，用下述方法中哪一种可使线圈中感应电流增加一倍？（ ） A．线圈匝数增加一倍 B．线圈面积增加一倍 C．线圈半径增加一倍 D．改变线圈的轴线方向 三、讲练平台 例１：如图所示，导线圆环总电阻为2R，半径为d，垂直磁场固定于磁感应强度为B的匀强磁场中，此磁场的左边界正好与圆环直径重合，电阻为R的直金属棒ab以恒定的角速度ω绕过环心O的轴匀速转动。a、b端正好与圆环保持良好接触，到图示位置时，求： （1）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压； （2）在圆环和金属棒上消耗的电功率。 例２：如图所示，da、cb为相距的平行导轨（电阻可以忽略不计），a、b间接一个固定电阻，阻值为R，长直细金属杆MN可以按任意角架在平行导轨上，并以匀速v滑动（平移），v的方向和da平行，杆MN有电阻，每米长的电阻值为R，整个空间充满匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面（dabc平面）向里。 （1）求固定电阻R上消耗的电功率为最大时角的值。 （2）求杆MN上消耗的电功率为最大时角的值。 例3．正方形金属线框abcd，每边长=0.1m，总质量m=0.1kg，回路总电阻Ω，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为M=0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场区，如图，线框abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问： （1）线框匀速上升的速度多大？此时磁场对线框的作用力多大？ （ 2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多少转变为电能？ 例４．如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽l＝0.5 m，框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2） 例５．如图所示，垂直纸面向外的磁场强弱沿y轴方向不变，沿x轴方向均匀增加，变化率为。有一长，宽的矩形线框abcd以的速度沿x轴方向匀速运动，问：（1）金属框中感应电动势多大？ （2）若金属框的电阻为，为保持金属框匀速运动，需加多大的外力？ 四、当堂巩固 １．如图所示，虚线框内是磁感应强度为B的匀强磁场，导线框的三条竖直边的电阻均为r，长均为L，两横边电阻不计，线框平面与磁场方向垂直。当导线框以恒定速度v水平向右运动，ab边进入磁场时，ab两端的电势差为U1，当cd边进入磁场时，ab两端的电势差为U2，则 （ ） A．U1=BLv B．U1=BLv C．U2=BLv D．U2=BLv ２．空间存在以、为边界的匀强磁场区域，磁感强度大小为B，方向垂直纸面向外，区域宽为，现有一矩形线框处在图中纸面内，它的短边与重合，长度为，长边的长度为2，如图所示，某时刻线框以初速沿与垂直的方向进入磁场区域，同时某人对线框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不变。设该线框的电阻为R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框作用力所做的功等于 。 ３．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如右图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（图中的虚线所示）．