《物理电磁感应超级重难点部分讲义.docxVIP

物理电磁感应重难点部分讲义一、安培定则、左手定则、右手定则及楞次定律的比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量的变化楞次定律二、求感应电动势两种方法的比较两种方法研究对象不同一个回路（不一定闭合）一段直导线（或等效成直导线）适用范围不同具有普遍性，无论什么方式引起磁通量的变化都适用只适用于一段直导线切割磁感线的情况条件不同不一定是匀强磁场，E由决定，与的大小无关L、B、v之间必须两两互相垂直，且L为切割磁感线导体的有效长度物理意义不同一般情况下为t时间内的平均感应电动势v为平均速度→平均感应电动势v为瞬时速度→瞬时感应电动势三、电磁感应综合问题分类1. 电路问题解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：（1）明确哪部分相当于电源，由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。（3）运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质求解未知物理量。2. 动力学问题电磁感应现象与力学综合的基本思路是：（1）按重力、弹力、摩擦力、安培力和其他力的顺序，对受力物体作受力分析，注意安培力随速度变化而变化的特点。（2）分析物体运动状态的变化特征，如匀速、匀变速或变加速等。（3）利用牛顿第二定律、平衡方程、运动学公式等规律解题。3. 能量问题（1）安培力的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下：（2）明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化。如有摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电能。（3）根据不同物理情景选择动能定理、能量守恒定律、功能关系，列方程求解问题。4. 图象问题（1）图象问题是一种半定量分析，电磁感应中常涉及的图象有I－t、B－t、、，有时还有、图象。（2）分析图象问题时应注意的问题①图象中两个坐标轴各代表什么意义；②图象中纵坐标的正、负表示什么意义；③画图象时应注意初始状态如何以及正方向的选取；④注意图象横轴、纵轴截距的物理意义以及图线斜率的物理意义。题型1、电磁感应问题中的电路问题：【例1】如图（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m。导轨左端连接R=0.6Ω的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2m细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3Ω，导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v=1.0m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流，并在图（b）中画出。解析：当金属棒切割磁感线时产生的感应电动势电阻R与A2并联阻值所以电阻R两端电压通过电阻R的电流棒A1穿过磁场的时间、从金属棒A1穿出磁场到A2进入磁场的时间、棒A2穿过磁场的时间均为0.2s故内，内，内，。题型2、电磁感应中的动力学问题：【例2】如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间有阻值为R的电阻，导轨相距为d，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，质量为m、电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD受恒定的摩擦阻力f，已知Ff。问：（1）CD运动的最大速度是多少?（2）当CD的速度是最大速度的时，CD的加速度是多少?思路点拨：正确对导体棒进行受力分析，但要注意到安培力随导体棒运动速度变化而变化。解析：（1）以金属棒为研究对象，受力分析如图所示。当F=F安+f时，导体棒速度最大，即得（2）当CD速度为最大速度的，即时，CD中的电流为最大值的，即，则CD棒所受的安培力为。CD棒的加速度为。点评：在力和运动的关系中，要注意分析导体受力，判断导体加速度方向、大小及变化；加速度等于零时，速度最大，导体最终达到稳定状态是该类问题的重要特点。【例3】如图甲所示，两根质量均为0.1kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上。已知斜面倾角θ为53°，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨间间距的一半，导轨间分界线OO＇以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场。当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间t的关系图象如图乙所示。若a、b导体棒接入电路的电阻均为1Ω，其他电阻不计，取，试求：（1）PQ、MN导轨的间距L；（2）a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数；（3）匀强磁场的磁感应强度B。解析：（1）由题图乙可知，导体棒b刚进入磁场时，a、b导体棒沿导轨做匀速直线运动，当a导体棒进入磁场后，又做匀加速直线运动，a、b导体棒的间距即为a、b导体棒匀速运动的位移，由图象可得.（2）导体棒