电磁感应综合应用(章末复习).doc

电磁感应综合应用 【考纲要求】 1. 楞次定律的应用 2. 法拉第电磁感应定律的应用 3. 电磁感应中的电路图像问题 4. 电磁感应中动力学能量问题 【考点展示】 楞次定律的理解: 2. 法拉第电磁感应定律 ①平均电动势E= ②平动切割电动势E＝ ③转动切割电动势E＝ ④闭合电路的欧姆定律I＝ ⑤安培力F＝ 电磁感应等效电路及图像的判断方法 4. 电磁感应中的能量问题 ①能量转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将机械能转化为电能，电流 做功再将电能转化为其他形式的能。 ②转化实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能与电能之间的转化。 ③电能的三种计算方法 5. 电磁感应中的动力学问题 【考点练习】 1. 动力学问题 典例1、如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求： (1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的 电流大小Ia与定值电阻R中的电流大小IR之比； (2)a棒质量ma； (3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。 2. 电磁感应中“收尾速度”类问题 典例2、如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。 (1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图。 (2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及加速度的大小。 (3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的最大速度。 3. 电磁感应中的焦耳热问题 典例3、如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m。导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2，问： (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； (3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中， cd滑动的距离x＝3.8 m，此过程中ab上 产生的热量Q是多少。 4、电磁感应中图像 典例4、(多选)如图所示，在直角坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴右侧的一、四象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流I、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的(　　　) 5、电磁感应中电路 (多选)如图12所示，水平放置的粗糙U形框架上接一个阻值为R0的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法正确的是（ 　　) A．此时AC两端电压为UAC＝2BLv B．此时AC两端电压为UAC＝ C．此过程中电路产生的电热为Q＝Fd－mv2 D．此过程中通过电阻R0的电荷量为q＝ 【考点练习】 典例1　　如图所示，两条平行的光滑金属导轨