第四章第5节,电磁感应现象的两类情况.ppt

【思路点拨】　 【尝试自解】 【解析】　设导体ab从O点出发时开始计时，刚经过时间t后，棒ab匀速运动的距离为s，则有s＝v0t 在△bOc中，由tan 30°＝ ，有＝v0ttan 30° 则金属棒ab接入回路的bc部分切割磁感线产生的感应电动势为： E＝Bv0＝Bvttan 30° 在回路bOc中，回路总感应电动势具体由导体bc部分产生，因此，回路内总的感应电动势为： E总＝E＝ 【答案】　E＝ 匀强磁场中动生电动势的计算，有效长度的确定是问题的焦点，有时需借助于几何关系分析． [应用演练] 3.如图所示，导轨OM和ON都在纸面内，导体AB可在导轨上无摩擦滑动，若AB以5 m/s的速度从O点开始沿导轨匀速右滑，导体与导轨都足够长，它们每米长度的电阻都是0.2 Ω，磁场的磁感应强度为0.2 T．问： (1)3 s末夹在导轨间的导体长度是多少？此时导体切割磁感线产生的感应电动势多大？回路中的电流为多少？ (2)3 s内回路中的磁通量变化了多少？此过程中的平均感应电动势为多少？ 解析　　(1)夹在导轨间的部分导体切割磁感线产生的电动势才是电路中的感应电动势． 3 s末，夹在导轨间导体的长度为： l＝vt·tan 30°＝5×3×tan 30° m＝ 此时：E＝Blv＝ 电路电阻为R＝(15＋5＋10)×0.2 Ω＝8.196 Ω 所以I＝ ＝1.06 A. 命题四　电磁感应现象中的能量转化与守恒 1．电磁感应现象中的能量转化 (1)与感生电动势有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能将全部转化为电阻的内能． (2)与动生电动势有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能．克服安培力做多少功，就产生多少电能．若电路是纯电阻电路，转化过来的电能也将全部转化为电阻的内能． 2．求解电磁感应现象中能量守恒问题的一般思路 (1)分析回路，分清电源和外电路． 在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，其余部分相当于外电路． (2)分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化．如： 做功情况 能量变化特点 滑动摩擦力做功 有内能产生 重力做功 重力势能必然发生变化 克服安培力做功 必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能 安培力做正功 电能转化为其他形式的能 (3)根据能量守恒列方程求解． 3．求解焦耳热Q的几种方法 [经典例题] [例4]　(好题共享·选自教科版教材P18·例1) 在如图中，设运动导线ab长为L，速度为v，匀强磁场的磁感应强度为B，闭合电路总电阻为R.探究为了保持导线做匀速运动，外力所做的功W外和感应电流的电功 W电的关系． 【思路点拨】　 【尝试自解】 在电磁感应中，产生的电能是通过外力克服安培力做功转化而来的，外力做了多少功，就有多少电能产生，而这些电能又通过感应电流做功，转化为其他形式的能量． [应用演练] 4．(2016·临沂市高二上学期期末)如图所示，水平面上有两根相距1.0 m、足够长的平行金属导轨MN和PQ(导轨电阻忽略不计)，在M和P之间接有阻值为R2＝4 Ω的定值电阻．导轨之间有一导体棒ab，其电阻R1＝2 Ω，质量m＝2 kg，长L＝1.0 m，与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因素μ＝0.2.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T．现在导体棒ab上施加一个水平向右、大小为14 N的恒力F，使导体棒ab由静止开始运动．求： (1)通过ab棒电流的方向． (2)ab棒运动的最大速度vm是多少？ (3)若导体棒从开始运动到速度达到最大的过程中运动的位移s＝10 m，则在此过程中R2上产生的热量QR2是多少？ 1.内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电的小球，整个装置处在竖直向下的磁场中，如图所示，当磁场突然增强时小球(　　) A．沿顺时针方向运动 B．沿逆时针方向运动 C．在原位置附近往复运动 D．仍保持静止状态 A　[磁场突然增强时，激发出逆时针方向的感生电场，对负电荷的作用力为顺时针，故小球沿顺时针方向运动．] 2．(2016·临沂市高二上学期期末)倾斜固定放置、电阻不计、足够长的U型金属导轨处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，如图所示．在导轨上放置着平行于斜面底边、电阻为R的金属棒ab，开始时ab棒以平行于斜面的初速度v0沿斜面向上运动，直至上升到最高点速度为零的过程中，就导轨光滑和粗糙的两种情况进行比较，则下列说法不正确的是(　　) 3.如图所示，一金属半圆环置于 匀强磁场中，当磁场突然减弱时， 则(　　) A．N端电势高 B．M