第九章 第3单元 电磁感应规律综合应用.ppt

* 一、电磁感应中的电路问题 1．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，该导体或回路相当于电源．因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起． 2．解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则)确定感应电动势的大小和方向； (2)画等效电路； (3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公式求解． 求解一段时间内的电量用电流平均值． 求一段时间内的热量用电流的有效值． 求瞬时功率要用瞬时值，求解平均功率要用有效值． 二、电磁感应中的动力学问题 1．通电导体在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起．解决的基本方法如下： (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向； (2)求回路中的电流； (3)分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)； (4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程． 2．两种状态处理 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态． 处理方法：根据平衡条件——合外力等于零列式分析． (2)导体处于非平衡态——加速度不等于零． 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能关系分析． 三、电磁感应中的能量转化问题 1．电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程．电 磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力作用，因此要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力(安做负功)做功．此过程中，其他形式的能转化为电能．安培力做(正)功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．(电热跟安培力做功无关) 2．求解电能的主要思路 (1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克 服安培力所做的功； (2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能； (3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算． 3．解决电磁感应现象中的能量问题的一般步骤 (1)确定等效电源． (2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发 生了相互转化． (3)根据能量守恒列方程求解． 3．物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计” 的仪器测定通过电路的电量．如图9－3－3所示， 探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场 的磁感应强度．已知线圈的匝数为n，面积为S， 图9－3－3 线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电量为q，由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为 (　　) 答案：C 2．如图9－3－2所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接 有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于 (　　) A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 答案：A 2．(2010·安徽高考)如图9－3－17所示，水平地面上 方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边 长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材 料、不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)．两线圈在距 磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再进入磁场， 图9－3－17 最后落 到地面．运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界．设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2，不计空气阻力，则 (　　) A．v1v2，Q1Q2　　　B．v1＝v2，Q1＝Q2 C．v1v2，Q1Q2 D．v1＝v2，Q1Q2 答案：D 两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′ 平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计， M、M′处接有如图9－3－7所示的电路，电路中 各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C.长度也为l、 图9－3－7 阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q.求：(1)ab运动速度v的大小； (2)电容器所带的电荷量q. 3．如图9－3－14所示，两根相距L平行放置的光 滑导电轨道，与水平面的夹角均为α，轨道间有 电阻R，处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀 强磁场中，一根质量为m、电阻为r的金