课件：法拉第电磁感应定律综合应用专题.ppt

　(2010·临沂模拟)在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，如右图所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中： (1)流过线圈中每匝导线横截面的电荷量是多少？ (2)在转动轮轴时，人至少需要做多少功？(不考虑摩擦影响) 【反思】　单金属棒常见两种类型如下： 类型 “电—动—电”型 “动—电—动”型 示意图 已知条件 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计 棒ab长为L，质量为m，电阻为R；导轨光滑，电阻不计 【反思】　双金属棒电磁感应问题，往往情况较复杂，一般要涉及力(动力学、动量、能量)、电(电磁感应与电路)综合分析，因此掌握一些常见典型双金属棒过程分析非常必要(见下表)． (表一) 初始状态 一棒初速度不为零，不受其他水平外力作用 导轨条件 光滑平行导轨 光滑不等距导轨 装置图示 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝2L2 初始状态 一棒初速度不为零，不受其他水平外力作用 运动过程v－t图示 运动过程分析 杆MN做变减速运动，杆PQ做变加速运动，稳定时，两杆的加速度为零，以相等的速度匀速运动 稳定时，两杆的加速度为零，两杆的速度之比为1∶2 (表二) 初始状态 两棒初速度均为零，一棒受水平外力 导轨条件 光滑平行导轨 粗糙平行导轨 装置图示 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 摩擦力f1＝f2 质量m1＝m2 电阻r1＝r2 长度L1＝L2 初始状态 两棒初速度均为零，一棒受水平外力 运动过 程v－t 图示 (2为PQ,1为MN) (2为PQ,1为MN) 运动过程分析 开始时，两杆做变加速运动；稳定时，两杆以相同的加速度做匀变速直线运动 稳定时，若F＝2f，则PQ先变加速后匀速运动；若F2f，则PQ先变加速，之后两杆匀加速运动(图略) 光滑绝缘水平面上存在竖直向下的匀强磁场B，宽度为2L，一边长为L、电阻为R．用同种材料做成的正方形线框以初速度v0从左侧冲进磁场区域，俯视图如图所示，当线框完全离开磁场时速度恰好为零．以ab边刚进入磁场时为时间和位移的零点，用v表示线框速度（以右为正方向），i表示回路中的感应电流（以逆时针方向为正，i0表示零时刻回路的感应电流），Uab表示a、b两点间的电压，Fab表示ab边所受的安培力（向左为正，F0表示零时刻ab边所受的安培力）．则关于以上四个物理量对时间t或对位移x的图象中正确的是（??? ） 请同学们认真完成课后强化作业 电磁感应规律综合应用的四种题型 1、电磁感应中的力学问题 2、电磁感应中的电路问题 3、电磁感应中的能量问题 4、电磁感应中的图象问题 例1、已知：AB、CD足够长，L，θ，B，R。金属棒ab垂直 于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为μ，质量为m，从 静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求 ab棒下滑的最大速度 θ θ D C A B B a b R 速度最大时做匀速运动 受力分析，列动力学方程 1、电磁感应中的力学问题 例2、如图B=0.2T，金属棒ab向右匀速运动，v=5m/s， L=40cm，电阻R=0.5Ω,其余电阻不计，摩擦也不计，试 求：①感应电动势的大小 ②感应电流的大小和方向 ③使金属棒匀速运动所需的拉力 ④感应电流的功率 ⑤拉力的功率 R F m r M N Q P a b B 右手定则 基本方法： 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、求回路中的电流强度 3、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则） 4、列动力学方程求解。 例3、导轨光滑、水平、电阻不计、间距L=0.20m；导体棒长也为L、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下 且B=0.5T；已知电阻R=1.0Ω；现有一个外力F沿轨道拉杆 ，使之做匀加速运动，测得F与时间t的关系如图所示，求 杆的质量和加速度a。 B F R F/N 0 4 8 12 16 20 24 28 t/s 1 2 3 4 5 6 7 8 30S末功率？ 例1、圆环水平、半径为a、总电阻为2R；磁场竖直向下、 磁感强度为B；导体棒MN长为2a、电阻为R、粗细均匀、与 圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v向 右移动经过环心O时，求：（1）棒上电流的大小和方向及 棒两端的电压UMN（2）在圆环和金