2018届高考一轮复习教案：9. 5电磁感应定律的应用(二).pdfVIP

2018届高考一轮复习教案：9.5电

磁感应定律的应用(二)

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第5课时电磁感应定律的应用(二

重点难点突破

一、电磁感应现象中的力学问题

1.通过导体的感应电流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，基本步骤是：

(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分析研究导体受力情况(包含安培

力，用左手定则确定其方向.(4列动力学方程或平衡方程求

解.b5E2RGbCAP

2.对电磁感应现象中的力学问题，要抓好受力情况和运动情况的

动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安

培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环

结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态，要抓住a＝0时，

速度v达最大值的特点.p1EanqFDPw

二、电磁感应中的能量转化问题

导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感

应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能，具有感应电流的导

体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能

或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转

化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速

转动，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能

转化为内能，解决这类问题的基本步骤是：DXDiTa9E3d

1.用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定电动势的大小和方向.

2.画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率的表达式.

3.分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变

与回路中电功率的改变所满足的方程.

三、电能求解的思路主要有三种

1.利用安培力的功求解：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：若只有电能与机械能的转化，则机械能的

减少量等于产生的电能；

3.利用电路特征求解：根据电路结构直接计算电路中所产生的电

能.

四、线圈穿越磁场的四种基本形式

1.恒速度穿越；

2.恒力作用穿越；

3.无外力作用穿越；

4.特殊磁场穿越.

典例精析

1.恒速度穿越

【例1】如图所示，在高度差为h的平行虚线区域

内有磁感应强度为B，方向水平向里的匀强磁场.正方形

线框abcd的质量为m，边长为L(Lh，电阻为R，线框

平面与竖直平面平行，静止于位置“Ⅰ”时，cd边与磁

场下边缘有一段距离H.现用一竖直向上的恒力F提线框，线框由位置

“Ⅰ”无初速度向上运动，穿过磁场区域最后到达位置“Ⅱ”(ab边

恰好出磁场，线框平面在运动中保持在竖直平面内，且ab边保持水

平.当cd边刚进入磁场时，线框恰好开始匀速运动.空气阻力不计，g

＝10m/s2.求：RTCrpUDGiT

(1线框进入磁场前距磁场下边界的距离H；

(2线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为

多少？线框产生的热量为多少？

【解读】(1线框进入磁场做匀速运动，设速度为v1，有：

E＝BLv1，I＝错误!，F安＝BIL

根据线框在磁场中的受力，有F＝mg＋F安

在恒力作用下，线框从位置“Ⅰ”由静止开始向上做匀加速直线

运动.有F－mg＝ma，且H＝

由以上各式解得H＝(F－mg

(2线框由位置“Ⅰ”到位置“Ⅱ”的过程中，恒力F做的功为

WF＝F(H＋h＋L

只有线框在穿越磁场的过程中才会产生热量，因此从cd边进入

磁场到ab边离开磁场的过程中有F(L＋h＝mg(L＋h＋Q，所以Q＝

(F－mg(L＋h5PCzVD7HxA

【思维提升】此类问题F安为恒力，但外力F可能是变力.

2.恒力作用穿越

【例2】