《法拉第电磁感应定律》拓展课件.pptxVIP

《法拉第电磁感应定律》;核心素养微专题;“杆＋导轨＋电阻”模型

“杆＋导轨＋电阻”模型是电磁感应中的常见模型，选择题和计算题均有考查．该模型以单杆或双杆在导体轨道上做切割磁感线运动为情境，综合考查电路、动力学、功能关系等知识．在处理该模型时，要以导体杆切割磁感线的速度为主线，由楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律分析电路中的电流，由牛顿第二定律分析导体杆的加速度及速度变化，由能量守恒分析系统中的功能关系．;【考题延伸】(2020年雅安期末)如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为d的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r＝R.两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻RL＝R，重力加速度为g.;现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F＝mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率．求：

(1)金属棒能达到的最大速度vm；

(2)灯泡的额定功率PL；

(3)若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4L的过程中，金属棒上产生的电热Qr.;素养点评：解决此类问题要抓住三点：(1)杆的稳定状态一般是匀速运动(达到最大速度或最小速度，此时合力为零)；(2)整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功；(3)电磁感应现象遵从能量守恒定律．本题通过“杆＋导轨＋电阻”模型的分析，培养学生的“科学思维”素养．;课堂小练|素养达成;1．(多选)(2020年攀枝花第十五中期中)一根直导线长0.1m，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则关于导线中产生的感应电动势的说法正确的是 ()

A．一定为0.1V B．可能为零

C．可能为0.01V D．最大值为0.1V

【答案】BCD

【解析】当公式E＝Blv中B、l、v互相垂直，导体切割磁感线运动时感应电动势最大Em＝Blv＝0.1×0.1×10V＝0.1V，考虑到它们三者的空间位置关系，B、C、D正确，A错误．;2．(多选)(2020年南昌二中第六次考???)如图所示，位于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆ab放在导轨上并与导轨垂直．现有一平行于导轨的恒力F向右拉ab杆，使它由静止开始向右运动．杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计．;用E表示回路中的感应电动势，i表示回路中的感应电流，在i随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于 ()

A．F的功率

B．安培力的功率的绝对值

C．F与安培力的合力的功率

D．iE

【答案】BD;【解析】金属杆ab做加速度减小的加速运动，根据能量守恒可知，恒力F做的功等于杆增加的动能和电路中产生的电能．电阻消耗的功率等于电路中产生电能的功率，不等于恒力F的功率，故A错误；电阻消耗的功率等于克服安培力做功的功率，等于电路的电功率iE，故B、D正确，C错误．;3．闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图像分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，正确的是 ();【答案】B;4．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则 ()

A．在t＝0时，线圈中磁通量最大，感

应电动势也最大

B．在t＝1×10－2s时，感应电动势最小

C．在t＝2×10－2s时，感应电动势为零

D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应

电动势的平均值为零

【答案】C;5．(多选)(2020年宜昌教学协作体期末)如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距L＝0.4m，导轨所在平面与水平面的夹角为30°，其电阻不计．把完全相同的两金属棒(长度均为0.4m)ab、cd分别垂直于导轨放置，并使棒的两端都与导轨良好接触．已知两金属棒的质量均为m＝0.1kg、电阻均为R＝0.2Ω，整个装

置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁

感应强度为B＝0.5T．;当金属棒ab在平行于导轨向上的力F作用下沿导轨向上匀速运动时，金属棒cd恰好能保持静止(g＝10m/s2)，则 ()

A．F的大小为0.5N

B．金属棒ab产生的感应电动势为1.0V

C．ab棒两端的电压为1.0V

D．ab棒的速度为5.0m/s

【答案】BD;【解析】对于cd棒有mgsinθ＝BIL，解得回路中的电流I＝2.5A，所以回路中的感应电动势E＝2IR＝1.0V,B正确；Uab＝IR＝0.5V,C错误；对于ab棒有F＝BIL＋mgsinθ，解得F