湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 电磁感应中电流方向问题（A班）新人教版.doc

湖北省咸宁市鄂南高级中学高二物理 优质预习全案 电磁感应中电流方向问题（a班）新人教版二、电磁感应中的动力学问题如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成=370角，下端连接阻值为r的电阻。匀强磁场的方向与导轨平面垂直。质量为0.2、电阻不计的导体棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并且接触良好，它们间的动摩擦因数为0.25。（1）金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小。（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻r消耗的功率为8w，求该速度的大小。（3）在上问中，若r=2，金属棒中电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向。（g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8）（深入思考：如果在该图下端电阻的右边串联接一只电键，让ab下落一段距离后再闭合电键，那么闭合电键后ab的运动情况又将如何？） 三、电磁感应中的电路问题如图所示，在跟匀强磁场垂直的平面内放置一个折成锐角的裸导线mon，mon=。在它上面搁置另一根与on垂直的导线pq，pq紧贴mo，on并以平行于on的速度v，从顶角o开始向右匀速滑动，设裸导线单位长度的电阻为r0，磁感强度为b，求回路中的感应电流。b图1ibt/so图22345四、电磁感应中的图象问题例1在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图1所示，当磁场的磁感应强度b随时间t如图2变化时，图3中正确表示线圈感应电动势e变化的是（ ）e2e0e0-e0-2e0o12345t/se2e0e0-e0-2e0o12345t/se2e0e0-e0-2e0o12345t/se2e0e0-e0-2e0o12345t/sabcd图3例2图中两平行虚线之间存在匀强电场，虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。 t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合（如右图）。现令线圈以恒定的速度为v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取ab-c-d的感应电流方向为正方向，则在线圈穿过磁场区域中过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是（ ）bab方法归纳：电磁感应现象中的图象问题可分为两种类型：一是通过对电磁感应过程分析选出或画出正确的图象；二是由给定的图象分析电磁感应过程，确定相关的物理量在此两类问题中所中涉及到的图象也有两种情况：一是各物理量随时间t变化的图象，如b t 图线、 t图线、e t 图线、i t 图线等；二是各物理量随线圈或导体的位移x变化的图线，如e x 图线、i x 图线等解决图象问题的关键是首先要弄清闭合回路中的磁通量变化情况及线框中感应电流i随时间的变化关系，再利用右手定则、法拉第电磁感应定律等规律分析解决，同时注意感应电流的方向与规定正向方向之间的关系，并巧妙地利用或分析问题。五、电磁感应中的能量问题如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为r的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为b的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动求： （1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v2； (2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1； （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热q思路归纳：题中通过安培力做功实现机械能与其他形式的能之间的转化，在安培力作功无法直接确定的情况下，只能用能量守恒定律解决。（2）电磁感应过程实质是能量的转化过程，解决此类问题的关键是分析回路中导体的机械能的变化，用能量守恒定律寻找机械能的变化与回路所消耗的电能及其他形式的能之间的内在联系。（3）对于电磁感应现象中与能量转化和守恒有关的复杂问题，常常运用动量定理、动能定理、动量守恒定律等进行综合分析求解。六、电磁感应中的生产、科技实际问题磁流体发电是一种新型发电方式，图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为、，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻相连。整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为b，方向如图所示。发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差维持恒定，求：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力f多大；（2）磁流体发电机的电动势e的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率p。fl1l2bv 巩固训练1如图所示，长l1宽l2的矩形线圈电阻为r，处于磁感应强度为b的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，拉力的大小f； 拉力的功率p； 拉力做的功w； 线圈中产生的电热q ；通过线圈某一截面的电荷量q 。2如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为r的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为1/2磁场的磁感强度为b，方向垂直于纸面向里现有一段长度为l/2、电阻为r/2的均匀导体杆mn架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ac方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触当mn滑过的距离为l/3时，导线ac中的电流是多大？方向如何？3如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cm，其间有b=1.0t的匀强磁场。一个正方形线圈边长为l=10cm，线圈质量m=100g，电阻为r=0.020。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/s2，求：线圈进入磁场过程中产生的电热q。线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。hdl1234v0v0v4 .如图（甲）所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距l=1m，两轨道之间用r=2的电阻连接，一质量m=0.5kg的导体杆与两轨道垂直，静止放在轨道上，杆及轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度b=2t的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，拉力f与导体杆运动的位移s间的关系如图（乙）所示，当拉力达到最大时，导体杆开始做匀速运动，当位移s=2.5m时撤去拉力，导体杆又滑行了s=2m停下，求：（1）导体杆运动过程中的最大速度；（2）拉力f作用过程中，电阻r上产生的焦耳热。5.如图所示，、为两匀强磁场区，区域的磁场方向垂直纸面向里，区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为b，两区域中间为宽s的无磁场区有一边长为l(ls)，电阻为r的正方形金属框abcd置于区域，ab边与磁场边界平行，现拉着金属框以速度v向右匀速移动(1)分别求出当ab边刚进入中央无磁场区，和刚进入磁场区时，通过ab边的电流的大小和方向 (2)把金属框从区域完全拉入区域过程中拉力所做的功答案：1. 2ac=2blv/5r 电流iac的方向由a流向c 3q=mgd=0.50j v=2m/s （3）a=4.1m/s2 4.(1) vm=8m/s (2) 14j 5. babr1r2反馈落实1如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻r1和r2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻r1和r2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为f此时（a）电阻r1消耗的热功率为fv3（b）电阻 r1消耗的热功率为 fv6（c）整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcos（d）整个装置消耗的机械功率为（fmgcos）vbpqol2如图所示，接有灯泡l的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图中o位置对应于弹簧振子的平衡位置，p、q两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则 a杆由o到p的过程中，电路中电流变大 b杆由p到q的过程中，电路中电流一直变大 c杆通过o处时，电路中电流方向将发生改变 d杆通过o处时，电路中电流最大3