2014届电磁感应复习要点.doc

电磁感应对“电磁感应”知识的复习，要在明确磁通量、电磁感应现象、自感的基础上，特别关注以下三个方面：A、 灵活判断感应电流的方向：（1）右手定则（注意与左手定则的区别）（2） 楞次定律（注意判断的流程）楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。多种表述从磁通量变化的角度：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。从导体和磁场的相对运动：导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。从感应电流的磁场和原磁场：感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同)能量守恒表述：I感效果总要反抗产生感应电流的原因 楞次定律的特例右手定则（动生电动势，V为导体相对磁场的速度方向） B、全面深度理解法拉第电磁感应定律： （1）法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部，电流的方向是从低电势流向高电势。 感应电动势的大小计算公式 注意：路端电压与电动势的区别1) EBLV (垂直平动切割) 2) En/t=nBS/t= n BS/t（普适公式）(法拉第电磁感应定律) 3) E= nBSsin（t+）；EmnBS (线圈转动切割)4)EBL2/2 (直导体绕一端转动切割) （2）感生电动势=( B与S垂直 ) S：有效面积，为Bt图像斜率（面积不变，磁场随时间变化）动生E=BLVsin (为B、v的夹角，L为有效长度)（V为导体相对磁场的速度，非对地速度）有时还要考虑匝数n感生、动生同时存在时注意：同向，反向；BLV、中B、V、S为瞬时值（3）对于闭合导线框在磁场中运动的情况，可能线框的两条边均产生电动势，要看两电动势是同向还是反向;同样求导线框所受安培力的时候，也要注意两条边是否均受安培力，还要注意匝数n的问题（4）区分电量和热量，注意是否分配 （注意公式中的电阻的含义）1）求某段时间内通过导线（干路）横截面的电荷量qI恒定时： q=It I变化时：（R总为回路总电阻且恒定不变)注：通过支路导线横截面的电荷量与支路的电阻成反比2）求某段时间内电路产生的焦耳热Q I、R恒定时:电热QI2Rt (焦耳定律) I恒定，R随时间t线性变化时：QI2Rt (电阻取平均值) I变化时：Q=W安（Q为电路总的焦耳热）C、熟练掌握电磁感应问题的解题思路（1） 电磁感应的电路问题 （2）电磁感应的能量问题（3）电磁感应的力学问题 (4) 电磁感应的图像问题【考纲要求】1. 电磁感应现象 2. 感应电流产生的条件 3.法拉第电磁感应定律 楞次定律 4.互感 自感 第一部分复习要点主题一 电磁感应的基本概念 主要复习：磁通量、感应电流产生的条件、法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等概念或规律。特别要弄清磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率等概念的联系、区别，这是学好本章知识关键之一。【要点突破】要点一、磁通量及其变化量的分析与计算要点二、电磁感应现象及是否产生感应电流的判断要点三、 EBLv与En/t的区别和联系 要点四、对公式EBLvsin的理解注意：考试说明-“限于导线方向与磁场方向、运动方向垂直的情况”虽然我们常见的情况是：BLv用公式EBLv。但也要注意B与v不垂直的情况，只是B的方向、V的方向均要与导线垂直。要点五、楞次定律与右手定则要点六、电磁感应电路中各点电势高低的判断要点七、右手定则与左手定则的综合应用要点八、二次感应问题 主题二 电磁感应的综合应用1 -电路问题要点一、感应电动势的大小计算公式1) EBLV (垂直平动切割) （V为导体相对磁场的速度，非对地速度）有时还要考虑匝数n2) En/t=nBS/t= n BS/t（普适公式）(法拉第电磁感应定律) 3）EBL2/2 (直导体绕一端转动切割)4) E= nBSsin（t+）；EmnBS (线圈转动切割)要点二、电磁感应现象中画等效电路图的原则要点三、电磁感应中有关电荷量的问题要点四、感生电动势的产生机理要点五、动生电动势的产生机理 要点六、感生电动势与动生电动势同时存在问题的分析 要点七、含电容电路的分析主题三、电磁感应的综合应用2 -动力学与能量问题 要点一、对安培力做功的认识安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化，即W安=E电，安培力做正功，对应着电能转化为其他形式的能（如电动机模型）；克服安培力做功，对应着其它形式的能转化为电能（如发电机模型）；且安培力作功的绝对值，等于电能转化的量值， WF安dBILd 内能(发热) 要点二、对杆、线圈问题的一般思路（力电综合问题分析-先电后力， 电：先源后路 力：研究对象，受力、运动分析，功、能关系分析）1.单个物体2.连接体问题 注： 对于闭合导线框在磁场中运动的情况，可能线框的两条边均产生电动势，要看两电动势是同 向还是反向;同样求导线框所受安培力的时候，也要注意两条边是否均受安培力，还要注意匝数n的问题 要强化解题规范训练：如作图规范指导、受力分析作图指导、是用牛顿第二定律或用动能定理还是用能量守恒定律，要注意列式的规范。 主题四、电磁感应的综合应用3 -图像问题 定性分析、注重过程；定量计算、注重状态要点一、电磁感应图象的种类电磁感应中涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B-t图象、-t图象、E-t 图象和I-t图象.还可能涉及感应电动势E、感应电流I随线圈（导体棒）的位移x的变化图象，即E-x图象和I-x图象.要点二、电磁感应图象的题型图象问题大致可分为两类：1. 由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象；2. 由给出的有关图象分析电磁感应过程，求出相关物理量.解决电磁感应图象问题的关键是要抓住磁通量的变化是否均匀，从而判断出感应电动势是否恒定，感应电流的大小、方向是否发生变化等一系列的问题，从而确定所求物理量的正负以及在坐标中的位置和范围. 主题五、互感和自感要点一、通电自感和断电自感中电流的变化自感电路（注意三个状态：闭合瞬间、稳定、断开瞬间）区别于电容器对应的三个状态电路闭合瞬间-L相当于断路电路闭合稳定-L相当于电阻或导线电路断开瞬间-L相当于电源（电流从低电势流向高电势）要点二、断电自感时小灯泡的亮度第二部分 要点分析 一、电磁感应现象及感应电流的方向要点一、磁通量及其变化量的分析与计算一、磁通量1磁通量的物理意义可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线的条数 2.定义（1）公式： BS （2）对磁通量的理解 BS的含义：BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况当S与垂直于B的平面间的夹角为时，则有BScos .可理解为B(Scos )，即等于B与S在垂直于B方向上投影面积的乘积也可理解为(Bcos )S，即等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积如图(1)所示面积S的含义：S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图(2)所示，S应为线圈面积的一半多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小3性质磁通量为标量、无方向；但有正负4.单位： ，1 Wb1 Tm2.例1.有关磁通量下列说法正确的是（ ）A.磁通量越大表示磁感应强度越大B.面积越大穿过它的磁通量也越大C.穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度D.磁通密度在数值上等于磁感应强度变式训练一、如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，套在一条形磁铁上，环面与条形磁铁垂直，则穿过两环的磁通量a和b的大小关系为A.ab B.a=b C.a2 B.1=2 C.12 D.不能判断方法点拨：磁通量有正穿与反穿的区别变式训练二、如图所示，边长为O.5m和O.4m的矩形线圈在上B=0.1T的匀强磁场中从水平方向转到竖直方向，若B与水平方向间的夹角为30，线圈电阻为0.01，则此过程中通过线圈的电荷量为A.1CB.2CC.(-1)CD.(+1)C注意：本章中很重要的一个结论例3.正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（ ）A. B. CBL2 DNBL2 注意：磁通量与线圈匝数无关！要点二、电磁感应现象及是否产生感应电流的判断一、电磁感应现象1产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化2产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势3电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合则产生感应电流；如果回路不闭合，则只有感应电动势，而无感应电流例4.有一长直导线，当其中通以如图所示电流后，套在长直导线上的闭合导线环（环的平面与导线垂直，长直导线通过环的中心）在下列情况下，会产生感应电流的是：( )A、保持电流不变，使导线环上下平动 B、保持电流不变，使导线环绕任一条直径转过一个小角度C、在电流大小保持不变的同时，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动D、上述三种情况都不能使环内产生感应电流变式训练三、闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中，如图所示，当铜环向右移动时(金属框不动)，下列说法中正确的是（ ）A铜环内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化B金属框内没有感应电流产生，因为磁通量没有发生变化C金属框ab边中有感应电流，因为回路abfgea中磁通量增加了D铜环的半圆egf中有感应电流，因为回路egfcde中的磁通量减少变式训练四、如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是（ ）A圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C圆盘在磁场中向右匀速平移 D匀强磁场均匀增加方法点拨：判断感应电流（感应电动势）是否存在，应紧紧抓住条件判断，符合就有，反之则无，必要时可画出电源（如变式三中egf、ehf相当于两根切割磁感线的导体棒，是两个并联的电源）要点三、楞次定律与右手定则一楞次定律1内容：感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2楞次定律的理解（1）楞次定律中“阻碍”的含义（2）因果关系：应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果又反过来影响原因（其实质是能量守恒在电磁感应中的体现）3楞次定律的应用（应用步骤）例5某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是( )AaGb B先aGb，后bGa CbGaD先bGa，后aGb解析：确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下明确回路中磁通量变化的情况：向下的磁通量增加由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上应用右手定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：从bGa.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流(俯视)，电流从aGb.变式训练五、如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面则线框中感应电流的方向是( )AabcdaBdcbadC先是dcbad，后是abcdaD先是abcda，后是dcbad二右手定则（确定导体切割磁感线运动时在导体中产生的感应电流方向的定则发电机定则） 1内容：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向感应电流的方向。2应用例6如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中下列说法中正确的是( )A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点3安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较基本现象 应用的定则或定律 运动电荷、电流产生磁场 安培定则 磁场对运动电荷、电流有作用力 左手定则 电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 右手定则 闭合回路磁通量变化 楞次定律 例7如图，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动则PQ所做的运动可能是（ )A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动要点四、楞次定律的深化应用1楞次定律的推广对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：(1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”；(2)阻碍相对运动“来拒去留”；(3)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”例8光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )Ap、q将互相靠拢Bp、q将互相远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于g方法点拨一:标准应用方法点拨二:拓展应用变式训练六、如图所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向_(填“左”或“右”)运动，并有_(填“收缩”或“扩张”)趋势变式训练七、虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是( )变式训练八、通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时( )A环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大二、感应电流的大小1法拉第电磁感应定律(1)定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的 成正比(2)公式：En2导体切割磁感线的情形(1)一般情况：运动速度v和磁感线方向夹角为，则E .(2)常用情况：运动速度v和磁感线方向垂直，则E (3)导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势EBlBl2(平均速度等于中点位置线速度l)3.公式En与EBLv的区别与联系EnEBLv区别研究对象闭合回路回路中做切割磁感线运动的那部分导体适用范围对任何电磁感应现象普遍适用只适用于导体切割磁感线运动的情况联系(1)EBLv可由En推导出来 (2)对于公式En，当t0时，E即为瞬时感应电动势(3)在B、L、v三者均不变时，两公式均可求t时间内的平均感应电动势例1、下列说法正确的是（ ）A.磁通量越大，磁通量的变化也越大B.磁通量变化越大，磁通量变化率也越大C.磁通量的变化率越大，磁通量变化得越快D.磁通量等于零时，磁通量的变化率也为零要点一: EBLv及En的应用例2、半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a0.4m，b0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计若棒以v05m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为B/t（4 /）T/s，求L1的功率。变式训练一、如图所示,矩形金属框置于匀强磁场中,ef为一导体棒,可在ad与bc间滑动并接触良好，设磁场的磁感应强度为B,ef长为l,t时间内ef向右匀速滑过距离d,则下列说法中正确的是( )(A)ef向右滑动时,左侧面积增大ld,右侧面积减少ld,则(B)ef向右滑动时,左侧面积增大ld.右侧面积减少ld,相抵消,则=0(C)在公式中,在切割情况下,=BS,S应是导线切割扫过的面积,因此(D)在切割情况下只能用e=Blv计算,不能用计算变式训练二、在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是( )A电压表有读数，电流表没有读数B电压表有读数，电流表也有读数C电压表无读数，电流表有读数D电压表无读数，电流表也无读数方法点拨：要从电压表的工作原理来判断变式训练三、如图所示的两根相距d平行放置的导电轨道，轨道间接有电阻R，处于磁感应强度为B，垂直轨道平面的匀强磁场中，一根金属杆与轨道成60角放置在轨道上，现让金属杆以垂直于杆的速度v沿轨道匀速滑行，若导电轨道和金属杆的电阻不计，则通过电阻R的电流为( )例4、如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每m的电阻为r0=0.10/m，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。变式训练四、如图所示，固定水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为的正方形，棒的电阻为，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为（1）若从时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当秒末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？（3）若从时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度向右作匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B与的关系式）？要点二:旋转切割问题EBlBl2(平均速度等于中点位置线速度l)例3如图所示，粗细均匀的金属环的电阻为R，可转动的金属杆OA的电阻为R/4，杆长为L，A端与环相接触，一定值电阻R/2，分别与杆的O点及环边缘相连，杆OA处在垂直于环面向里，磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度顺时针匀速运动，求转动过程中通过定值电阻R/2的最小电流。三 电磁感应中的电路问题一、对电磁感应电路问题的理解1对电源的理解电源是将其他形式的能转化为电能的装置在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能2对电路的理解内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成例1如图(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L0.3m，导轨左端连接R0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D0.2m细金属棒A1和A2用长为2D0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3.导轨电阻不计使金属棒以恒定速度v1.0m/s沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒A1进入磁场(t0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出例2、用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框a、b、c、d，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图934所示在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是( )AUaUbUcUdBUaUbUdUcCUaUbUcUdDUbUaUdh.从线框开始下落到完全穿过磁场区域的整个过程中, (A)线框中总是有感应电流存在 （ ） (B)线框受到磁场力的合力的方向有时向上,有时向下 (C)线框运动的方向始终是向下的 (D)线框速度的大小不一定总是在增大hB变式训练三、如图所示，用同样的材料。不同粗细的导线绕成两个面积相同的正方形线圈和，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，线圈平面与磁藏线垂直，空气阻力不计，则 （ ） A两线圈同时落地，且落地速度相同 B细线圈先落地，且留地速度较大 C粗线圈先落地，且落地速度较大 D两线圈同时落地，但粗线回落地速度较大五 电磁感应中的能量问题1电磁感应中的能量转化特点外力克服安培力做功，把机械能或其他能量转化成电能；感应电流通过电路做功又把电能转化成其他形式的能(如内能)这一功能转化途径可表示为：2电能求解思路主要有三种(1)利用克服安培力求解：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：其他形式的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.例1、如图所示，闭合圆环从高h的曲面滚下，又沿曲面的又沿曲面的另一侧上升，设闭合圆环初速为零，摩擦不计，则： （ ）A、若是匀强磁场，环从曲面另一侧滚上的高度小于h；B、若是匀强磁场，环从曲面另一侧滚上的高度等于h；C、若是非匀强磁场，环从曲面另一侧滚上的高度等于h；D、若是非匀强磁场，环从曲面另一侧滚上的高度小于h；例2、用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab ,cd ,ef 三根导线,ef较长,分别放在电阻可忽略的光滑平行导轨上,如图,磁场是均匀的,用外力使导线水平向右做匀速运动,(每次只有一根导线在导轨上),而且每次外力做功的功率相同,则下列说法正确的是 ( ) Aab 运动得最快 B. ef 运动得最快C. 导线产生的感应电动势相等 D. 每秒钟产生的热量相等变式训练一、如图所示，虚线框abcd内为一矩形匀强磁场区域，ab2bc，磁场方向垂直于纸面；实线框abcd是一正方形导线框，ab边与ab边平行若将导线框匀速地拉离磁场区域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出过程中外力所做的功，W2表示以同样速率沿平行于b c的方向拉出过程中外力所做的功，则（ ）AW1W2BW22W1 CW12W2 DW24W1变式训练二、两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可忽略不计的金属棒ab ，在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度，如图8所示。在这过程中 (A)作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于零（ ）(B)作用于金属棒上的各个力的合力所作的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和(C)恒力F与安培力的合力所作的功等于零(D)恒力F与重力的合力所作的功等于电阻R上发出的焦耳热例3、如图所示，一矩形金属框架与水平面成角37，宽L0.4m，上、下两端各有一个电阻R02，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B1.0Tab为金属杆，与框架良好接触，其质量m0.1kg，电阻r1.0，杆与框架的动摩擦因数0.5杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q00.5J(取g10m/s2)求：(1)流过R0的最大电流；(2)从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；(3)在时间1 s内通过ab杆某横截面的最大电荷量变式训练三、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场，区域磁场方向垂直斜面向下，区域磁场方向垂直斜面向上，磁场宽度均为，一个质量为、电阻为、边长也为的正方形线框，由静止开始下滑，沿斜面滑行一段距离后边刚越过进入磁场区域时，恰好做匀速直线运动，若当边到达与的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，求：（1）当边刚越过进入磁场区域时做匀速直线运动的速度；（2）当边刚越过进入磁场区域时，线框的加速度；（3）线框从边开始进入磁场至边到达与的中间位置的过程产生的热量。例4、如图所示，M、N为水平面内平行放置的粗糙金属长直导轨，间距为L0.5m，导轨间接有阻值为R2.0的定值电阻，导轨平面处在竖直向下、磁感应强度大小为B4.0T的匀强磁场中一导体杆ab垂直M、N置于导轨上，其质量为m1.0kg，长度也为L，电阻为r1.0，与导轨的动摩擦因数为0.2，且跟导轨接触良好不计导轨电阻，重力加速度g取10m/s2.(1)若在ab杆上作用一个平行导轨方向的恒力F使其向右运动，恒力大小为F10N，求ab杆可以达到的速度最大值vm；(2)若用如图所示的电动机通过轻绳来水平向右牵引ab杆，也可使ab杆达到(1)中的速度最大值vm，求电压表的示数U.已知电动机内阻r15.0，电压表和电流表示数恒定，且电流表示数为I2.0A，不计电动机的摩擦损耗；(3)在(2)中的条件下，可认为ab杆从静止开始经时间t1.5s，位移x7.5m后刚好达到最大速度vm，求此过程中ab杆上产生的电热方法点拨：分析电磁感应现象中能量问题的一般步骤(1)在电磁感应中，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，该导体或回路就相当于电源(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分析求解变式训练四、如图所示，电动机牵引一根原来静止的长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN，其电阻R为1 导体棒架在处于磁感应强度B为1 T、竖直放置的框架上，当导体棒上升h为3.8 m时获得稳定的速度，导体产生的热量为2 J电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A电动机内阻r为1 ，不计框架电阻及一切摩擦，g取10 m/s2，求： （1）棒能达到的稳定速度?（2）棒从静止到达到稳定速度所需的时间六 电磁感应中的图像问题问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象(画图象)(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(用图象)应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等等例1、如图所示，电阻R1、半径r10.2m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q，P、Q的圆心相同，Q的半径r20.1mt0时刻，Q内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系是B2t(T)若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框P中感应电流I随时间t变化的关系图象应该是图中的（ ）例2如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环为使圆环受到向上的磁场力作用，导线abcd中的磁感应强度B随时间t的变化是图中的（ ）变式训练一、如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则（ ） At1时刻，N G Bt2时刻，N G Ct3时刻，NG Dt4时刻，N =G变式训练二、如图所示，半径为R的导线环对心、匀速穿过半径也为R的匀强磁场区域，关于导线环中的感应电流随时间的变化关系，下列图象中(以逆时针方向的电流为正)最符合实际的是()变式训练三、一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流i的正方向（如图所示），已知线圈中感生电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度B随时间而变化的图象可能是（ ） 例3、如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l = 0.20m，电阻R = 1.0；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B = 0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下。现在一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F与时间t的关系如图乙所示。求杆的质量m和加速度a。变式训练四、如图甲所示，两根质量均为 0.1 kg完全相同的导体棒a、b，用绝缘轻杆相连置于由金属导轨PQ、MN架设的斜面上。已知斜面倾角为53，a、b导体棒的间距是PQ、MN导轨间间距的一半，导轨间分界线OO 以下有方向垂直斜面向上的匀强磁场。当a、b导体棒沿导轨下滑时，其下滑速度v与时间的关系图像如图乙所示。若a、b导体棒接入电路的电阻均为1，其它电阻不计，取g = 10 m/s2，sin530.8，cos530.6，试求： （1）PQ、MN导轨的间距d （2）a、b导体棒与导轨间的动摩擦因数图乙0.424600.8图甲BPMNQbaOO （3）匀强磁场的磁感应强度变式训练五、如图（甲）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（相当于一只理想的电流表）能将各时刻的电流数据实时传输到计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出图象。已知电阻R及金属杆的电阻r均为0.5，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.1 kg，杆长实验时，先断开K，取下细线调节轨道倾角，使杆恰好能沿轨道匀速下滑然后固定轨道，闭合K，在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，让杆在悬挂物M的牵引下，从图示位置由静止开始释放，此时计算机屏幕上显示出如图（乙）所示的图象（设杆在整个运动过程中与轨道垂直，且细线始终沿与轨道平行的方向拉杆，导轨的电阻、细线与滑轮问的摩擦及滑轮的质量均忽略不计，）试求： （1）时电阻R的热功率；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）估算00.4s内R上产生的焦耳热 七、自感一、自感1概念：由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做 2自感系数L相关因素：与线圈的 、形状、 以及是否有铁芯有关单位：亨利(H)二、通电和断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材要求A1、A2同规格，RRL，L较大L很大(有铁芯)，RLRA现象在S闭合瞬间，A2灯立即亮起来，A1灯逐渐变亮，最终一样亮 在开关S断开时，灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭原因由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，使线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，使流过A1灯的电流比流过A2灯的电流增加得慢断开开关S时，流过线圈L的电流减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小