第06节法拉弟电磁感应定律应用(二).docx

学案编号：WLXX3-21-fx 广州市禺山高级中学高二级物理科高二物理电磁感应现象复习 学案电磁感应的综合应用主备人： 陈瑞云 审 核： 高二备课组 使用时间：2018年4月20班 级： 姓 名： 学 号： 学习目标：1、通过复习熟练掌握电磁感应知识与动力学、电路、能量和动量等知识相结合的解题思路和思维方法学习重点：1、 熟练掌握电磁感应中的相关定律和知识规律的应用2、 熟练掌握电磁感应知识与不同知识结合时的基本解题思路学习过程：一、 通过自主复习补充完整下列的解题思路框架二、相关知识复习（一）. 电磁感应中的电路问题例1. 如图，电阻值为R、半径为r1的均匀圆形金属环，与阻值为R的电阻R1连接成闭合回路。在金属环中有半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图，图中t0、B0为已知。导线的电阻不计。（1）求在0至t0时间内，电阻R1产生的焦耳热Q；（2）求在t0时刻后，一电阻为R金属棒MN（图中未画出）与金属环接触良好，以速度v0水平向右匀速滑过圆环直径（图中虚线）的瞬间a点的电势a。解：分析电磁感应中电路问题的基本思路：【变式1】 如图，半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒EF置于圆导轨上面，EF的延长线通过圆导轨中心O（俯视图）。整个装置位于磁感应强度为B的匀强磁场中，在内、圆导轨的的d、c点之间接一阻值为2R的电阻R1（图中未画出）。导体棒以角速度绕O逆时针匀速转动，且始终与导轨保持良好接触。忽略导轨的电阻，重力加速度大小为g。求：（1） 两端的电势差 ； （2）回路中的 。解：二. 电磁感应中的动力学问题例2. 如图，两光滑平行足够长的金属导轨固定于与水平面夹角=300的平面内，导轨间l=0.5m，右端连接阻值R=4.0的电阻；磁感应强度B=1.0T的磁场垂直穿过整个导轨平面。质量m=0.1kg、电阻r=1.0的金属杆，从t=0时开始，在导轨平面内对金属杆施加一垂直杆的外力F，杆沿斜面向下运动的vt图象如图。其余电阻不计。求：（1）在02s内，回路中电流I的表达式；（2）外力F的大小随时间t变化的关系式。解：分析电磁感应中动力学问题的基本思路：【变式2】 如图，两条平行光滑导轨所在平面与水平地面的夹角为，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。重力加速度大小为g，忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：（1）电容器极板上积累的 与金属棒 的关系；（2）金属棒的 与 的关系.解：三. 电磁感应中的能量问题例3. 如图，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置，电阻不计。在导轨上端并接两个电阻均为R的灯泡。整个系统置于磁感强度为B的匀强磁场中。一电阻为0.5R、质量为m、长度为l的金属棒MN从图示位置由静止释放，当金属棒下落高度为h时匀速运动，此时灯泡正常发光。金属棒始终保持水平且与导轨接触良好。重力加速度大小为g。则金属棒下落高度为h过程中， A. 金属棒减少的机械能等于灯泡消耗的电能 B. 金属棒减少的机械能等于其克服安培力做的功C. 回路中产生的电能等于 D. 金属棒减少的机械能等于 分析电磁感应中能量问题的基本思路：【变式3】 如图，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m的重物，另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：（1）重物 时，重物速度的大小v；（2）重物下降h过程中，电阻R产生的 ；【课外提高】1. 如图，螺线管的横截面积S=210-3m2、匝数n=1500、电阻r=1，电阻R=4，穿过螺线管的匀强磁场B随时间t的变化满足B=0.2+2t（T）。下列正确的是A. 电阻R的电流方向由b到a B. 感应电流的大小均匀增大 C. 电阻R两端的电压为6VD. 电路中a点的电势为4.8V2. 如图，水平面上有两根足够长的平行固定金属导轨，间距L=0.5m ，与阻值R=0.5的电阻连接。轨道上放一质量m=0.5kg的金属杆。匀强磁场垂直轨道平面，用恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。v与F的关系图像如图。设金属杆和导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度g=10m/s2。则下列正确的是A. 金属杆所受拉力F与速度成正比 B. 该匀强磁场的磁感应强度为0.5T C. 该匀强磁场的磁感应强度为1TD. 金属杆和导轨间的动摩擦因数为0.43. 如图，在倾角为的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计.则A. 物块c的质量是2msin B. b棒放上导轨后，a棒中电流大小是mgsin/BLC. b棒放上导轨后，c减少的重力势能等于回路消耗的电能D. b棒放上导轨前，c减少的重力势能等于a、c增加的动能4. 如图，质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知线框的横边边长为L，水平方向匀强磁场的磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、线框竖直边长均为h.初始时刻，磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h，将重物从静止开始释放，线框上边缘刚进磁场时，恰好匀速运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计。则下列正确的是A. 线框穿过磁场的速度为B. 线框通过磁场的过程中产生的热量为4mghC. 线框通过磁场的过程中产生的热量为2mghD. 线框通过磁场的过程中，系统减少的机械能为4mgh5. 如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小Bt随时间t的变化关系为Bt=kt（k0为常量）；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也