湖北省华中师大一附中高二物理（国际板大小班、长短课重点班）电磁感应应用问题.ppt

电磁感应中的各种问题探讨 一 电磁感应中电流方向问题 如图所示 用一根长为l质量不计的细杆与一个上弧长为l0 下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于o点 悬点正下方存在一个上弧长为2l0 下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场 且d0 l 先将线框拉开到如图所示位置 松手后让线框进入磁场 忽略空气阻力和摩擦 下列说法正确的是 a 金属线框进入磁场时感应电流的方向为 a b c d ab 金属线框离开磁场时感应电流的方向为 a d c b ac 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等d 金属线框最终将在磁场内做简谐运动 答案 d 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 1 2 当棒匀速下滑时 有 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻r消耗的电功率 磁场的方向垂直导轨平面向上 引申 思考 如果是一个矩形导线框自某处自由下落 进入一个有界的磁场 情况有如何 线框的宽度对进入的情况有影响吗 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 设经过t时间 导线pq运动距离为vt 思考 结果与t无关说明了什么 四 电磁感应中的图象问题 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a b 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 e blvsin 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 1 由于线框匀速进入磁场 则合力为零 有mg f 解得 v2 2 设线框离开磁场能上升的最大高度为h 则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 mg f h mg f h 解得 v1 3 在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中 根据能量守恒定律可得 f b a 解得 q f a b 六 电磁感应中的生产 科技实际问题 不存在磁场时 设