电磁感应精锐.好题

1、精锐1对1 和精锐1对1 精锐教育学科教师辅导教案 学员编号： 学员姓名：陈宁 年级：高二 辅导科目：物理 课时数：3 学科教师：张青山 5中国领先的中小学教育品牌 授课类型 教学目标 1了解产生感应电流条件 2学会判断感应电流方向 授课日期及时段 2013 年 05 月 11 日125014-50 I .课堂导入 法拉第电磁感应定律与楞次定律 T对于n匝线圈有E I 楞次定律的核心是 想保持原磁通量 =BS不变。 当B增加时，线圈中会有两个反应，产生感应电流和改变 S。其中S变小，感应电流对应的磁场方向与原磁场方 向相反。目的是想保持磁通量 不变。 当S增加时，线

2、圈中也会有两个反应，产生感应电流和改变 S。其中感应电流对应的磁场方向与原磁场方向相反， S此时也倾向于减小，所以会对原来S的增加有一定的阻碍效果。 当B或S减小时，同理。所以，B和S会相互影响。 楞次定律解决的是 感应电流的方向 和运动的方向 问题。 (1)感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场 (原来就有的磁场)。前者“阻碍”后者的“变化”， 不是简单的“同向”或“反向”的关系。 (2)运动的方向就是使的 保持不变的方向。当 B增加时，S减小；当B减小时，S增大。当S变化时，阻碍 它变化。 【例1】如图所示装置中, cd杆原来静止。当 ab杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动?

3、 （B、D） A.向右匀速运动 B.向右加速运动 C.向左加速运动 D.向左减速运动 c b d 例2.如图所示，U形导线框固定在水平面上，右端放有质量为m的金属棒ab, ab与导 轨间的动摩擦因数为 口，它们围成的矩形边长分别为 Li、L2,回路的总电阻为 R。从t=0时刻 起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt, （ k0）那么在t为多大时，金属 棒开始移动？ L2 B a 解：感生电动势，由 的，但由于安培力 F=BIL =kLiL2可知，回路中感应电动势是恒定的，电流大小也是恒定 t 1X B=ktx t,所以安培力将随时间而增大。当安培力增大到等于最大静摩擦力时,

4、ab将开始 向左移动。这时有: kt ,kLL L1 丄 mgR mg，t 例3.如图所示，竖直放置的足够长的U形导轨宽为L,上端串有电阻 R （其余导体部分的电阻都忽略不计） 感应强度为B的匀强磁场方向垂直于纸面向外。金属棒 ab的质量为m,与导轨接触良好，不计摩擦。从静止释放后 ab保持水平而下滑。求 ab下滑的最大速度 vm。 解：释放瞬间ab只受重力，开始向下加速运动。随着速度的增大，感应电动势 。磁 E、感应电流I、安培力F都随之 增大, 2 2 加速度随之减小。当F增大到F=mg时，加速度变为零，这时 ab达到最大速度。由F B L Vm mg，可得 R Vm mgR B2L2 安

5、培力做功的 注意分析该过程的功能关系： 加速阶段重力做功的过程是重力势能向动能和电能转化的过程; 过程是机械能向电能转化的过程；合外力（重力和安培力）做功的过程是动能增加的过程；电流做功的过程是电 能向内能转化的过程。达到稳定速度后，重力势能的减小全部转化为电能，电流做功又使电能全部转化为内能。 这时重力的功率等于电功率也等于热功率。 1 如果在该图上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？（无论何时闭合电键，ab可能先加速后匀速，也可能先减速 后匀速，还可能闭合电键后就开始匀速运动，但最终的稳定速度总是一样的） 例4如图所示，水平的

6、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 Q。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。 解：由于线圈完全处于磁场中时不产生电热，所以线圈进入磁场过程中产生的电热 XI X |X 決 I 3 V Jx X d lx X , X f lx ix0 就是线圈从图中2位置 到4位置产生的

7、电热，而 2、4位置动能相同，由能量守恒 3位置时线圈速度一定最小，而 Q=mgd= 0.50J 3到4线圈是自由落体运动因此有 v02-v2=2g(d-l)，得 7=2 忑 m/s F B减小，由F-mg=ma知加速度减小，到3位置时加速度最小， R 例题5（ 07天津理综）两根光滑的长直导轨 MN、M N平行置于同一水平面内， 导轨间距为I，其电阻不计，M、 2到3是减速过程，因此安培力 a=4.1m/s2 M处接有如图10-2-4所示所示的电路，电路中各电阻的阻值均为 R，电容器的电容为C。长度也为I、电阻同为R 的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场

8、中。金属棒 ab在外力作用下向 右匀速运动且与导轨保持良好接触，在 ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q。试求: 金属棒ab运动速度v的大小; 电容器所带的电荷量。 解析：设ab产生的感应电动势为 E，回路中的电流为I , ab 运动距离 s所用的时间为t,则有 10-2-4 Blv E 4R s v I2 4R t X X XXX X X XXX X X XXX R超通XXX xA及 X X 丈尿 X X 解以上方程, 4QR B2|2s 设电容器两极板间的电势差为 U ，则有 U IR 电容器所带电量为 q CU 解得 q CQR Bls 【例6】如图所示，长L1宽L2的

9、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。 L1还是L2，还应该思考L2 -v f F 求：将线圈以向右的速度 v匀速拉出磁场的过程中，拉力 F大小；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 解：这是一道基本练习题，要注意要注意所用的边长究竟是 一下所求的各物理量与速度 v之间有什么关系。 BL2V, IE, F BIL2, F RR L2.2 B L2v V 2 . 2 2 B L2V2 Fv V FLi 2 2 B L2L1Vv 时间拉出，外力所做的功为W,，通过导线截面的电量为 q ;第二次用0.9s时间拉出，外力所做

10、的功为W2，通过导 Rt 与v无关 特别要注意电热 Q和电荷q的区别，其中q 与速度无关！（这个结论以后经常会遇到）。 q R 【例6】如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计, 将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3s 线截面的电量为q2，则（C） A. W1W, q1q2 B. W1W2, q1 q2 C. W,W2, q1q2 D. WW2，qiq2 4.如图所示，先后以速度 （A ） V1和 V2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域, V1=2V2在先后两种情况下 A .线圈中的感应电流之比为 |1 : 12=2 : 1 X X X X y X X X X y X X X

11、 X 精锐1对1 B .线圈中的感应电流之比为Ii : I2=1 : 2 C.线圈中产生的焦耳热之比Qi : Q2=1 : 4 D .通过线圈某截面的电荷量之比qi : q2=1 : 2 5.如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，有一长为 0.5m的导体AB在金属框架上以10m/s的速度向右 滑动，R1=R2=20Q，其它电阻不计，则流过 AB的电流是 XXX XXX XXX XXX X 7中国领先的中小学教育品牌 E=Blv 中，磁感应强度为B,磁场方向与导轨所在平面垂直， 与导轨接触良好，圆环的直径 时（B） A.有感应电流通过电阻 R， 大小为 dBv

12、 B.有感应电流通过电阻 R， 大小为 dBv R C.有感应电流通过电阻 R， 大小为 2dBv R :电磁感应与电路、力学的综合应用 这部分常将电磁感应的基本规律与 动量守恒、机械能守恒和 电路、力学联系起来考察。分析这类问题，要特别注 重其中能量的转化。 分析电磁感应与电路综合题的出发点是，将切割磁场的那部分导体看成是电源对外供电，电源的电动势即为 1.（ 1999年广东）如图所示，MN、PQ为两平行金属导轨，M、P间连有一阻值为 R的电阻，导轨处于匀强磁场 图中磁场垂直纸面向里.有一金属圆环沿两导轨滑动，速度为V， d与两导轨间的距离相等.设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀

13、速运动 D.没有感应电流通过电阻 0.5 T的匀强磁场中，有两根竖直放置的导体轨道 e f其宽度为1 m，其下端与电动势为12 V、内电阻为1 Q的电源相接，质量为 0.1 金属棒MN的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动，如图所示，除电源内阻外，其他一 切电阻不计，g=10 m/s2，从S闭合直到金属棒做匀速直线运动的过程中（） 2在方向水平的、磁感应强度为 cd、 kg的 精锐1对1 A.电源所做的功等于金属棒重力势能的增加 B.电源所做的功等于电源内阻产生的焦耳热 C.匀速运动时速度为 20 m/s D.匀速运动时电路中的电流强度大小是 3.两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为 斜面处在匀

14、强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上 作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度.如图所示，在这过程中() e的斜面上，导轨的左端接有电阻 .质量为m、电阻可不计的金属棒 R,导轨自身的电阻可忽略不计. 在沿着斜面与棒垂直的恒力F A.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B.作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳 热之和 ab. C.恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热 4.两根相距d=0.20 m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中, B=0.20 T,导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形

15、闭合回路.每条金属细杆的电阻为r=0.25 电阻可不计，已知两金属细杆在平行导轨的拉力作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是 所示，不计导轨上的摩擦. 磁场的磁感应强度 Q, 回路中其余部分的 v=5.0 m/s，如图 (1)求作用于每条金属细杆的拉力的大小.3.2 X 10-2 N (2)求两金属细杆在间距增加0.40 m的滑动过程中共产生的热量.1.28X 10-2 j 7.如图所示, 应强度为B的， 金属棒EF在距 面向上的恒力把 .整个装置处在磁感 M，垂直于导轨的 BD端s处由静止释放，在 EF棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段.今用大小为F，方向沿斜 EF棒从BD位置由静

16、止推至距 BD端s处，突然撤去恒力 F，棒EF最后又回到BD端.求： e .AC端连有电阻值为 R的电阻.若将一质量 AB和CD是足够长的平行光滑导轨，其间距为I，导轨平面与水平面的夹角为 方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中 (1) EF棒下滑过程中的最大速度 (2) EF棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中，有多少电能转化成了内能(金属棒、导轨的电阻均不计) Blv 解：(1)如图所示，当EF从距BD端s处由静止开始滑至 BD的过程中，受力情况如图所示.安培力：F 安 =BIl= l R 根据牛顿第二定律: Blv Mgsin -BL a=R M S 所以，EF由静止开始做加速度减小的变加

17、速运动.当a=0时速度达到最大值 vm. 由式中 a=0 有：Mgsin 0 -B2|2vm/R=0 MgRsin vm=肯 (2)由恒力F推至距BD端s处，棒先减速至零，然后从静止下滑，在滑回BD之前已达最大速度 Vm开始匀速. 设EF棒由BD从静止出发到再返回 BD过程中，转化成的内能为 E.根据能的转化与守恒定律: 1 2 Fs-A E= Mvm E=Fs- M ( 2 MgRsin )2 22 丿 B2l2 2 11中国领先的中小学教育品牌 B点的线速 A 1、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为 a,总电阻为R，磁感应强度为 B的匀强磁场垂直穿过环平面，

18、与环 的最高点A铰链连接的长度为 2a、电阻为R的导体棒AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时， 度为v,则这时AB两端的电压大小为() A Bava Bav_ 2Bav A. 3B. 6C. 3 2、正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为ko导体框质量 为m、边长为L,总电阻为R,在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为 导体框中感应电流做功的功率为 精锐1对1 和精锐1对1 15中国领先的中小学教育品牌 4、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内, 两导轨间的距离为 1。导轨上面横放

19、着两根导体棒 ab和cd，构成矩形回路，如图所示.两根导体棒的质量皆为 m，电阻皆为 R,回路中其余部分的电阻可不计.在 整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为 B .设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行.开始时，棒cd 静止，棒ab有指向棒Cd的初速度Vo (见图). 若两导体棒在运动中始终不接触，求：在运动中产生的焦耳热最多 是多少. MN、PQ间距为1 = 0.5m,其电阻不计，两导轨及其构成的平面 cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒 B= 0.2 T, 5、如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 均与水平面成30角.完全相同的两金属棒ab、 cd恰好

20、能够保持静止.取 g= 10m/s2，问 质量均为m= 0.02kg，电阻均为R= 0.1 Q,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 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，而棒 (1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？ 棒ab受到的力F多大？ 棒cd每产生Q = 0.1J的热量，力 F做的功 W是多少? 6.如图10-2-31 所示,无限长金属导轨 EF、PQ固定在倾角为0 =53。的光滑绝缘斜面上,轨道间距L=1 m,底部接入 一阻值为R=0.4 Q的定值电阻，上端开口 .垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2 T.一质量为m=0.5 kg的金属棒 ab与导轨接触良好,ab与导轨间动摩擦因数卩=0.2,ab连入导轨间的电阻r=0.1 Q，电路中其余电阻不计.现用一质量为 M=2.86 kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与 ab相连.由静止释放 M,不计空气阻力，当M下落高 度h=2.0 m时,ab开始匀速运动(运动中ab始终垂直导轨，并接