09年高考物理电磁感应辅导资料

1、专题一专题一 楞次定律应用楞次定律应用一一. . 楞次定律内容：楞次定律内容： 感应电流具有这样的方向，就是感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场感应电流的磁场总总要要阻碍阻碍引起感应电流的引起感应电流的磁通量的变化磁通量的变化。二二. .楞次定律揭示楞次定律揭示( (理解理解):):三个因素之间的关系三个因素之间的关系 感应电流的磁场（感应电流的磁场（B B感感）方向）方向引起感应电流的磁场的（引起感应电流的磁场的（B B引引）方向）方向引起感应电流的磁通量（引起感应电流的磁通量（引引）的变化。）的变化。 它们的关系是它们的关系是: : 增增 异异 减减 同同第一页，编辑于星期一：七点

2、五十六分。 1 如图，长直导线中通有向上的恒定电流如图，长直导线中通有向上的恒定电流I，矩形线圈矩形线圈ABCD位于长直导线附近跟导线在位于长直导线附近跟导线在同一平面内，当线框向右平动时，线框中的同一平面内，当线框向右平动时，线框中的感应电流是什么方向？感应电流是什么方向？ADBCMN图图1I 变题变题1 1：图：图2 2中，长直导线中，长直导线MNMN中通有恒定电中通有恒定电流，闭合线框向左平动时能产生流，闭合线框向左平动时能产生ABCDAABCDA方向方向的感应电流，判断的感应电流，判断MNMN中的电流方向。中的电流方向。ADBCMN图图2变题变题2：如图：如图1中，直导线中，直导线MN

3、中有向上电流中有向上电流I，要使，要使线框中产生线框中产生ABCDA方向的感应电流，可以采用下方向的感应电流，可以采用下列哪些方法？列哪些方法？ C线框向左平动线框向左平动 D线框向上平动线框向上平动 E线框以线框以CD边为轴转动的开始阶段。边为轴转动的开始阶段。 A直导线中电流直导线中电流I变大变大 B直导线中电流直导线中电流I变小变小第二页，编辑于星期一：七点 五十六分。楞次定律更一般的表述楞次定律更一般的表述磁场对感应电流的作用力要阻碍磁场对感应电流的作用力要阻碍相对运动相对运动 磁场对感应电流的作用使闭合电路改变运磁场对感应电流的作用使闭合电路改变运动状态或动状态或运动趋势运动趋势，这

4、种运动或运动趋势，这种运动或运动趋势总是总是阻碍磁通量变化阻碍磁通量变化的的 通过导体本身的电流发生变化，产生通过导体本身的电流发生变化，产生了自感电动势，自感电动势的方向总了自感电动势，自感电动势的方向总是是阻碍电流的变化阻碍电流的变化。第三页，编辑于星期一：七点 五十六分。楞次定律更一般的表述楞次定律更一般的表述: :电磁感应现象中，电磁感应现象中，结果结果总是总是阻碍阻碍原因的原因的 原因原因: :磁通量的变化、相对运动、电流的变化等磁通量的变化、相对运动、电流的变化等结果结果: :感应电流的磁场或感应电动势感应电流的磁场或感应电动势感应电流受到的安培力感应电流受到的安培力或由这种安培力

5、使物体产生的机械运动或由这种安培力使物体产生的机械运动（或机械运动趋势）等。（或机械运动趋势）等。第四页，编辑于星期一：七点 五十六分。 2 图中虚线框内有垂直于纸面的磁场，线圈图中虚线框内有垂直于纸面的磁场，线圈abcd的一半处在磁场中，下列哪些情况能使的一半处在磁场中，下列哪些情况能使ab边受边受到向下的安培力？到向下的安培力？ A线圈向右平动线圈向右平动 B线圈向左平动线圈向左平动 C磁场减弱磁场减弱 D磁场增强磁场增强abcd第五页，编辑于星期一：七点 五十六分。SN3如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的的N 极朝下。当磁铁向下

6、运动时（但未插入线圈内部），极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），（05全国全国） A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁与线圈相互吸引磁铁与线圈相互吸引B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同， 磁铁磁铁 与线圈相互排斥与线圈相互排斥C 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反， 磁铁与线圈相互吸引磁铁与线圈相互吸引D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反， 磁铁与线圈相互排斥磁铁与线圈相互排斥第六页，编辑于星期一：七

7、点 五十六分。 3 3 如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑动变阻器 R的滑片P自左向右滑行时，线框ab将：A保持静止不动B逆时针转动C顺时针转动D发生转动，但因电源极性 不明无法确定转动方向 电源电源Raob思考思考: :当线框最初处于中性面位置，线框中由于有当线框最初处于中性面位置，线框中由于有 影响感应电流而受到的安培力产生的效果，影响感应电流而受到的安培力产生的效果， 又是怎样怎样阻碍磁通量减少的呢？又是怎样怎样阻碍磁通量减少的呢？ 安培力产生安培力产生效果效果总是总是阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化第七页，编辑于星期一：七点 五十六分。 4 如图（甲）所

8、示，如图（甲）所示，A、B为两个相同的线圈，为两个相同的线圈，共轴并靠近放置，共轴并靠近放置，A线圈中通有图乙所示的交线圈中通有图乙所示的交流电，则在一个周期的哪些时间内它们是相流电，则在一个周期的哪些时间内它们是相互排斥的，哪些时间内是相吸的？互排斥的，哪些时间内是相吸的？AB（甲）（甲）iT/4 T/23T/4（乙）（乙）O思考思考: :t=0、 、 、 、T这些时刻，这些时刻，A、B间间 作用力为多少作用力为多少? ?T21T43第八页，编辑于星期一：七点 五十六分。 5 如图所示，通电螺线管与电源相连，与螺线管同一如图所示，通电螺线管与电源相连，与螺线管同一轴线上套有三个轻质闭合铝环，

9、轴线上套有三个轻质闭合铝环，B在螺线管中央，在螺线管中央，A、C位置如图所示，当位置如图所示，当K闭合时（本题忽略三环中感应闭合时（本题忽略三环中感应电流之间的相互作用力）。电流之间的相互作用力）。AA向左运动，向左运动，C向右运动，向右运动，B不动不动BA向右运动，向右运动，C向左运动，向左运动，B不动不动CA、B、C都向左运动都向左运动 DA、B、C都向右运动。都向右运动。ABCRKEFaFbFc第九页，编辑于星期一：七点 五十六分。专题二、法拉第电磁感应定律专题二、法拉第电磁感应定律 N 匝匝 线线圈圈 t较长的时间平均感应电动势较长的时间平均感应电动势t很短的时间瞬时感应电动势很短的时

10、间瞬时感应电动势 计算结果计算结果不不 同同 情情 形形第十页，编辑于星期一：七点 五十六分。6。如图所示。如图所示,固定在水平桌面上的金属框固定在水平桌面上的金属框abcd架处在竖架处在竖直向下的匀强磁场中直向下的匀强磁场中,金属棒金属棒ab搁在框架上搁在框架上,可无摩擦地可无摩擦地滑动滑动,此时此时abcd构成一个边长为构成一个边长为L的正方形的正方形,棒的电阻为棒的电阻为r,其余部分电阻不计其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为开始时磁感应强度为B0(1)若从若从t=0时刻起时刻起,磁感应强度均匀增加磁感应强度均匀增加,每秒增量为每秒增量为k,同时保持同时保持棒静止棒静止,求棒中的感应电流

11、求棒中的感应电流(2)在上述在上述(1)的情况中的情况中.棒始棒始终保持静止终保持静止,当当t=t1时时,垂直于棒的水平拉力为多少垂直于棒的水平拉力为多少?(3)若若从从t=0时刻起磁感应强度逐渐减小时刻起磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定速度当棒以恒定速度v向右向右做匀速运动时做匀速运动时,可使棒中不产生感应电流可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应则磁感应强度应怎样随时间变化怎样随时间变化?(写出写出B与与t的关系式的关系式)B0ab第十一页，编辑于星期一：七点 五十六分。例例1如图所示，两块较大的水平放置的金属板间的如图所示，两块较大的水平放置的金属板间的距离为距离为d，与电阻，与电阻 R相

12、连，用导线与一个相连，用导线与一个N匝线圈相连，匝线圈相连，线圈电阻也为线圈电阻也为R，置于竖直向上的匀强磁场中，两板间，置于竖直向上的匀强磁场中，两板间有一质量为有一质量为m，电荷量为，电荷量为q的正电荷微粒恰处于静止状的正电荷微粒恰处于静止状态。则线圈内磁场变化情况是正在态。则线圈内磁场变化情况是正在_，其磁通，其磁通量的变化率等于量的变化率等于_。qRB第十二页，编辑于星期一：七点 五十六分。06全国全国. .如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨的直角形金属导轨aob（在纸面内），磁场方向垂直纸（在纸面内），磁场方向垂直纸面朝

13、里，另有两根金属导轨面朝里，另有两根金属导轨c、d分别平行于分别平行于oa、ob放放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：现经历以下四个过程：以速率以速率v移动移动d，使它与，使它与ob的的距离增大一倍；距离增大一倍；再以速率再以速率v移动移动c，使它与，使它与oa的距离的距离减小一半；减小一半；然后，再以速率然后，再以速率2v移动移动c，使它回到原处；，使它回到原处；最后以速率最后以速率2v移动移动d，使它也回到原处。设上述四个，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻过程中通过电阻R的电量的大小依次为的电量的大小依次

14、为Q1、Q2、Q3和和Q4，则，则Q1Q2Q3Q4 B. . Q1Q22Q32Q4 C. . 2Q12Q2Q3Q4 D. . Q1Q2Q3Q4 oacbdR第十三页，编辑于星期一：七点 五十六分。 SG练习如图所示为测量螺线管中磁场的一种装置。把练习如图所示为测量螺线管中磁场的一种装置。把一个很小的测量线圈放在待测处，这线圈与测量电荷一个很小的测量线圈放在待测处，这线圈与测量电荷量的冲击电流计量的冲击电流计G串联。冲击电流计是一种可测量迁串联。冲击电流计是一种可测量迁移过它的电荷量的仪器。当用反向开关移过它的电荷量的仪器。当用反向开关S使螺线管的使螺线管的电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势

15、，从而产电流反向时，测量线圈中就产生感应电动势，从而产生电荷量生电荷量q的迁移；由的迁移；由G测出测出q就可以算出线圈所就可以算出线圈所在处的在处的B。已知测量线圈有。已知测量线圈有2000匝，它的直径为匝，它的直径为2.5cm，它和，它和G串联回路的电阻为串联回路的电阻为1000,在在S S反向时反向时测得测得q=2.5 10-7C。求被测处的磁感应强度。求被测处的磁感应强度。1.3 10-4T第十四页，编辑于星期一：七点 五十六分。 例例2 一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中。设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的正方向，线圈中的箭头为电流向里为磁感应强度的正方

16、向，线圈中的箭头为电流i的正方向，如图的正方向，如图1。已知线圈中感应电流。已知线圈中感应电流i随时间变化随时间变化的图象如图的图象如图2，则磁感应强度，则磁感应强度B随时间而变化的图象可随时间而变化的图象可能是图能是图3中的哪几个？中的哪几个？i图图1iI-I01234t/s图图2Bt/s1230Bt/s1230Bt/s1230Bt/s1230 A B C D 第十五页，编辑于星期一：七点 五十六分。（07广东）如图（广东）如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距距L，距左端，距左端L处的中间一段被弯成半径为处的中间一段被弯成半径为H的的1/4圆弧，

17、导轨圆弧，导轨左右两段处于高度相差左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在磁场场，右段区域存在磁场B0，左段区域存在均匀分布但随时间线，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场性变化的磁场B（t），如图（），如图（b）所示，两磁场方向均竖直向）所示，两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端，放置一质量为上。在圆弧顶端，放置一质量为m的金属棒的金属棒ab，与导轨左段形，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间t0滑到圆弧顶滑到圆弧顶端。设金属棒在回路中的电阻为端。设金属棒在回路中的电阻

18、为R，导轨电阻不计，重力，导轨电阻不计，重力加速度为加速度为g。（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？方向是否发生改变？为什么？（2）求）求0到时间到时间t0内，回路中感应电流产生的焦耳热量。内，回路中感应电流产生的焦耳热量。第十六页，编辑于星期一：七点 五十六分。（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。第十七页，编辑于星期一：七点 五十六分。专题三、导体切割磁感线的感应电动势专题三、导体

19、切割磁感线的感应电动势 如图长如图长L的导体棒在垂直于磁感线的导体棒在垂直于磁感线的平面内以速度的平面内以速度v运动，速度运动，速度v与棒与棒的长度方向垂直，磁场的磁感应的长度方向垂直，磁场的磁感应强度为强度为B，试证明导体棒中的感应，试证明导体棒中的感应电动势电动势 E=BLvvRdcab（1 1）用法拉第电磁感应定律证明）用法拉第电磁感应定律证明。 （2 2）用能量转化和守恒定律证明）用能量转化和守恒定律证明（3 3）用洛仑兹力公式证明）用洛仑兹力公式证明第十八页，编辑于星期一：七点 五十六分。讨论讨论: :如图矩形线框在匀强磁场中如图矩形线框在匀强磁场中向右运动，按法拉第电磁感应定律，向

20、右运动，按法拉第电磁感应定律，穿过线框的磁通量不变，线框中没穿过线框的磁通量不变，线框中没有感应电动势，另一方面，导体切有感应电动势，另一方面，导体切割磁感线，有感应电动势，这矛盾割磁感线，有感应电动势，这矛盾如何解决？如何解决？abcdv前者是对前者是对整个闭合电路整个闭合电路的，的，后者是对长后者是对长L L的的部分导体部分导体的的 tBLvE磁E= E= 与与 应用的对象不同应用的对象不同第十九页，编辑于星期一：七点 五十六分。 例例2 2 如图，一半径为R的半圆形导体abc在匀强磁场中以速率v匀速运动，磁感应强度为B，速度与a、c连线垂直，求感应电动势。ab vcov等效法等效法 转化

21、转化三者相互垂直三者相互垂直第二十页，编辑于星期一：七点 五十六分。 思考：请从切割磁感线角度推导出矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，感应电动势随时间变化的表达式。E E感感 的适用条件的适用条件: : BLvB L VB L V三者相互垂直三者相互垂直 分解法分解法 转化转化三者相互垂直三者相互垂直第二十一页，编辑于星期一：七点 五十六分。07四川如图所示，矩形线圈四川如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴于磁场方向的轴P1和和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时转到与

22、磁场方向平行时 A线圈绕线圈绕P1转动时的电流等于绕转动时的电流等于绕P2转动时的电流转动时的电流 B线圈绕线圈绕P1转动时的电动势小于绕转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势转动时的电动势 C线圈绕线圈绕P1和和P2转动时电流的方向相同，都是转动时电流的方向相同，都是 abcd D线圈绕线圈绕P1转动时转动时dc边受到的安培力大于绕边受到的安培力大于绕P2转动时转动时 dc边受到的安培力边受到的安培力第二十二页，编辑于星期一：七点 五十六分。AOAO 例3 长L的导体棒OA，绕O端在垂直于匀强磁场B的平面内，以角速度 匀速转动，磁场的磁感应强度为B。求导体棒中的感应电动势。OABAOB第二十

23、三页，编辑于星期一：七点 五十六分。例例1 1飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电飞行高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼末端处的电势为势差设飞行员左方机翼末端处的电势为j j1 1，右方机，右方机翼末端处的电势为翼末端处的电势为j j2 2，A A若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，j j1 1比比j j2 2高高B B若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，j j2 2比比j j1 1高高C C若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，j j1 1比比j j2 2高高D D若飞机从北往南飞，若

24、飞机从北往南飞，j j2 2比比j j1 1高高第二十四页，编辑于星期一：七点 五十六分。07全国二如图所示，在全国二如图所示，在PO、QR区域中存在着磁感应强区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸度大小相等、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一导线框面。一导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从所示。从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。以abcdef为线框中的电

25、动势为线框中的电动势的正方向，以下四个的正方向，以下四个t关系示意图中正确的是关系示意图中正确的是第二十五页，编辑于星期一：七点 五十六分。（全国一）（全国一）. .如图所示，如图所示，LOOTLOOT为一折线，它所形成的两个为一折线，它所形成的两个角角LOOLOO和和OOLOOL均为均为4545。折线的右边有一匀强磁。折线的右边有一匀强磁场场. .其方向垂直于纸面向里其方向垂直于纸面向里. .一边长为一边长为l l的正方形导线框沿垂的正方形导线框沿垂直于直于OOOO的方向以速度的方向以速度 作匀速直线运动，在作匀速直线运动，在t0的刻恰好的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的

26、正方向，位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流在下面四幅图中能够正确表示电流-时间（时间（I-t）关系的是（时）关系的是（时间以间以I/ 为单位）为单位）第二十六页，编辑于星期一：七点 五十六分。专题四、电磁感应与电路知识的综合专题四、电磁感应与电路知识的综合v电磁感应与电路知识综合问题的物理过程电磁感应与电路知识综合问题的物理过程:v电磁感应与电路知识综合问题的分析思路电磁感应与电路知识综合问题的分析思路磁通量变化磁通量变化法拉第定律法拉第定律楞次定律楞次定律产生感应电动势产生感应电动势电路知识电路知识产生电流产生电流 搞清哪一部分导体是电源，搞

27、清哪一部分导体是电源，搞清三个因素：搞清三个因素：电动势、内电阻、正负极电动势、内电阻、正负极 作出电路图。作出电路图。用电路知识进行计算。用电路知识进行计算。第二十七页，编辑于星期一：七点 五十六分。例例3粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边框的一边a、b两点间电势

28、差绝对值最大的是（两点间电势差绝对值最大的是（ ）第二十八页，编辑于星期一：七点 五十六分。07山东用相同导线绕绕制的边长为山东用相同导线绕绕制的边长为L或或2L的四个闭合导体的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和和Ud。下列判断正确的是。下列判断正确的是A UaUbUcUd B UdUbUaUcC UaUbUcUd D UbUaUdUc第二十九页，编辑于星期一：七点 五十六分。例例4.如图所示如图所示,

29、OACO为置于水平面内的光滑闭合金为置于水平面内的光滑闭合金属导轨属导轨,O.C处分别接有短电阻丝处分别接有短电阻丝(图中用粗线表示图中用粗线表示), R1=4 ,R2=8 (导轨其它电阻不计导轨其它电阻不计).导轨导轨OAC的形状的形状满足满足 (单位单位:m).磁感应强度磁感应强度B=0.2T的匀的匀强磁场方向垂直于导轨平面强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平一足够长的金属棒在水平外力外力F作用下作用下,以恒定的速率以恒定的速率 水平向右在导水平向右在导轨上从轨上从O点滑动到点滑动到C点点,棒与导轨接触良好且保持与棒与导轨接触良好且保持与OC导轨垂直导轨垂直,不计棒的电阻不计棒

30、的电阻.求求(1)外力外力F的最大值的最大值(2)金属棒在导金属棒在导轨上运动时电阻丝轨上运动时电阻丝R1上消耗的最上消耗的最大功率大功率(3)在滑动过程中通过金属在滑动过程中通过金属棒的电流棒的电流I与时间的关系与时间的关系vOAC R1R2(1)0.3N(2)1w第三十页，编辑于星期一：七点 五十六分。 例例5 如图，均匀金属圆环电阻为如图，均匀金属圆环电阻为4R，沿圆，沿圆环直径安装一根长为环直径安装一根长为2L、电阻为、电阻为R的金属的金属杆杆aob，圆环的一半处在磁感应强度为，圆环的一半处在磁感应强度为B，方向垂直圆环平面的匀强磁场中，现让圆方向垂直圆环平面的匀强磁场中，现让圆环绕中

31、心轴环绕中心轴O以角速度以角速度匀速转动，作出通匀速转动，作出通过直径的电流随时间的变化图线。过直径的电流随时间的变化图线。abO 2R2Rba 图1R/2OE r 2R2Rba 图2OR/2E r第三十一页，编辑于星期一：七点 五十六分。（07天津）两根光滑的长直金属导轨天津）两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一平行置于同一水平面内，导轨间距为水平面内，导轨间距为l，电阻不计，电阻不计，M、M处接有如图所示的处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为，电容器的电容为C。长度也。长度也为为l、阻值同为、阻值同为R的金属棒的金属棒ab垂直于

32、导轨放置，导轨处于磁感应强垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为运动距离为s的过程中，整个的过程中，整个回路中产生的焦耳热为回路中产生的焦耳热为Q。求。求（1）ab运动速度运动速度v的大小；的大小；（2）电容器所带的电荷量）电容器所带的电荷量q。第三十二页，编辑于星期一：七点 五十六分。专题五、电磁感应与力学的综合问题专题五、电磁感应与力学的综合问题1物理过程物理过程安培力公式安培力公式左手定则左手定则安培力安培力合力变合

33、力变化化力学力学规律规律 感应感应 电流电流导体棒运导体棒运动动v感感 应应电动势电动势 E=BLV 电路电路 知识知识2两条重要的解题思路两条重要的解题思路（1）利用力与运动的关系进行分析求解）利用力与运动的关系进行分析求解（2）利用能量的转化和守恒关系进行分析求解）利用能量的转化和守恒关系进行分析求解 第三十三页，编辑于星期一：七点 五十六分。(07重庆重庆)t=0时，磁场在时，磁场在xOy平面内的分布如题平面内的分布如题23图所示图所示.其磁其磁感应强度的大小均为感应强度的大小均为B0,方向垂直于方向垂直于xOy平面平面,相邻磁场区域的相邻磁场区域的磁场方向相反磁场方向相反.每个同向磁场

34、区域的宽度均为每个同向磁场区域的宽度均为l0.整个磁场以速整个磁场以速度度v沿沿x轴正方向匀速运动轴正方向匀速运动.若在磁场所在区间，若在磁场所在区间，xOy平面内放置一由平面内放置一由a匝线圈串联而成的匝线圈串联而成的矩形导线框矩形导线框abcd,线框的线框的bc边平行于边平行于x轴轴.bc=lB、ab=L,总电阻总电阻为为R,线框始终保持静止线框始终保持静止.求求线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;线框所受安培力的大小和方向线框所受安培力的大小和方向.第三十四页，编辑于星期一：七点 五十六分。(05上海上海)如图所示，处于匀强磁场中的两根足

35、够长电如图所示，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阻不计的平行金属导轨相距lm，导轨平面与水平面成，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为尺的电阻匀强磁场方向与角，下端连接阻值为尺的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为导轨平面垂直质量为02kg电阻不计的金属棒放在电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为动摩擦因数为025求：求：(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；求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，电阻当金属棒下滑速度达到稳定时，

36、电阻R消耗的功率为消耗的功率为8W，求该速度的大小；，求该速度的大小；(3)在上问中，若在上问中，若R2，金属棒中的电流方向由，金属棒中的电流方向由a到到b，求磁，求磁感应强度的大小与方向感应强度的大小与方向(g=10rns2，sin3706， cos3708) 第三十五页，编辑于星期一：七点 五十六分。（ 07四川）如图所示，四川）如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小，处在竖直向下、磁感应强度大小为为B1的匀强磁场中。一导体杆的匀强磁场中。一导体杆ef垂直于垂直于P、Q放在导轨上，在外放在导

37、轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为、每边电阻均为r、边、边长为长为L2的正方形金属框的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对电阻和细导线对a、b点的作用力。点的作用力。 (1)通过通过ab边的电流边的电流Iab是多大是多大?(2)导体杆导体杆ef的运动速度的运动速度第三十六页，编辑于星期一：七点

38、五十六分。例例1.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为间距为L,一端通过导线与阻值为一端通过导线与阻值为R的电阻连接的电阻连接,导轨导轨上放一质量为的金属杆上放一质量为的金属杆(见图见图1),金属杆和导轨的电金属杆和导轨的电阻忽略不计阻忽略不计,均匀磁场竖直向下均匀磁场竖直向下,杆最终作匀速运动杆最终作匀速运动,当改变拉力的大小时当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动的速度相对应的匀速运动的速度v也也会改变会改变,F和和v的关系如图的关系如图2(重力加速度为重力加速度为10 )(1)金属杆在匀速运动之前做什么运金属杆在匀速运动之前做什么运动动(

39、2)若若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5 ;磁磁感应强度为多大感应强度为多大?(3)由由v-F图线的截距可求得什么物图线的截距可求得什么物理量理量?其值为多少其值为多少? FF(N)V( )0 2 4 6 8 10 1241Tf=2N,第三十七页，编辑于星期一：七点 五十六分。若在上题中若在上题中,质量为质量为m导体棒在恒力导体棒在恒力F作用下作用下,从静止从静止开始刚达到最大速度过程中导体棒的位移为开始刚达到最大速度过程中导体棒的位移为S.不计不计导体棒与导轨之间的摩擦导体棒与导轨之间的摩擦.(以下均用字母表示以下均用字母表示)(1)该过程电阻该过程电阻R上产生的热量为多少上产生的热

40、量为多少?(2)若刚达到最大速度立即撤消若刚达到最大速度立即撤消F,那整个过程中那整个过程中 R上产生的热量又是多少上产生的热量又是多少?(3)(3)若导体棒与导轨之间的摩擦力为若导体棒与导轨之间的摩擦力为f,f,上述两个上述两个 问题能否计算问题能否计算? ?第三十八页，编辑于星期一：七点 五十六分。图图1R图图2FRBR图图3BR图图4M图图5第三十九页，编辑于星期一：七点 五十六分。 图图1图图2第四十页，编辑于星期一：七点 五十六分。例例 如图所示如图所示,质量为质量为m,边长为边长为L正方形正方形线框线框abcd,从有界的匀强磁场上方由静从有界的匀强磁场上方由静止自由下落止自由下落.

41、线框电阻为线框电阻为R匀强磁场匀强磁场.的的宽度为宽度为H(LH),磁感应强度为磁感应强度为B. 在下在下落过程中落过程中,线框平面始终与磁场的方向线框平面始终与磁场的方向垂直垂直,且且ab边保持水平边保持水平,已知已知ab边刚进入边刚进入磁场和刚穿出磁场时线框都做减速运磁场和刚穿出磁场时线框都做减速运动动,加速度都是加速度都是 .求求LHab边刚进入磁场时和边刚进入磁场时和 刚出磁场时的速度大小刚出磁场时的速度大小(2) cd边刚进入磁场时边刚进入磁场时,线框的速度大小线框的速度大小(3)线框进入磁场的过程中线框进入磁场的过程中,产生的热量产生的热量第四十一页，编辑于星期一：七点 五十六分。

42、例例 如图所示如图所示,在水平面上有两条平行导电导轨在水平面上有两条平行导电导轨MN.PQ,导轨间距离为导轨间距离为L,匀强磁场垂直于导轨所在平匀强磁场垂直于导轨所在平面向里面向里,磁感应强度为磁感应强度为B.两根金属杆两根金属杆1.2摆在导轨上摆在导轨上,与与导轨垂直导轨垂直,它们的质量和电阻分别为它们的质量和电阻分别为m1.m2和和R1.R2.两两杆与导轨接触很好杆与导轨接触很好,与导轨间的动摩擦因数皆为与导轨间的动摩擦因数皆为 .已已知知:杆杆1被外力拖动被外力拖动,以恒定的速度以恒定的速度v0沿导轨运动沿导轨运动;达到达到稳定状态时稳定状态时,杆杆2也以恒定速度沿导轨运动也以恒定速度沿

43、导轨运动.导轨的电导轨的电阻可忽略阻可忽略.求此时杆求此时杆2克服摩擦力做功的功率克服摩擦力做功的功率M 2 1 N P Qv0第四十二页，编辑于星期一：七点 五十六分。(06(06上海如图所示，平行金属导轨与水平面成上海如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与角，导轨与固定电阻固定电阻R R1 1和和R R2 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒棒abab，质量为，质量为m m，导体棒的电阻与固定电阻，导体棒的电阻与固定电阻R R1 1和和R R2 2的阻值均相的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒，导体棒ab

44、ab沿导轨向上沿导轨向上滑动，当上滑的速度为滑动，当上滑的速度为V V时，受到安培力的大小为时，受到安培力的大小为F F此时此时（A A）电阻）电阻R R1 1消耗的热功率为消耗的热功率为FvFv3 3（B B）电阻）电阻R R2 2消耗的热功率为消耗的热功率为 FvFv6 6（C C）整个装置因摩擦而消耗的热功率为）整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgvcosmgvcos（D D）整个装置消耗的机械功率为）整个装置消耗的机械功率为 （F Fmgcosmgcos）v v第四十三页，编辑于星期一：七点 五十六分。（06上海）如图所示，将边长为上海）如图所示，将边长为a、质量为、质量为m、电阻为、电阻为R的正的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为、磁感应强度为B的匀的匀强