电磁感应图像类型和动力学问题教案

金牌教练助力一生学科教师辅导教案优学教育学科教师辅导教案讲义编号lch—ljq014学员编号：年级：高二课时数：1学员姓名：吕佳琪辅导科目：物理学科教师：李晨辉课题电磁感应中的电路问题授课日期及时段2013-1-616:00—18:00教学目的通过电磁感应中的电路问题继续熟练对法拉第的应用教学内容在电磁感应中，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，则导体或回路就相当于电源．将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电，接上电容器可以使电容器充电．解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路．感应电动势的大小相当于电源电动势．其余部分相当于外电路，并画出等效电路图．方法探究【例1】如图（a）所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=10Ω，R2=3.5Ω．若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率．例2如图所示，是用于观察自感现象的电路，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与小灯泡的电阻R满足RL＜R．则在电键S由闭合到断开瞬间，可以观察到（）A．灯泡立即熄灭B．灯泡逐渐熄灭，不会闪烁C．灯泡有明显的闪烁现象D．灯泡会逐渐熄灭，但不一定有闪烁现象【例2】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，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，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υ，与导轨接触良好，圆环的直径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，当金属环向右做匀速运动时（）A．有感应电流通过电阻R，大小为B．有感应电流通过电阻R，大小为C．有感应电流通过电阻R，大小为D．没有感应电流通过电阻R训练题图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直．质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触．导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1．当杆ab达到稳定状态时以速率υ匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率υ和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2【例4】如图所示，长平行导轨PQ、MN光滑，相距m，处在同一水平面中，磁感应强度B=0.8T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面．横跨在导轨上的直导线ab的质量m=0.1kg、电阻R=0.8Ω，导轨电阻不计．导轨间通过开关S将电动势E=1.5V、内电阻r=0.2Ω的电池接在M、P两端，试计算分析：（1）在开关S刚闭合的初始时刻，导线ab的加速度多大？随后ab的加速度、速度如何变化？（2）在闭合开关S后，怎样才能使ab以恒定的速度υ=7.5m/s沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况训练题如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r0，导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为．有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y方向大小不变，沿x方向均匀增强，即有，其中为常数．一根质量为m，电阻不计的金属杆MN可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中始终保持与导轨垂直．在t＝0时刻，金属杆MN紧靠在P、Q端，在外力F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（1）在t时刻金属杆MN产生的感应电动势大小；（2）在t时刻流经回路的感应电流大小和方向；（3）在t时刻金属杆MN所受的安培力大小．课堂练习××××××vMdcbaRN1．如图所示，两根相距l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计．MN为放ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R．整个装置处于匀强磁场中，××××××vMdcbaRNA．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由b到dB．U=Blυ/2，流过固定电阻R的感应电流由d到bC．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由b到dD．U=Blυ，流过固定电阻R的感应电流由d到bECa××××××v0BRba××××××v0BRbECa××××××v0BRba××××××v0BRba××××××v0BRb甲乙丙A．三种情形下导体棒ab最终都做匀速运动B．甲、丙中，ab棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止C．甲、丙中，ab棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中，ab棒最终静止D．三种情形下导体棒ab最终都做静止3．在方向水平的、磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有两根竖直放置的导体轨道cd、ef，其宽度为1m，其下端与电动势为12V、内电阻为1Ω的电源相接，质量为0.1kg的金属棒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=10m／s2，从S闭合直到金属棒做匀速直线运动的过程中（）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20m／sD．匀速运动时电路中的电流强度大小是2A4．如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆组成的“∞”形线圈水平放置，匀强磁场方向与线圈平面垂直．若将磁场的磁感应强度由B增强至2B的过程中有电量Q通过线圈，则下列过程中不能使线圈中通过电量为Q的有（）A．保持B不变，将线圈平面翻转90°B．保持B不变，将线圈平面翻转180°C．保持B不变，将线圈的一个小圆平面翻转180°D．保持B不变，将线圈拉大成一个大圆MPRNQCab5．（05年荆门）放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其它部分电阻不计．导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上．现将金属棒以a端为轴，以角速度MPRNQCab6．（05年昆明）如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度T，OCA导轨与OA直导轨分别在O点和A点接一阻值和几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线方程为（m）．金属棒ab长1.5米，以速度m/s水平向右匀速运动（b点始终在x轴上）．设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻R1和R2外，其余电阻均不计，曲线OCA与x轴之间所围面积约为1.9m2，求：（1）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率；（2）金属棒在导轨上运动从到m的过程中通过金属棒ab的电量；（3）金属棒在导轨上运动从到m的过程中，外力必须做多少功？aaby/mx/mOCAR1R21.53.01.0××××××××××××××××7．半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计.（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径的瞬时，（如图），MN中的电动势和流过灯L1的电流.（2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环以为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率.8．（05年如东）如图，水平平面内固定两平行的光滑导轨，左边两导轨间的距离为2L，右边两导轨间的距离为L，左右部分用导轨材料连接，两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。ab、cd两均匀的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间，ab棒的质量为2m，电阻为2r，cd棒的质量为m，电阻为r，其它部分电阻不计。原来两棒均处于静止状态，cd棒在沿导轨向右的水平恒力⑴试分析两棒最终达到何种稳定状态？此状态下两棒的加速度各多大？⑵在达到稳定状态时ab棒产生的热功率多大？ 回家练习1.用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m,正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中,如图甲所示,当磁场以10T/s的变化率增强时,线框中a、b两点电势着是() A.Uab＝0.1V B.Uab＝－0.1V C.Uab＝0.2V D.Uab＝－0.2V2.如图所示,面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感强度随时间变化的规律是B=(6－0.2t)T,已知R1=4,R2＝6,电容C＝30F,线圈A的电阻不计,求：(1)闭合S后,通过R2的电流强度大小和方向；(2)闭合S一段时间后再断开S,S断开后通过R2的电荷量是多少？3.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是() A.越来越大 B.越来越小 C.保持不变 D.无法判断3如图甲所示，质量m=0.1kg的金属棒a从某一高度由静止沿光滑的弧形轨道下滑，然后进入宽l=0.5m的光滑水平导轨,水平导轨处于竖直向下、磁感强