浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第9章第三節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件 大綱人教版

第三節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用第三節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課堂互動講練課堂互動講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第三三節(jié)節(jié)電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)規(guī)規(guī)律律的的綜綜合合應(yīng)應(yīng)用用基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、電磁感應(yīng)中的電路問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于線圈都相當(dāng)于_(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的的_，其余部分是，其余部分是_電源電源內(nèi)阻內(nèi)阻外阻外阻BLv特別提示：特別提示：電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為產(chǎn)生的，公式為EBLv，其大小可能變化，變，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動情況判斷；而后者的電源電化情況可根據(jù)其運(yùn)動情況判斷；而后者的電源電動勢在電路分析中認(rèn)為是不變的動勢在電路分析中認(rèn)為是不變的二、電磁感應(yīng)中的圖象問題二、電磁感應(yīng)中的圖象問題1圖象類型圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)和感應(yīng)電流電流I隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象，即變化的圖象，即Bt圖象、圖象、t圖圖象、象、Et圖象和圖象和It圖象圖象(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動勢情況，還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體隨導(dǎo)體位移位移x變化的圖象，即變化的圖象，即Ex圖象和圖象和Ix圖象圖象2問題類型問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量應(yīng)的物理量3應(yīng)用知識應(yīng)用知識左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等相關(guān)數(shù)學(xué)知識等特別提示：特別提示：圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對應(yīng)，物理量的變化趨勢，物理量的增、減或方向應(yīng)，物理量的變化趨勢，物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵三、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題三、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題1安培力的大?。河筛袘?yīng)電動勢安培力的大?。河筛袘?yīng)電動勢E_，感，感應(yīng)電流應(yīng)電流I 和安培力公式和安培力公式FBIl得得F_.2安培力的方向判斷安培力的方向判斷(1)右手定則和左手定則相結(jié)合，先用右手定則和左手定則相結(jié)合，先用_確確定感應(yīng)電流方向，再用定感應(yīng)電流方向，再用_判斷感應(yīng)電流所判斷感應(yīng)電流所受安培力方向受安培力方向Blv右手定則右手定則左手定則左手定則(2)用楞次定律判斷，感應(yīng)電流所受安培力的方向用楞次定律判斷，感應(yīng)電流所受安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的方向_3分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受包含安培力在內(nèi)的全面受力分析力分析)4根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程垂直垂直四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為_2感應(yīng)電流在磁場中受安培力，外力克服安培感應(yīng)電流在磁場中受安培力，外力克服安培力力_，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為_，電流，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為做功再將電能轉(zhuǎn)化為_3電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算，公式電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算，公式為為_.電能電能做功做功電能電能內(nèi)能內(nèi)能QI2Rt特別提示：特別提示：電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒定律，克服安培力做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化定律，克服安培力做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱因此同一方為電能，電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱因此同一方程中，克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生程中，克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生的焦耳熱不能同時(shí)出現(xiàn)的焦耳熱不能同時(shí)出現(xiàn)課堂互動講練課堂互動講練一、電磁感應(yīng)電路問題的求解一、電磁感應(yīng)電路問題的求解1對電源的理解：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化對電源的理解：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過導(dǎo)體切為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過導(dǎo)體切割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為電能2對電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體對電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成等電學(xué)元件組成4解決電磁感應(yīng)電路問題的基本方法解決電磁感應(yīng)電路問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向；動勢的大小和方向；(2)畫等效電路圖；畫等效電路圖；(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解功率等公式聯(lián)立求解特別提醒：特別提醒：(1)判斷感應(yīng)電流和電動勢的方向，都判斷感應(yīng)電流和電動勢的方向，都是利用是利用“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高定律判定的實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢流向低電勢，而內(nèi)電路則相反電勢流向低電勢，而內(nèi)電路則相反(2)在電磁感應(yīng)電路中，在電磁感應(yīng)電路中，“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的導(dǎo)體兩端的電壓等于路端電壓的電壓等于路端電壓即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1(2011年廣東惠州調(diào)研年廣東惠州調(diào)研)如圖如圖931所示，所示，MN、PQ是間距為是間距為L的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場中，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場中，M、P間接有一阻值為間接有一阻值為R的電阻一根與導(dǎo)軌接觸的電阻一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為良好、有效阻值為 的金屬導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線ab垂直導(dǎo)軌放置，垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力并在水平外力F的作用下以速度的作用下以速度v向右勻速運(yùn)動，向右勻速運(yùn)動，則則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()圖圖931A通過電阻通過電阻R的電流方向?yàn)榈碾娏鞣较驗(yàn)镻RMBa、b兩點(diǎn)間的電壓為兩點(diǎn)間的電壓為BLvCa端電勢比端電勢比b端高端高D外力外力F做的功等于電阻做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱上發(fā)出的焦耳熱二、電磁感應(yīng)圖象問題分析二、電磁感應(yīng)圖象問題分析1圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手定則，安培定則和左手定則，還有次定律或右手定則，安培定則和左手定則，還有與之相關(guān)的電路知識和力學(xué)知識等與之相關(guān)的電路知識和力學(xué)知識等2圖象問題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)圖象問題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算3解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵4解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是Bt圖還是圖還是t圖，或圖，或者者Et圖、圖、It圖等圖等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等的變化、截距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2(2011年溫州八校聯(lián)考年溫州八校聯(lián)考)如圖如圖932所示，一所示，一個(gè)正方形單匝線圈個(gè)正方形單匝線圈abcd，邊長為，邊長為L，線圈每邊的，線圈每邊的電阻均為電阻均為R，以恒定速度，以恒定速度v通過一個(gè)寬度為通過一個(gè)寬度為2L的勻的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)磁場區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向，方向垂直紙面向里下列圖中能正確反映里下列圖中能正確反映ab兩端電壓兩端電壓Uab隨時(shí)間隨時(shí)間t變化關(guān)系的是變化關(guān)系的是()圖圖932圖圖933解析：解析：選選B.進(jìn)入磁場時(shí)，進(jìn)入磁場時(shí)，Uab應(yīng)該是路端電壓，大應(yīng)該是路端電壓，大小等于電動勢小等于電動勢E的四分之三，此時(shí)的四分之三，此時(shí)EBLv，所以，所以Uab3BLv/4，完全進(jìn)入磁場后，沒有感應(yīng)電流，完全進(jìn)入磁場后，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，大小為但有感應(yīng)電動勢，大小為BLv，出來時(shí)電壓應(yīng)該，出來時(shí)電壓應(yīng)該是電動勢是電動勢E的四分之一，的四分之一，UabBLv/4，方向始終，方向始終是相同的，即是相同的，即UaUb.由以上分析可知選由以上分析可知選B.三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)問題1動態(tài)分析：導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢動態(tài)分析：導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感感應(yīng)電流應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力通電導(dǎo)體受安培力合外力變化合外力變化加速加速度變化度變化速度變化速度變化感應(yīng)電動勢變化感應(yīng)電動勢變化，周而，周而復(fù)始地循環(huán)，直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)加速復(fù)始地循環(huán)，直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)加速度為零，而速度度為零，而速度v通過加速達(dá)到最大值，做勻速直通過加速達(dá)到最大值，做勻速直線運(yùn)動或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動線運(yùn)動或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動2兩大研究對象的制約關(guān)系兩大研究對象的制約關(guān)系3電磁感應(yīng)中的動力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動狀態(tài)的分析，解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大值或最小值的條件值或最小值的條件4解決此類問題的基本步驟解決此類問題的基本步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手包括右手定則定則)，求出感應(yīng)電動勢的大小和方向，求出感應(yīng)電動勢的大小和方向(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，求出回路中的電流依據(jù)閉合電路歐姆定律，求出回路中的電流(3)分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力，可利用左手包含安培力，可利用左手定則確定所受安培力的方向定則確定所受安培力的方向)(4)依據(jù)牛頓第二定律列出力學(xué)方程或平衡方程，依據(jù)牛頓第二定律列出力學(xué)方程或平衡方程，以及運(yùn)動學(xué)方程，聯(lián)立求解以及運(yùn)動學(xué)方程，聯(lián)立求解即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3(2011年蘇北四市調(diào)研年蘇北四市調(diào)研)如圖如圖934所示，兩根所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有足夠長的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的方電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab置于導(dǎo)軌上當(dāng)開關(guān)置于導(dǎo)軌上當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，在金屬桿斷開時(shí)，在金屬桿ab上作用一水平向右的恒力上作用一水平向右的恒力F，使金屬桿使金屬桿ab向右運(yùn)動進(jìn)入磁場一段時(shí)間后閉合開向右運(yùn)動進(jìn)入磁場一段時(shí)間后閉合開關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好下列關(guān)于金屬桿直且接觸良好下列關(guān)于金屬桿ab的的vt圖象不可圖象不可能的是能的是()圖圖934圖圖935四、電磁感應(yīng)中的能量問題四、電磁感應(yīng)中的能量問題1電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力作用因此要維持安培力存在，必須有到安培力作用因此要維持安培力存在，必須有“外力外力”克服安培力做功此過程中，其他形式的克服安培力做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能能轉(zhuǎn)化為電能“外力外力”克服安培力做多少功，就克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以簡化為下列形式：簡化為下列形式：同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能2電能求解思路主要有三種電能求解思路主要有三種(1)利用克服安培力求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能利用克服安培力求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；的電能；(3)利用電路特征來求解：通過電路中所產(chǎn)生的電利用電路特征來求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來計(jì)算能來計(jì)算3解決此類問題的步驟解決此類問題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手包括右手定則定則)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向確定感應(yīng)電動勢的大小和方向(2)畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式率的表達(dá)式(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，聯(lián)立求解方程，聯(lián)立求解即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)4(2010年高考安徽理綜卷年高考安徽理綜卷)如圖如圖936所示，水所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)邊長相等的單匝閉合正方形線圈磁場，兩個(gè)邊長相等的單匝閉合正方形線圈和和，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(為為細(xì)導(dǎo)線細(xì)導(dǎo)線)兩線圈在距磁場上界面兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開高處由靜止開始自由下落，再進(jìn)入磁場，最后落到地面運(yùn)動始自由下落，再進(jìn)入磁場，最后落到地面運(yùn)動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界設(shè)線圈緣平行于磁場上邊界設(shè)線圈、落地時(shí)的速落地時(shí)的速度大小分別為度大小分別為v1、v2，在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的熱量，在磁場中運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為分別為Q1、Q2，不計(jì)空氣阻力，則，不計(jì)空氣阻力，則() 圖圖936Av1v2，Q1Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1Q2 Dv1v2，Q1Q2經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題 (2011年臺州質(zhì)檢年臺州質(zhì)檢)矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度度B隨時(shí)間變化的圖象如圖隨時(shí)間變化的圖象如圖937所示，所示，t0時(shí)時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里若規(guī)定導(dǎo)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里若規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則在線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎瑒t在04 s時(shí)時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流I以及線框的以及線框的ab邊所受安邊所受安培力培力F隨時(shí)間變化的圖象為圖隨時(shí)間變化的圖象為圖938中的中的(安培安培力取向上為正方向力取向上為正方向)()例例圖圖937圖圖938【答案答案】C【方法技巧方法技巧】電磁感應(yīng)圖象問題在高考中多電磁感應(yīng)圖象問題在高考中多以選擇題的形式出現(xiàn)，先根據(jù)方向排除錯(cuò)誤選以選擇題的形式出現(xiàn)，先根據(jù)方向排除錯(cuò)誤選項(xiàng)較為簡單項(xiàng)較為簡單 在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相相距距l(xiāng)1 m，導(dǎo)軌左端接有如圖，導(dǎo)軌左端接有如圖939所示的電所示的電路其中水平放置的平行板電容器兩極板路其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N間距間距d10 mm，定值電阻，定值電阻R1R212 ，R32 ，金屬棒，金屬棒ab的電阻的電阻r2 ，其他電阻不計(jì)磁，其他電阻不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時(shí)，懸浮于電容沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量器兩極板之間，質(zhì)量m11014 kg，帶電荷量，帶電荷量q11014C的微粒恰好靜止不動已知的微粒恰好靜止不動已知g取取10 m/s2，在整個(gè)運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，在整個(gè)運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且運(yùn)動速度保持恒定試求：且運(yùn)動速度保持恒定試求：電磁感應(yīng)中的電路計(jì)算電磁感應(yīng)中的電路計(jì)算例例(1)勻強(qiáng)磁場的方向；勻強(qiáng)磁場的方向；(2)ab兩端的路端電壓；兩端的路端電壓；(3)金屬棒金屬棒ab運(yùn)動的速度運(yùn)動的速度圖圖939【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解題的關(guān)鍵是以電荷的受力情解題的關(guān)鍵是以電荷的受力情況為突破口，即電場力與重力平衡，從而確定況為突破口，即電場力與重力平衡，從而確定電場的大小和方向，得出電路中的電流和電動電場的大小和方向，得出電路中的電流和電動勢，最后求出導(dǎo)體運(yùn)動的速度整個(gè)求解過程勢，最后求出導(dǎo)體運(yùn)動的速度整個(gè)求解過程一定要思路清晰一定要思路清晰【解析解析】(1)負(fù)電荷受到重力和電場力而靜止，負(fù)電荷受到重力和電場力而靜止，因重力豎直向下，則電場力豎直向上，故因重力豎直向下，則電場力豎直向上，故M板帶板帶正電正電ab棒向右做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，棒向右做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，ab棒等效于電源，其棒等效于電源，其a端為電源的正極，由右手端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場方向豎直向下定則可判斷，磁場方向豎直向下(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動勢EBlv，由閉合電路歐姆定律得：由閉合電路歐姆定律得：EUabIr0.5 V，聯(lián)立可得聯(lián)立可得vE/Bl1 m/s.【答案答案】(1)豎直向下豎直向下(2)0.4 V(3)1 m/s (2011年山東濰坊模擬年山東濰坊模擬)如圖如圖9310甲所甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻的勻強(qiáng)磁場以虛線強(qiáng)磁場以虛線MN為左邊界，為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量的左側(cè)有一質(zhì)量m0.1 kg，bc邊長邊長L10.2 m，電阻，電阻R2 的矩的矩形線圈形線圈abcd，t0時(shí)，用一恒定拉力時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動，經(jīng)過時(shí)間1 s，線圈的線圈的bc邊到達(dá)磁場邊界邊到達(dá)磁場邊界MN，此時(shí)立即將拉力，此時(shí)立即將拉力F改為變力，又經(jīng)過改為變力，又經(jīng)過1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁，線圈恰好完全進(jìn)入磁場整個(gè)運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流場整個(gè)運(yùn)動過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示變化的圖象如圖乙所示電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題例例(1)求線圈求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度邊剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度v1和線圈在第和線圈在第1 s內(nèi)運(yùn)動的距離內(nèi)運(yùn)動的距離x；(2)寫出第寫出第2 s內(nèi)變力內(nèi)變力F隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；變化的關(guān)系式；(3)求出線圈求出線圈ab邊的長度邊的長度L2.圖圖9310【答案答案】(1)5 m/s0.25 m(2)F(0.08t0.06)N (3)1 m (滿分樣板滿分樣板13分分)如圖如圖9311所示，將所示，將邊長為邊長為a、質(zhì)量為、質(zhì)量為m、電阻為、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里線框向上離強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，開磁場時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場時(shí)速度的一半，線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并線框離開磁場后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場整個(gè)運(yùn)動過程始終存在著大小恒勻速進(jìn)入磁場整個(gè)運(yùn)動過程始終存在著大小恒定的空氣阻力定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求：且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動求：電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題例例(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場時(shí)的速度線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場時(shí)的速度v2；(2)線框在上升階段剛離開磁場時(shí)的速度線框在上升階段剛離開磁場時(shí)的速度v1；(3)線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱線框在上升階段通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.圖圖9311【答案答案】見解題樣板見解題樣板【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】線框上升階段通過磁場時(shí)，線框上升階段通過磁場時(shí)，安培力向下阻礙線框運(yùn)動做負(fù)功，有一部分安培力向下阻礙線框運(yùn)動做負(fù)功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生焦耳熱內(nèi)能，產(chǎn)生焦耳熱