1、静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 1 页 共 7 页静海一中高二年级物理片教案 感应电动势及应用 第二片知识点提炼 要点剖析 易混易错点的强调法拉第电磁感应定律1.公式：（1）平均感应电动势： 它是由感生电场产生的，所以又叫做 电动势。（2）瞬时感应电动势： 它是由导体棒切割磁感线产生的，所以又叫做 电动势。E=BLV 既能求导体做切割磁感线运动的平均电动势，也能求瞬时电动势，v 为平均速度，E 即为平均电动势；v 为瞬时速度，E 即为瞬时电动势。其中 L 为有效长度。2.感应电荷量公式： 3典型题型分类；（1）与电路结合问题（2）动态问题分析电-动-电
2、问题动-电-动问题（3）电磁感应中的图像问题1. 是状态量， 是过程量，是某一状态的 的变化快t慢，又称磁通量的变化率。、 的大小没有直接t联系。2.导体在匀强磁场中平动切割磁感线时 E=BLV。B、L 、v 两两互相垂直。3.导体绕一端点在垂直与磁场的平面内以角速度 转动时，E= BL2。14.注意电路的具体接法；回路总电阻中可能包括发电导体棒的内阻5.物体的运动情境分析找出临界条件，最后一般是收尾问题，分析时要注意结合相关受力情况、受力与速度关系综合考虑6.回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能转化为电能，感应电流通过电阻发热，又使电能转化成内能7.理解个物理量随时间 t 变化的图像即
3、B-t 图像，-t 图像，I-t图像等重要题型和方法 需要注意的问题1电磁感应中的能量转化问题【例题 1】如图所示，置于水平面的平行金属导轨不光滑，导轨一端连接电阻 R，其他电阻不计，垂直于导轨平面有一匀强磁场，磁感应强度为 B，当一质量为 m 的金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下由静止1.在导体棒的运动过程中外力做的功，用来克服由于发生电磁感应而产生的感应电流的安培力的那一部分转化为电能，又因为有摩擦，还需克服摩擦力做功，转静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 2 页 共 7 页向右滑动时（ ）A.外力 F 对 ab 棒做的功等于电路中产生的电能B.只有
4、在棒 ab 做匀速运动时，外力 F 做的功才等于电路中产生的电能C.无论棒 ab 做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能D.棒 ab 匀速运动的速度越大，机械能转化为电能的效率越高【方法归纳】电磁感应的过程同时也是能量转化的过程。导体切割磁感线，或磁通量发生变化，而在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能转化为电能，感应电流通过电阻发热，又使电能转化成内能。因此，对于许多电磁感应问题，我们可以从能量转化的观点出发，运用能量转化和守恒定律，运用功能关系予以解决。【答案】CD2电磁感应中的图像问题【例题 2】如图 1，一宽 40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为
5、20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻 t=0，在图 2 所示的下列图线中，正确反映感应电流强度随时间变化规律的是（ ）【方法归纳】图像问题大致可分为两类：化成内能.2.解决此类问题，注意功与能量转化的对应关系1.本题要求能正确分解线框的运动过程（包括部分进入、全部进入、部分离开、全部离开） ，分析运动过程中的电磁感应现象，确定感应电流的大小和方向。2.线框在进入磁场的过程中，线框的右边作切割磁感线运动，产生感应电动势，从而在整个回路中产生感应电流，由于线框作匀速直线运
6、动，其感应电流的大小是恒定的，由右手定则，可判断O 1 2 5 t/si3 4 O 1 2 5 t/si3 4O 1 2 5 t/si3 4 O 1 2 5 t/si3 4(A) (B)(C) (D)图 2图 1静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 3 页 共 7 页（1）由给定的电磁感应过程画出正确的图像（2）由给定的图像分析电磁感应过程。电磁感应中的图像问题一般需要利用右手定则，楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解题【答案】C3.电磁感应中的动态分析问题；【例题 3】如图 9-11 所示，两根足够长的直金属导轨 、 平行放置 R 的电阻。一根质量为
7、MNPQm的均直金属斜面上，两导轨间距为 ， 、 两0LMP点间接有阻值为 R 的电阻。一根质量为 m 的均匀直金属杆 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置ab处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让 杆沿ab导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由 向 方向看到的装置如图 9-12 所示，请ba在此图中画出 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当 杆的速度大小为ab时，求此时 杆中的电流及其加速的大小；v（3）求在下滑过程中， 杆可以达到的速度最大值。【方法归纳】1、明确两个研究对象，（1）电学对
8、象：电源（电动势正负极，内电阻）和电路的关系（串、并联关系） 。（2）力学对象：受力分析，过程分析其思考方向是：导体受力运动变化感应电动势变化感应电流变化安培力变化合外力变化加速度变化速度变化感应电动势变化感应电流的方向是逆时针的，该过程的持续时间为 t=(20/20)s=1s。3.线框全部进入磁场以后，左右两条边同时作切割磁感线运动，产生反向的感应电动势，相当于两个相同的电池反向连接，以致回路的总感应电动势为零，电流为零，该过程的时间也为 1s。而当线框部分离开磁场时，只有线框的左边作切割磁感线运动，感应电流的大小与部分进入时相同，但方向变为顺时针，历时也为1s。1、要做好动态的受力分析和电
9、路分析，画好必要的受力分析图和电路图2、要注意分析题目所蕴涵的临界条件或极限条件。3、要结合过程特点恰当地选取物理方法。【答案】(1)重力 ，竖直向下，mg支持力 ，垂直斜面向上，安培N力 ，沿斜面向上F(2) RBLvEI图 9-11 图 9-12静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 4 页 共 7 页这种变化相互联系，相互影响，当 a=0 时，速度可能达到一稳定值。2、利用三种方法，结合两个定律（1）三种方法：牛顿定律，能量关系（2）两个定律：法拉第电磁感应定律，闭合电路的欧姆定律。mRvLBgain2(3) 2si静海一中高二年级物理片习题 感应电动势
10、及应用 第二片1.（韩胜凡）将一磁铁缓慢或迅速地插到闭和线圈中的同一位置，两次发生变化的物理量不同的是（ ）A、磁通量的变化量 B、磁通量的变化率C、感应电流的电流强度 D、产生的感应电荷量2 （霍凤霞）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图 3 所示 （ ）A线圈中 O 时刻感应电动势最大B线圈中 D 时刻感应电动势为零C线圈中 D 时刻感应电动势最大D线圈中 O 至 D 时间内平均感电动势为 0.4V3 （霍凤霞）如图 7 所示，平行金属导轨的间距为 d，一端跨接一阻值为 R 的电阻，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于平行轨道所在平
11、面。一根长直金属棒与轨道成60角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度 v 沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻 R 中的电流强度为（ ）A. B. 06sinBdvdvC. D. RB06cos4.（霍凤霞）如图所示，U 型金属框架的两平行导轨与水平面成 角。一个横截面为矩形的金属棒 ab 静止在导轨上。从某时刻起，在此空间施加一个方向垂直于导轨平面向下且磁感应强度从零开始均匀增大的匀强磁场，直到金属棒刚要开始在导轨上滑动为止。在这一过程中，金属棒 ab 所受的摩擦力大小将（ ）A.一直增大 B.一直减小 C.一直不变 D.先减小后增5.（霍凤霞）一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁
12、场中，设向里为磁感强度 B 的正方向，线圈中的箭头为电流 i 的正方向(如图所示)已知线圈中感生电流 i 随时间而变化的图像如图所示，则磁感强度 B 随时间而变化的图像可能是（ ）abB静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 5 页 共 7 页总结：分析图象类习题应该注意什么？变式训练：6 题6.（贺红燕）如图 4-3-22 所示，一宽 40cm 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为 20cm 的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度 v=20cm/s 通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行。取它刚进入磁场的时刻
13、t=0，在下列图线中，正确反映感生电流强度随时间变化规律的是( ) 7.（王永军）如图，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处由静止开始释放，A、B 是边界范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场，只是 A 的区域比 B 的区域离地面高一些，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，则（ ）A. 甲先落地。 B. 乙先落地。C. 二者同时落地。 D. 无法确定。8.（潘明月）如图所示匀强磁场方向水平向外，磁感应强度 B0.20T，金属棒Oa 长 L0.60m ，绕 O 点在竖直平面内以角速度 100rad/s 顺时针匀速转动，则金属棒中感应电动势的大小是_。9 （霍凤霞）如图 12
14、 所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长 l=0.4m 的金属棒 ab，其电阻 r=0.1框架左端的电阻R=0.4垂直框面的匀强磁场的磁感强度 B=0.1T当用外力使棒ab 以速度 v=5ms 右移时， ab 棒中产生的感应电动势 =_，Oa静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 6 页 共 7 页通过 ab 棒的电流 I=_ab 棒两端的电势差 Uab=_，在电阻 R 上消耗的功率PR_，在 ab 棒上消耗的发热功率 PR=_，切割运动中产生的电功率 P=_10 （霍凤霞）将一条形磁铁插入螺线管线圈。第一次插入用 0.2 秒，第二次插入用 1 秒，则两次线
15、圈中电流强度之比为_，通过线圈的电量之比为_，线圈放出的热量之比为_。11 （徐春彬）金属杆 ABC 处于磁感强度 B=0.1T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里(如图 17 所示)已知 AB=BC=20cm，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得A、C 两点间的电势差是 3.0V，则可知移动速度 v=_，其中 A、B 两点间的电势差UaB_12 （霍凤霞）如图 11 所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带_电，若线圈的匝数为 n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为 m，带电量为 q，则磁感应强度的变化率为_ _
16、(设线圈的面积为 S)13 （霍凤霞）如图 16，光滑金属导轨互相平行，间距为 L，导轨平面与水平面夹角为 。放在一个范围较大的竖直向上的磁感强度为 B 的匀强磁场中。将一根质量为 m 的金属棒 ab 垂直导轨搁在导轨上。当 ab 最后在导轨上以 v 匀速下滑时，与导轨相连的小灯炮 D 正好正常发光，若不计导轨、金属棒 ab 的电阻，则 D 的额定功率为多少？灯丝此时的电阻为多少？14.（季洪玲）如图 4-92 所示，有一个水平匀强磁场，在垂直于磁场方向的竖直平面内放一个金属框，AB 边可以自由上下滑动，且始终保持水平，无摩擦若 AB 质量为 m=0.2 克，长 L=0.1 米，电阻 R=0.
17、2 欧，其它电阻不计，磁感应强度 B=0.1 特，g=10 米秒2（1）求 AB 下落速度为 2 米秒时，其边下落的加速度及产生热的功率是多少？提示：涉及能量转化的习题一般采用能量守恒定律。知识深化：（2）求 AB 边下落时的最大速度15 （刘铁绵）如图 10-27 所示，一个质量 M=0.016kg，长为L=0.5m，宽 d=0.1m，电阻 R=0.1的矩形线圈，从离匀强磁场上边缘高 h1=5m 处由静止自由下落，进入磁场后，由于受到磁场力的作用，线圈恰能作匀速运动测得线圈下边通过磁场的时间t=0.15s图 10-26Lh2dh1静海一中 20102011 学年度第二学期高二物理片教案片习题第二片 第 7 页 共 7 页求：（1）磁感应强度 B（2）磁场区域的高度 h2（3）线圈下边通过磁场区域过程中产生的热量
