編輯ppt專題一感應(yīng)電荷量的計算

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一般不是穩(wěn)恒電流，所以感應(yīng)電荷量不能直接應(yīng)用電流的定義式來計算，而是根據(jù)這一過程的平均電流來計算．編輯ppt

【例1】如圖4－1所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中(方向向里)，間距為L，左端電阻為R，其余電阻不計，導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器．現(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸以角速度ω順時針轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R的電量為多少？圖4－1編輯ppt

解：(1)由ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端脫離導(dǎo)軌的過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直增大，對C不斷充電，同時又與R構(gòu)成閉合回路．a(chǎn)b產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的平均值編輯ppt編輯ppt專題二電磁感應(yīng)的電路問題

1．基本方法

(1)確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體，該部分導(dǎo)體可視為等效電源．

(2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖．

(3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等．編輯ppt2．常見的一些分析誤區(qū)(1)不能正確分析感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流的方向．(2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時，不注意等效電源的內(nèi)阻對電路的影響．

(3)對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進行分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是外電壓，而不是等效電源的電動勢．編輯ppt

【例2】航天飛機在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103

m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動．假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的．磁感應(yīng)強度為4×10－5T，且認為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同．根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層(由等離子體組成)的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：

(1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；

(2)懸繩兩端的電壓；

(3)航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為6400km)．編輯ppt

解：將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢看作電源模型，當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模型．如圖4－2所示.圖4－2(1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢：編輯ppt編輯ppt專題三電磁感應(yīng)中的圖象問題

1．基本方法

(1)看清橫、縱坐標表示的物理量．

(2)理解圖象的物理意義．

(3)畫出對應(yīng)的物理圖象(常采用分段法，數(shù)學(xué)法處理)．

2．分析要點

(1)定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系．

(2)注意橫、縱坐標表達的物理量，以及各物理量的單位．

(3)注意在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負值來反映，故確定大小變化的同時，還應(yīng)確定方向的變化情況．編輯ppt

【例3】如圖4－3甲所示區(qū)域(圖中直角坐標系xOy的一、三象限)內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向垂直于圖面向里，大小為B，半徑為l，圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為R.圖4－3編輯ppt

(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值I0

和感應(yīng)電流的頻率f. (2)在圖乙中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象．(規(guī)定在圖甲中線框的位置相應(yīng)的時刻為t＝0)

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圖4－4編輯ppt專題四電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題

1．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)電動勢的大小和方向；

(2)求出回路的電流強度；

(3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包括安培力，用左手定則確定其方向)；

(4)列平衡方程或動力學(xué)方程求解．編輯ppt2．解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中力學(xué)問題的技巧

(1)對立體空間進行受力分析時，應(yīng)把立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，使物體(導(dǎo)體)所受的各力盡可能在同一平面圖內(nèi)，以便正確對力進行分解與合成，利用物體的平衡條件和牛頓運動定律列式求解．(2)對于非勻變速運動最值問題的分析，注意應(yīng)用加速度為零，速度達到最值的特點．編輯ppt初始條件v1≠0v2＝0，不受其他水平外力作用．光滑平行導(dǎo)軌v1＝v2＝0，桿2受到恒定水平外力作用光滑平行導(dǎo)軌示意圖分析桿1做變減速運動，桿2做變加速運動，穩(wěn)定時，兩桿的加速度為0，以相同速度做勻速運動開始兩桿做變加速運動，穩(wěn)定時，兩桿以相同的加速度做勻變速運動3．滑軌問題編輯ppt

【例4】(雙選)兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖4－5所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面．質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v1

沿導(dǎo)軌勻速運動時，cd桿也正好以速率v2

向下勻速運動．重力加速度為g.以下說法正確的是()圖4－5編輯ppt編輯pptab桿、cd桿的受力分析如圖4－6所示． 圖4－6編輯ppt答案：AD編輯ppt專題五電磁感應(yīng)的能量問題

1．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)電動勢的大小和方向．

(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達式．

(3)分析導(dǎo)體機械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，即能量守恒方程．編輯ppt2．利用功能關(guān)系建立議程(1)重力做的正功等于重力勢能的減少，克服重力做的功等于重力勢能的增加．

(2)安培力做功的絕對值，等于電能轉(zhuǎn)化的量值．安培力做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在動生電動勢的情況下，克服安培力做了多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化為電能．(3)合外力的功等于物體動能的變化，即動能定理．(4)其他力(除重力與彈力)的功等于物體機械能的變化，即功能原理．編輯ppt

【例5】(雙選)在如圖4－7所示的傾角為θ的光滑斜面上，存在著兩個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，區(qū)域Ⅰ的磁場方向垂直斜面向上，區(qū)域Ⅱ的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為L，一個質(zhì)量為m、電阻為R、邊長也為L的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過GH進入磁場Ⅰ區(qū)時，恰好以速度v1

做勻速直線運動；當(dāng)ab邊下滑到JP與MN的中間位置時，線框又恰好以速度v2

做勻速直線運動，從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框的動能變化量為ΔEk，重力對線框做功大小為W1，安培力對線框做功大小為W2，下列說法中正確的有()圖4－7編輯pptA．在下滑過程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1B．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，機械能守恒C．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程，有(W1－ΔEk)機械能轉(zhuǎn)化為電能D．從ab進入GH到MN與JP的中間位置的過程中，線框動能的變化量大小為ΔEk＝W1－W2編輯ppt

解析：當(dāng)線框的ab邊進入GH后勻速運動到進入JP為止，ab進入JP后回路感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流增大，因此所受安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此ab進入JP后開始做減速運動，使感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均減小，安培力又減小，當(dāng)安培力減小到與重力沿斜面向下的分力mgsinθ相等時，以速度v2

做勻速運動，因此v2<v1，A錯；由于有安培力做功，機械能不守恒，B錯；線框克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，克服安培力做了多少功，就有多少機械能轉(zhuǎn)化為電能，由動能定理得W1－W2＝ΔEk，W2＝W1－ΔEk，故C、D正確.答案：CD編輯ppt

1．(2011年廣東卷)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()CA．感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B．穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大C．穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D．感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同編輯ppt

2．(雙選，2011年山東卷)如圖4－8所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計．兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處．磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直．先由靜止釋放c，c剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸．用ac

表示c的加速度，Ekd

表示d的動能，xc、xd

分別)表示c、d相對釋放點的位移．則以下四個圖象中正確的是(

圖4－8編輯ppt編輯ppt答案：BD編輯ppt

3．(2010年廣東卷)如圖4－9所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域，細金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運動到M′N′的過程中，棒上感應(yīng)電動勢E隨時間t變化的圖示，可能正確的是()圖4－9編輯ppt解析：導(dǎo)線做勻速直線運動切割磁感線時，E＝BLv，是常數(shù)．開始沒有切割，就沒有電動勢，最后一段也沒有切割．答案：A編輯ppt

4．(2010年海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置．現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)()D

A．始終互相吸引

B．始終互相排斥

C．先相互吸引，后相互排斥

D．先相互排斥，后相互吸引

解析：由楞次定律可知，當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時，感應(yīng)電流阻礙其靠近，是排斥力；當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)遠離時，感應(yīng)電流阻礙其遠離，是引力．編輯ppt

5．(2010年江蘇卷)一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強度在1s時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強度不變，在1s時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的一半，先后兩個過程中，線框中感應(yīng)電動勢的比值為()A.12B．1C．2D．4B編輯ppt

6．(雙選，2010全國卷I)某地的地磁場感應(yīng)強度的豎直分量方向向下，大小為4.5×10-5T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導(dǎo)體)流過．設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為2m/s.下列說法正確的是()BDA．電壓表記錄的電壓為5mVB．電壓表記錄的電壓為9mVC．河南岸的電勢較高D．河北岸的電勢較高編輯ppt

7．(2009年廣東卷)如圖4－10甲所示，一個電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線與阻值為2R的電阻