5電磁感應規律的應用第一章電磁感應1.了解法拉第電機的構造及工作原理.2.理解電磁感應現象中的能量轉化與守恒，并會進行有關計算.3.掌握電磁感應中電路問題的分析方法和電荷量的求解方法．目標定位二、電磁感應中的電路問題三、電磁感應中的電荷量問題四、電磁感應中的能量問題欄目索引一、法拉第電機對點檢測自查自糾一、法拉第電機知識梳理1.法拉第圓盤可看作是由無數根長度等于半徑的紫銅

組成的，在轉動圓盤時，每根輻條都做

的運動，電路中便有了持續不斷的電流.產生感應電動勢的那部分導體相當于

.輻條切割磁感線答案電源2.導體轉動切割磁感線產生的電動勢的計算圖1

典例精析例1如圖2是法拉第研制成的世界上第一臺發電機模型的原理圖.將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤，圖中a、b導線與銅盤的中軸線處在同一平面內，轉動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流.若圖中銅盤半徑為r，勻強磁場的磁感應強度為B，回路總電阻為R，勻速轉動銅盤的角速度為ω.則電路的功率是(

)解析答案圖21、所有高尚教育的課程表里都不能沒有各種形式的跳舞：用腳跳舞，用思想跳舞，用言語跳舞，不用說，還需用筆跳舞。2、一切真理要由學生自己獲得，或由他們重新發現，至少由他們重建。3、教育始于母親膝下，孩童耳聽一言一語，均影響其性格的形成。4、好的教師是讓學生發現真理，而不只是傳授知識。5、數學教學要“淡化形式，注重實質.6、“教學的藝術不在于傳授本領，而在于激勵、喚醒、鼓舞”。七月239:17上午7月-2309:17July17,20237、不能把小孩子的精神世界變成單純學習知識。如果我們力求使兒童的全部精神力量都專注到功課上去，他的生活就會變得不堪忍受。他不僅應該是一個學生，而且首先應該是一個有多方面興趣、要求和愿望的人。2023/7/179:17:0709:17:0717July20238、教育技巧的全部訣竅就在于抓住兒童的這種上進心，這種道德上的自勉。要是兒童自己不求上進，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培養出好的品質。可是只有在集體和教師首先看到兒童優點的那些地方，兒童才會產生上進心。9:17:07上午9:17上午09:17:077月-23

答案C針對訓練一直升機停在南半球的地磁極上空.該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B.直升機螺旋槳葉片的長度為L，螺旋槳轉動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉動.螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如圖3所示.如圖忽略a到轉軸中心線的距離，用ε表示每個葉片中的感應電動勢，即(

)解析答案圖3A.ε＝πfL2B，且a點電勢低于b點電勢B.ε＝2πfL2B，且a點電勢低于b點電勢C.ε＝πfL2B，且a點電勢高于b點電勢D.ε＝2πfL2B，且a點電勢高于b點電勢返回答案A返回知識梳理二、電磁感應中的電路問題1.確定所研究的回路，明確回路中相當于電源的部分和相當于外電路的部分，畫出等效電路圖.2.由楞次定律或右手定則判斷感應電動勢的方向，由法拉第電磁感應定律或導體切割磁感線公式寫出感應電動勢表達式.3.運用閉合電路歐姆定律，部分電路歐姆定律，串、并聯電路的電壓、電流、電阻特點，電功率公式等進行計算求解.典例精析例2粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行.現使線框以同樣大小的速度沿四個不同方向平移出磁場，如下圖所示，則在移出過程中線框的一邊a、b兩點間電勢差絕對值最大的是(

)返回解析答案答案B返回三、電磁感應中的電荷量問題知識梳理典例精析例3如圖4甲所示，有一面積為S＝100cm2的金屬環，電阻為R＝0.1Ω，環中磁場的變化規律如圖乙所示，且磁場方向垂直紙面向里，在1～2s時間內，通過金屬環的電荷量是多少？解析答案圖4返回答案0.01C返回知識梳理四、電磁感應中的能量問題1.電磁感應現象中的能量守恒電磁感應現象中的“阻礙”是能量守恒的具體體現，在這種“阻礙”的過程中，其他形式的能轉化為電能.2.電磁感應現象中的能量轉化方式3.求解電磁感應現象中能量問題的一般思路(1)確定回路，分清電源和外電路.(2)分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發生了轉化.如：①有滑動摩擦力做功，必有內能產生；②有重力做功，重力勢能必然發生變化；③克服安培力做功，必然有其他形式的能轉化為電能，并且克服安培力做多少功，就產生多少電能；如果安培力做正功，就是電能轉化為其他形式的能.(3)列有關能量的關系式.典例精析例4如圖5所示，勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度為B.正方形金屬框abcd可繞光滑軸OO′轉動，邊長為L，總電阻為R，ab邊質量為m，其他三邊質量不計，現將abcd拉至水平位置，并由靜止釋放，經一定時間到達豎直位置，ab邊的速度大小為v，則在金屬框內產生熱量大小等于(

)解析答案圖5

返回例5如圖6所示，兩根電阻不計的光滑平行金屬導軌傾角為θ，導軌下端接有電阻R，勻強磁場垂直斜面向上.質量為m、電阻不計的金屬棒ab在沿斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導軌勻速上滑，上升高度為h，在這個過程中(

)解析答案圖6A.金屬棒所受各力的合力所做的功等于零B.金屬棒所受各力的合力所做的功等于mgh和電阻R上產生的焦耳熱之和C.恒力F與重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功與電阻R上產

生的焦耳熱之和D.恒力F與重力的合力所做的功等于電阻R上產生的焦耳熱總結提升解析棒勻速上升的過程有三個力做功：恒力F做正功、重力G做負功、安培力F安做負功.根據動能定理：W＝WF＋WG＋W安＝0，故A對，B錯；恒力F與重力G的合力所做的功等于棒克服安培力做的功.而棒克服安培力做的功等于回路中電能(最終轉化為焦耳熱)的增加量，克服安培力做功與焦耳熱不能重復考慮，故C錯，D對.答案AD總結提升總結提升電磁感應中焦耳熱的計算技巧(1)電流恒定時，根據焦耳定律求解，即Q＝I2Rt.(2)感應電流變化，可用以下方法分析：①利用動能定理，求出克服安培力做的功，產生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即Q＝W安.②利用能量守恒，即感應電流產生的焦耳熱等于其他形式能量的減少，即Q＝ΔE其他.返回對點檢測自查自糾12341.(電磁感應中的電路問題)一閉合圓形線圈放在勻強磁場中，線圈的軸線與磁場方向成30°角，磁感應強度隨時間均勻變化.在下列方法中能使線圈中感應電流增加一倍的是(

)A.把線圈匝數增大一倍B.把線圈面積增大一倍C.把線圈半徑增大一倍D.把線圈匝數減少到原來的一半解析答案1234解析設感應電流為I，電阻為R，匝數為n，線圈半徑為r，線圈面積為S，導線橫截面積為S′，電阻率為ρ.答案C1234

解析答案圖7

1234

12343.(電磁感應中的電荷量計算)物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量.如圖8所示，探測線圈與沖擊電流計串聯后可用來測定磁場的磁感應強度.已知線圈的匝數為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R.若將線圈放在被測勻強磁場中，開始時線圈平面與磁場垂直，現把探測線圈翻轉180°，沖擊電流計測出通過線圈的電荷量為q，由上述數據可測出被測磁場的磁感應強度為(

)解析答案圖81234答案C12344.(電磁感應中的能量問題)如圖9所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內，導軌間距L＝0.5m，左端接有阻值R＝0.3Ω的電阻，一質量m＝0.1kg、電阻r＝0.1Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B＝0.4T.金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2m/s2的加速度做勻加速運動，當金屬棒的位移s＝9m時撤去外力，金屬棒繼續運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1.導軌足夠長且電阻不計，金屬棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸.求：圖91234(1)金屬棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；解析勻加速運動過程中產生的平均電動勢解析答案答案4.5C1234(2)撤去外力后回路中產生的焦耳熱Q2；

解析答案1