第6講

電磁感應實踐性應用專題角度1

解構情境，還原電磁感應基礎問題角度2

利用題設信息運用創造性思維解決問題跟蹤訓練備用習題進入新高考新教材新課標階段后，浙江物理連續四次關于電磁感應的問題都是基于真實背景的實踐應用類問題，雖然最終的模型都指向桿和框的基本結構，但是理解信息，解構情境是非常值得訓練的.角度1

解構情境，還原電磁感應基礎問題

技法點撥1.此題情境新穎，需要學生理解題設，挖掘信息，攫取條件，構建模型.2.此類問題指向也比較簡單，就是需要學生從模型中抽取出常見的電磁感應基本題設，從能量、電荷量、力與運動角度分析此類問題.角度2

利用題設信息運用創造性思維解決問題

技法點撥1.此題和前述問題不一樣在于題設情境更難把握，有些問題甚至從高視角俯瞰中學物理問題.2.此類問題一般不會化簡成固定范式，需要用一定創造力去解決，但計算復雜度和過程繁瑣程度是遠遠小于一般問題的，難點在于是否能想到關鍵突破口.1.

每個快遞入庫時都會貼一張電子標簽,以便高效倉儲、分揀.如圖甲所示,某快遞表面的標簽上固定了一個橫放的“日”字形線圈,在入庫時快遞與傳送帶一起以水平恒定速度v0穿過磁感應強度為B、方向豎直向下且寬為L的有界勻強磁場,磁場邊界與CD邊平行,傳送帶連接的傳感器可以采集到快遞受到的摩擦力.已知線圈短邊CD長為L,長邊CG長為2L,E、F為兩長邊的中點.電阻RCD=RGH=r,REF=2r,其余部分電阻不計.(1)求CD邊剛進磁場時,CD中感應電流的方向;[答案]從D到C

[解析]CD邊剛進磁場時,根據右手定則可知感應電流方向從D到C.(2)求CD邊剛進磁場時,快遞受到的摩擦力Ff;

(3)求整個“日”字形線圈穿過磁場的過程中,產生的總焦耳熱Q;

(4)取D到C的電流方向為正,請在圖乙中畫出“日”字形線圈穿過磁場的過程中,流過CD邊的電流ICD與位移x的關系圖像.(不需要分析過程)[答案]如圖所示2.如圖甲所示,為研究試驗小車的電磁驅動和電磁阻尼,總質量為M的小車底面固定矩形金屬線框abcd,小車底面下方固定繞有線圈的長方體軟磁棒.小車的電磁驅動系統如圖乙所示,驅動磁場與線框平面垂直且均勻分布,相鄰磁場的磁感應強度大小均為B,方向相反,磁場寬度與線框邊長bc相等,已知金屬線框的總電阻為R,ab邊長為L.小車的電磁阻尼系統如圖丙所示,軟磁棒位于長方體鋁條軌道之間,與鋁條軌道靠近并互相垂直,軟磁棒端面是邊長為d的正方形,線圈通電后軟磁棒才可看作條形磁鐵,它在端面正對的鋁條區域形成磁感應強度為B0的勻強磁場.為了研究方便,鋁條中只考慮與端面正對部分的磁場和電阻,其他部分的磁場和電阻均忽略不計,已知鋁條的厚度為l,電阻率為ρ.小車進行試驗時,先斷開軟磁棒線圈的電流,驅動磁場以加速度a從靜止開始向右做勻加速運動,經過一段時間后小車開始運動,假設小車所受的阻力恒為f.(1)判斷金屬線框在圖乙位置時感應電流的方向(順時針或逆時針);[答案]順時針

[解析]由楞次定律可知感應電流方向為順時針.(2)求驅動磁場開始運動到小車開始運動所經過的時間:

(3)在驅動磁場開始運動t1時間后,小車已經在做勻加速運動,求此時小車的速度;

(4)當小車速度達到v0時,使驅動磁場立即停止運動,同時給軟磁棒的線圈通上電流,則小車經過t2時間停下,求此減速