高三复习课件 专题七 电磁感应现象及其应用.ppt

答案：(1)6 m/s　(2)1.1 m [例2]　如图7－5甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L＝1 m，电阻R1＝3 Ω，R2＝1.5 Ω，导轨上放一质量m＝1 kg，电阻r＝1 Ω的金属杆，长度与金属导轨宽度相等，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.8 T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下，现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆由静止开始运动．图乙为通过R1中的电流平方随时间变化的I12- t图线，求： (1)5 s末金属杆的动能； (2)5 s末安培力的功率； (3)5 s内拉力F做的功． [答案]　(1)112.5 J　(2)72 W　(3)292.5 J 解决此类问题时，要分析清楚电源的位置及电路的连接方式，同时还要注意导体棒(电源)的电阻是否存在，然后画出等效电路图，此后处理问题的方法与闭合电路中的求解基本一致. 2．两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平 面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图7－6 所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容 为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置， 导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场 中．ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触， 在ab运动距离为x的过程中，整个回路中产生的焦耳热为 Q.求： 图7－6 (1)ab运动速度v的大小； (2)电容器所带的电荷量q. 解析：由于ab在外力作用下向右匀速运动，切割磁感线而产生感应电动势，将产生电动势的导体看成电源，确定闭合回路，根据法拉第电磁感应定律和电路规律可解决问题． [例3]　如图7－7所示，轻绳绕过轻滑 轮连接着边长为L的正方形导线框A1和 物块A2，线框A1的电阻为R，质量为M， 物块A2的质量为m(Mm)，两匀强磁场 区域Ⅰ、Ⅱ的高度也为L，磁感应强度 为B，方向水平与线框平面垂直．线框 ab边距磁场边界高度为h.开始时各段绳 都处于伸直状态，把它们由静止释放， ab边刚穿过两磁场的分界线CC′进入磁场 Ⅱ时线框做匀速运动．求： (1)ab边刚进入磁场Ⅰ时线框A1的速度v1； (2)ab边进入磁场Ⅱ后线框A1所受重力的功率P； (3)从ab边刚进入磁场Ⅱ到ab边刚穿出磁场Ⅱ的过程中，线框中产生的焦耳热Q. [思路点拨]　解读本题时应注意以下几点： (1)线框A1进入磁场前，A1、A2组成的系统机械能守恒． (2)轻绳对两线框的拉力大小相等． (3)线框A1进入磁场后，机械能、电势能、内能等相互转化，总能量守恒． 　 闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动时，产生了感应电动势和感应电流，通电导体在磁场中运动受到安培力的作用，安培力做负功把机械能转化为电能；电流做功又可把电能转化为机械能(电动机)、内能(电阻)或化学能(电解槽)等.总之，电磁感应过程中伴随着能量转化.解决这类问题的基本方法是： ①用法拉第电磁感应定律、楞次定律求出感应电动势的大小和方向； ②利用闭合电路欧姆定律求回路中的感应电流； ③分析研究对象的受力情况、运动情况及能量转化关系，选用相应的力学规律(如运动学公式、牛顿运动定律、动能定理及功能原理等)加以解决. 3．(2010·珠海模拟)如图7－8所示，间距为 L的光滑导轨竖直固定，导轨下端接一 阻值为R的电阻．t＝0时在两水平虚线 L1、L2之间加一变化的磁场，磁感应强 度B随时间t的变化关系为B＝kt，方向 垂直导轨所在平面．质量为m的金属 棒AB两端套在导轨上并可沿导轨无摩擦滑动．在t＝0时将 金属棒在L1上方由静止释放，在t＝t1时进入磁场，t＝t2时穿出磁场．金属棒刚进入磁场瞬间电流为0，穿出磁场前瞬间电流和金属棒在L1上方运动时电流相等．(重力加速度取g，金属棒和导轨电阻不计)求： (1)L1、L2之间的距离d； (2)金属棒在L1上方运动过程中电阻产生的热量Q； (3)金属棒在穿过磁场过程中克服安培力所做的功W. [例4]　如图7－9甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻为r的金属杆ab. [思路点拨]　杆ab在恒力作用下运动第一个L时，电流是变化的，求焦耳热不可用焦耳定律直接去求，应当用功能关系计算．但当磁场绕OO′轴匀速转动时，回路中产生正弦交