關于電磁感應綜合應用四大綜合問題第1頁，課件共32頁，創作于2023年2月電磁感應規律綜合應用的四種題型1、電磁感應中的力學問題2、電磁感應中的電路問題3、電磁感應中的能量問題4、電磁感應中的圖象問題第2頁，課件共32頁，創作于2023年2月電動式發電式阻尼式v0F運動特點最終特征a逐漸減小的減速運動靜止a逐漸減小的加速運動勻速a逐漸減小的加速運動勻速基本模型I=0(或恒定)I恒定I=0----------單棒問題1、力學問題(動態分析)第3頁，課件共32頁，創作于2023年2月阻尼式單棒1．電路特點導體棒相當于電源。2．安培力的特點安培力為阻力，并隨速度減小而減小。3．加速度特點加速度隨速度減小而減小vtOv04．運動特點a減小的減速運動5．最終狀態靜止第4頁，課件共32頁，創作于2023年2月電動式單棒1．電路特點導體為電動邊，運動后產生反電動勢（等效于電機）。2．安培力的特點安培力為運動動力，并隨速度增大而減小。3．加速度特點加速度隨速度增大而減小4．運動特點a減小的加速運動

tvOvm反電動勢第5頁，課件共32頁，創作于2023年2月5．最終特征勻速運動

6．兩個極值(1)最大加速度：(2)最大速度：v=0時,E反=0,電流、加速度最大穩定時，速度最大，電流最小電動式單棒第6頁，課件共32頁，創作于2023年2月

7．穩定后的能量轉化規律8．起動過程中的兩個規律(1)能量關系：(2)瞬時加速度：還成立嗎？電動式單棒第7頁，課件共32頁，創作于2023年2月9．幾種變化(1)導軌不光滑(2)傾斜導軌

(3)有初速度(4)磁場方向變化v0

B電動式單棒第8頁，課件共32頁，創作于2023年2月例1：如圖所示，水平放置的足夠長平行導軌MN、PQ的間距為L=0.1m，電源的電動勢E＝10V，內阻r=0.1Ω，金屬桿EF的質量為m=1kg，其有效電阻為R=0.4Ω，其與導軌間的動摩擦因數為μ＝0.1，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B＝1T，現在閉合開關，求：（1）閉合開關瞬間，金屬桿的加速度；（2）金屬桿所能達到的最大速度；（3）當其速度為v=20m/s時桿的加速度為多大？（忽略其它一切電阻，g=10m/s2）

(1)a=1m/s2(2)v=50m/s(3)a=0.6m/s2第9頁，課件共32頁，創作于2023年2月發電式單棒1．電路特點導體棒相當于電源，當速度為v時，電動勢E＝Blv2．安培力的特點安培力為阻力，并隨速度增大而增大3．加速度特點加速度隨速度增大而減小4．運動特點a減小的加速運動tvOvm第10頁，課件共32頁，創作于2023年2月5．最終特征勻速運動6．兩個極值(1)v=0時,有最大加速度：(2)a=0時,有最大速度：發電式單棒第11頁，課件共32頁，創作于2023年2月7．穩定后的能量轉化規律8．起動過程中的兩個規律(1)能量關系：(2)瞬時加速度：是否成立？發電式單棒問：第12頁，課件共32頁，創作于2023年2月9．幾種變化(3)拉力變化(4)導軌面變化（豎直或傾斜）(1)電路變化(2)磁場方向變化

F加沿斜面恒力通過定滑輪掛一重物

FF

BF若勻加速拉桿則F大小恒定嗎？加一開關發電式單棒第13頁，課件共32頁，創作于2023年2月例2、已知：AB、CD足夠長，L，θ，B，R。金屬棒ab垂直于導軌放置，與導軌間的動摩擦因數為μ，質量為m，從靜止開始沿導軌下滑，導軌和金屬棒的電阻阻都不計。求ab棒下滑的最大速度θθDCABBabR速度最大時做勻速運動受力分析，列動力學方程第14頁，課件共32頁，創作于2023年2月基本方法：1、用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向。2、求回路中的電流強度3、分析導體受力情況（包含安培力，用左手定則）4、列動力學方程求解。第15頁，課件共32頁，創作于2023年2月例3、導軌光滑、水平、電阻不計、間距L=0.20m；導體棒長也為L、電阻不計、垂直靜止于導軌上；磁場豎直向下且B=0.5T；已知電阻R=1.0Ω；現有一個外力F沿軌道拉桿，使之做勻加速運動，測得F與時間t的關系如圖所示，求桿的質量和加速度a。BFRF/N0481216202428t/s12345678m=1kg,a=1m/s2第16頁，課件共32頁，創作于2023年2月例1、圓環水平、半徑為a、總電阻為2R；磁場豎直向下、磁感強度為B；導體棒MN長為2a、電阻為R、粗細均勻、與圓環始終保持良好的電接觸；當金屬棒以恒定的速度v向右移動經過環心O時，求：（1）棒上電流的大小和方向及棒兩端的電壓UMN（2）在圓環和金屬棒上消耗的總的熱功率。BvMNo2、電磁感應中的電路問題利用E=BLV求電動勢，右手定則判斷方向分析電路畫等效電路圖(1)I=4Bav/3R由N到M(2)P=8B2a2

v2/3R第17頁，課件共32頁，創作于2023年2月例2、線圈50匝、橫截面積20cm2、電阻為1Ω；已知電阻R=99Ω；磁場豎直向下，磁感應強度以100T/s的變化度均勻減小。在這一過程中通過電阻R的電流多大小和方向？BR利用楞次定律判斷方向畫等效電路圖利用閉合歐姆定律求電流I=0.1A第18頁，課件共32頁，創作于2023年2月基本方法：1、用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向。2、畫等效電路。3、運用閉合電路歐姆定律，串并聯電路性質，電功率等公式聯立求解。第19頁，課件共32頁，創作于2023年2月例1、θ=30o，L=1m，B=1T，導軌光滑電阻不計，F功率恒定且為6W，m=0.2kg、R=1Ω，ab由由靜止開始運動，當s=2.8m時，獲得穩定速度，在此過程中ab產生的熱量Q=5.8J，g=10m/s2，求：（1）ab棒的穩定速度（2）ab棒從靜止開始達到穩定速度所需時間。θabBF3、電磁感應中的能量問題第20頁，課件共32頁，創作于2023年2月例2、水平面光滑，金屬環r=10cm、R=1Ω、m=1kg，v=10m/s向右勻速滑向有界磁場，勻強磁場B=0.5T；從環剛進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時，圓環釋放了32J的熱量，求：（1）此時圓環中電流的即時功率；（2）此時圓環運動的加速度。Bv第21頁，課件共32頁，創作于2023年2月功能關系：1、合外力做功等于動能改變。2、安培力做功等于電能的改變：安培力做正功：電能向其他形式能轉化安培力做負功：其他形式能向電能轉化※即：克服安培力做了多少功就有多少其他形式能向電能轉化3、除了重力以外的其他外力做功等于機械能的改變第22頁，課件共32頁，創作于2023年2月電磁感應中的能量問題：

（1）思路：從能量轉化和守恒著手，運用動能定理或能量守恒定律。①基本思路：受力分析→弄清哪些力做功，正功還是負功→明確有哪些形式的能量參與轉化，哪些增哪些減→由動能定理或能量守恒定律列方程求解．②能量轉化特點：其它能（如：機械能）電能內能（焦耳熱）安培力做負功電流做功其他形式能第23頁，課件共32頁，創作于2023年2月（2）.電能求解的三種方法：①功能關系：Q＝-W安②能量守恒：Q＝ΔE其他③利用電流做功：Q=I2Rt第24頁，課件共32頁，創作于2023年2月例1.如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v＝20cm/s通過磁場區域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區域的邊界平行．取它剛進入磁場的時刻t＝0.在下列圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規律的是dcba思考:你能作出ad間電壓與時間的關系圖象嗎?[c]4、電磁感應中的圖象問題第25頁，課件共32頁，創作于2023年2月例2：磁感應強度B的正方向，線圈中的箭頭為電流i的正方向（如圖所示），已知線圈中感生電流i隨時間而變化的圖象如圖所示，則磁感應強度B隨時間而變化的圖象可能是（

）

BiitBBBBttttABCDCD第26頁，課件共32頁，創作于2023年2月

例3：勻強磁場的磁感應強度為B=0.2T，磁場寬度L=3m，一正方形金屬框連長ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過磁場區，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過磁場區的過程中，金屬框內感應電流的(i-t)圖線。(以順時針方向電流為正)

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLB第27頁，課件共32頁，創作于2023年2月t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第28頁，課件共32頁，創作于2023年2月

例4：如圖(甲）中，A是一邊長為l的正方形導線框，電阻為R。今維持以恒定的速度v沿x軸運動，穿過如圖所示的勻強磁場的有界區域。若沿x軸的方向為力的正方向，框在圖示位置的時刻作為計時起點，則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖（乙）中的（）B第29頁，課件共32頁，創作于2023年2月

例5：如圖所示的異形導線框，勻速穿過一勻強磁場區，導線框中的感應電流i隨時間t變化的圖象是（設導線