第3講專題電磁感應規律的綜合應用電磁感應中的電路問題

圖9-3-1答案AB電源

外電路Blv

E－Ir

內阻【思維驅動】如圖9-3-2所示，MN和PQ是兩根 互相平行豎直放置的光滑金屬導軌，已知 導軌足夠長，且電阻不計．有一垂直導軌 平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，寬 度為L，ab是一根不但與導軌垂直而且始終 與導軌接觸良好的金屬桿．開始，將開關S斷開，讓ab由靜止開始自由下落，過段時間后，再將S閉合，若從S閉合開始計時，則金屬桿ab的速度v隨時間t變化的圖象可能是 ()．電磁感應現象中的動力學問題

圖9-3-2答案ACDBlv

BIl

2．安培力的方向 (1)先用

確定感應電流方向，再用

確定安培力方向． (2)根據楞次定律，安培力方向一定和導體切割磁感線運動方向

.右手定則

左手定則

相反

【思維驅動】如圖9-3-3所示，水平固定放 置的足夠長的U形金屬導軌處于豎直向 上的勻強磁場中，在導軌上放著金屬棒

ab，開始時ab棒以水平初速度v0向右運 動，最后靜止在導軌上，就導軌光滑和導軌粗糙的兩種情況相比較，這個過程 ()． A．安培力對ab棒所做的功不相等 B．電流所做的功相等 C．產生的總內能相等 D．通過ab棒的電荷量相等電磁感應現象中的能量問題

圖9-3-3

答案AC【知識存盤】1．能量的轉化：感應電流在磁場中受安培力，外力克服安培力

，將其他形式的能轉化為

，電流做功再將電能轉化為

．2．實質：電磁感應現象的能量轉化，實質是其他形式的能和

之間的轉化．做功

電能內能

電能

圖9-3-4

(1)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；(2)當金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進入“扇形”磁場時開始，經計算畫出輪子轉一圈過程中，內圈與外圈之間電勢差Uab隨時間t變化的Uabt圖象；(4巨)若選漢擇的移是“1.責5粒V,醬0.錢3俘A”的小慘燈泡跑，該鵲“閃爍”鞭裝置回能否委正常盒工作拐？有唇同學筆提出必，通芬過改變磁的感應莊強度B、后萄輪外逢圈半蛇徑r2、角鮮速度ω和張羞角θ等物息理量倉的大啊小，崖優化午前同煎學的緒設計方案傾，請瞎給出而你的室評價爹．(2籃)通過配分析層，可代得電啟路圖魂為(4孟)“閃爍皂”裝夾置不洋能正做常工麗作．(金屬臂條的膚感應澆電動滋勢只努有4.例9×境10－2V，遠鵲小于員小燈勿泡的積額定梯電壓膝，因需此無筐法正稈常工帶作．)B增大毛，E增大遞，但歸有限傲度；r2增大榴，E增大忽，但近有限蜓度；ω增大，E增大威，但佛有限最度；θ增大披，E不變鑒．答案(1鑰)4減.9挪×1顫0－2V電流方魔向為b→a(2懼)(犧3)技(4奧)見解燙析【變式太跟蹤1】如圖9-練3-糊5所示滑，在傾控角為θ＝37抹°的斜儉面內亭，放置MN和PQ兩根今不等蝕間距的光女滑金懷屬導丹軌，欲該裝后置放置在憶垂直趙斜面預向下罰的勻胞強磁場中頑．導可軌M、P端間參接入貪阻值R1＝30飯Ω的電允阻和張理想綢電流勻表，N、Q端間偉接阻欣值為R2＝6研Ω的電稅阻．率質量行為m＝0.階6嫩kg、長遮為L＝1.榆5擋m的金量屬棒喊放在元導軌禽上以v0＝5m/東s的初怒速度倒從ab處向形右上零方滑島到a′b′處的偽時間餡為t＝0.紅5魄s，滑榜過的待距離l＝0.刷5巨m．ab圖9-藥3-怕5處導麥軌間量距Lab＝0.純8彈m，a′b′處導畏軌間獎距La′b′＝1桂m．若剝金屬展棒滑犬動時汁電流禾表的滲讀數逮始終巨保持炸不變架，不核計金漫屬棒雖和導緊軌的流電阻慕．si雀n咳37懼°＝0.岔6，co漢s37室°＝0.棍8，g取10蘆m封/s2，求安：(1錦)此過雹程中駛電阻R1上產堵生的栽熱量仿；(2煤)此過危程中礦電流起表上訊的讀載數；(3敞)勻強彎磁場傲的磁炒感應肉強度石．答案(1自)0沙.1倆5尼J(2殊)0雄.1鼠A(3拿)0件.7螺5惠T借題際發揮1．電磁握感應危中電畏路知鈔識的遵關系跑圖(3媽)明確電犧源的逆內阻把：即畢相當緣瑞于電他源的篇那部艷分電盈路的史電阻灘．(4賠)明確慮電路裁關系靈：即飄構成除回路刑的各群部分那電路貸的串饞、并拌聯關遣系．(5恨)結合標閉合助電路憂歐姆靠定律媽和電億功、閃電功欲率等胸能量鉗關系媽列方脅程求裕解．3．易扣錯總育結對于醋電磁似感應區現象嶼中的沿電路舉結構容分析泡有兩卡個方恭面容轟易出肚錯：(1疫)電源箱分析左錯誤滴，不屠能正秩確地鋒應用焰右手桃定則雹或楞駁次定峽律判壺斷電么源的偽正負脂極，銜不能酬選擇奏恰當部的公狗式計艷算感紐奉應電勉動勢單的大饅小．(2死)外電膨路分鞋析錯奧誤，接不能舉正確頁判斷歲電路巴結構投的串培并聯敬關系侍．備課累札記考點劑二俯電磁治感應丘中的枝動力億學問補題【典例2】如圖9-拖3-爪6甲所碌示，區光滑秒斜面的侄傾角α＝30碑°，在任斜面悉上放徒置一燃矩形猴線框ab是cd，ab邊的咽邊長l1＝1斯m，bc邊的渴邊長l2＝0.穩6惠m，線坦框的畜質量m＝1多kg，電岡阻R＝0.能1罵Ω，線籍框受狡到沿叮光滑例斜面氧向上油的恒章力F的作頂用，忠已知F＝10遷N．斜夾面上ef線(ef∥gh)的右棍方有裂垂直湯斜面蜜向上珠的均府勻磁梯場，酷磁感貪應強嗓度B隨時休間t的變可化情戚況如銅圖乙滔的Bt圖象塵所示貪，時恨間t是從迷線框醒由靜投止開廣始運阻動時點刻起克計時弱的．霧如果相線框富從靜姿止開注始運澤動，存進入旨磁場烈最初需一段攝時間叮是勻揮速的象，ef線和gh線的先距離x＝5.騰1慮m，取g＝10界m餐/s2.求：(1聞)線框搏進入寇磁場祥前的羞加速抱度；(2漁)線框基進入紀磁場裙時勻譽速運仆動的革速度v；(3普)線框擺整體飾進入版磁場刮后，ab邊運肢動到gh線的鎖過程懶中產練生的釋焦耳辱熱．圖9-蓋3-乘6審題賞提示答案(1喂)5央m雕/s2(2獸)2m/字s(3原)0嚼.5走J【變式繼跟蹤2】如圖9-濾3-途7所示炊，處于膀勻強盡磁場顯中的蓬兩根迷足夠長、極電阻瓜不計免的平陰行金滔屬導軌相疑距L＝1m．導奴軌平孩面與水平滋面成θ＝37墊°角，礦下端連接夫阻值如為R＝4Ω的電辮阻．起勻強胃磁場療方向垂垂直漠于導丸軌平殲面向仇下，蘇磁感齊應強供度為B＝1T．質箱量m＝0.懂4kg、電蹤蝶阻r＝1Ω的金競屬棒漿放在發兩導肯軌上傷，棒油與導炒軌垂亮直且合接觸揮良好及，它序們間脾的動嘴摩擦射因數μ＝0.介25，金眨屬棒融以初誓速度v0＝20m/s沿導皆軌滑規下，g＝10m/s2，si救n37符°＝0.受6，co做s37冊°＝0.箱8.求：圖9-染3-黨7(1許)金屬滔棒沿聚導軌估下滑腸的最恩大加秩速度若；(2芹)金屬宇棒下廁滑時驗電阻R消耗警的最剖小功售率．答案(1暖)6m/s2方向沿堆導軌想向上(2僚)1嶼0.治24W備課局札記考點潤三滲電磁陜感應釋中的題能量屠問題【典例3】如圖9-協3-咸8所示道，兩斧根足夠撫長、敏電阻林不計啄、間旅距為d的光傭滑平淺行金區屬導歇軌，錯其所在平慨面與度水平丑面夾里角為θ，導軌勻平面謝內的熟矩形擱區域ab浮cd內存融在有稅界勻匙強磁誓場，磁感倘應強胖度大萌小為B、方社向垂腸直于疫斜面儉向上員，ab與cd之間偽相距恭為L，金怠屬桿勉甲、次乙的襖阻值且相同陰，質抓量均掠為m.甲桿映在磁罰場區穴域的趙上邊根界ab處，理乙圖9-揪3-葉8桿在奸甲桿敘上方拉與甲標相距L處，雷甲、什乙兩遠桿都唱與導睛軌垂否直且厘接觸勢良好攝．由紅靜止再釋放脈兩桿腔的同紙時，撞在甲凈桿上如施加麗一個餃垂直街于桿餓平行文于導題軌的口外力F，使錦甲桿昆在有禍磁場渾的矩洞形區撥域內癢向下些做勻辦加速肺直線步運動抓，加掃速度患大小a＝2gsi傾nθ，甲鞠離開載磁場勻時撤它去F，乙衛桿進彎入磁辦場后趣恰好友做勻長速運皮動，常然后瓦離開芹磁場償．(1與)求每宣根金丸屬桿覆的電射阻R是多林大？(2景)從釋評放金勢屬桿食開始水計時籍，求日外力F隨時擊間t的變茫化關憶系式滴，并靈說明F的方潤向．(3壓)若整徹個過褲程中孟，乙進金屬禮桿共灰產生鹽熱量Q，求炎外力F對甲糠金屬甚桿做搭的功W是多泰少？審題糠提示【變式臣跟蹤3】如圖9-鼻3-井9所示艇，足夠獨長的魚光滑屋斜面尺上中細間虛線區坑域內久有一惑垂直夢于斜翠面向上的園勻強耍磁場迅，一幼正方界形線框從圓斜面栽底端街以一晉定初掘速度上滑縱，線池框越訴過虛班線進露入磁指場，宴最后惰又回走到斜詢面底茫端，愚則下徐列說兆法中褲正確賴的是()．圖9-析3-賀9A．上否滑過聚程線返框中宅產生巡壽的焦累耳熱衡等于誼下滑濱過程礙線框圈中產危生的蜂焦耳陪熱B．上叔滑過仁程線軍框中放產生漁的焦鑒耳熱妨大于讀下滑扔過程鐵線框屠中產闊生的售焦耳話熱C．上燭滑過挪程線宰框克男服重息力做濾功的稅平均盤功率淡等于佛下滑普過程戰中重災力的伙平均嚴功率D．上暑滑過眨程線鬧框克雞服重摔力做艷功的難平均步功率機大于吵下滑詢過程駁中重鐵力的濁平均易功率答案BD借題弱發揮1．能量惡轉化盲及焦議耳熱危的求箱法(1炭)能量轉悶化(2癢)求解追焦耳訊熱Q的幾快種方楚法2．用煤能量偽觀點擔解答肆電磁緩感應抱問題尖的一成般步涉驟(1累)用法舒拉第冬電磁睜感應點定律捎和楞僻次定協律確紐奉定電憑動勢湯的大伙小和根方向鵲；(2剃)畫出谷等效設電路錫，求獅出回交路消內耗電裙功率舞的表扶達式統；(3冒)分析坦導體察機械才能的趨變化怖，用幕能量且守恒具關系崖得到姜機械拉功率帽的改記變與釣回路拍中電倡功率羽的改恨變所箭滿足縫的關須系式眼．備課鄙札記物理推建模7電磁虎感應稼中的“桿＋懇導軌”模型模型憶特點“桿＋檢導軌”模型腰是電痕磁感承應問源題高乞考命揪題的“基本病道具”，也乒是高置考的為熱點糧，考壤查的仿知識螺點多輩，題剃目的屢綜合籍性強濁，物趕理情君景變充化空配間大透，是捆我們騰復習迫中的頑難點究．“桿＋吼導軌”模型紡又分粘為“單桿”型和“雙桿”型(“單桿”型為疾重點)；導宋軌放僑置方涌式可敢分為訂水平細、豎宴直和暗傾斜贊；桿畝的運肢動狀龍態可稿分為罵勻速別、勻聰變速喇、非濕勻變運速運框動等慚．建模堡指導解決袖電磁續感應搭中綜逮合問飄題的仍一般捎思路墓是“先電討后力失再能升量”．―→―→―→―→典例1(2炎01州2·天津賭卷，11晝)如圖9-姿3-矛10所示碑，一對從光滑壁的平獵行金將屬導仆軌固檢定在接同一水鋪平面載內，廈導軌餡間距l＝0.教5帖m，左端晝接有哪阻值R＝0.贊3革Ω的電耍阻．唐一質量m＝0.枝1鞠kg，電壓阻r＝0.乘1微Ω的金攝屬棒MN放置扎在導幣軌上倘，整狹個裝備置置逼于豎所直向集上的勤勻強灰磁場獵中，疤磁場顫的磁慰感應幸強度B＝0.圓4程T．棒日在水奶平向帖右的伍外力屋作用債下，標由靜磨止開舊始以a＝2基m/握s2的加般速度絹做勻皮加速陰運動米，當奮棒的醋位移x＝9毫m時撤梳去外嗚力，尊棒繼紐奉續運鴨動一楊段距順離后護停下生來，捷已知如撤圖9-參3-嶄10去外掃力前禽后回哲路中終產生高的焦意耳熱探之比Q1∶Q2＝2∶1.導軌組足夠勾長且拐電阻捏不計販，棒底在運排動過甘程中訴始終鈔與導醬軌垂但直且構兩端括與導鍛軌保頭持良而好接禁觸．重求(1君)棒在酬勻加汽速運蘭動過評程中項，通爆過電供阻R的電框荷量q；(2遙)撤去嫩外力鋒后回捕路中吳產生攏的焦畝耳熱Q2；(3陣)外力笛做的濾功WF.答案(1匪)4授.5扒C(2顧)1袖.8牌J(3孔)5饒.4峽J典例2(2徒01觀2·山東迷卷，20顧)如圖9-慎3-懲11所示格，相距務為L的兩予條足昆夠長妨的光孩滑平擴行金屬導無軌與嗚水平畏面的唉夾角花為θ，上拉端接有定霸值電很阻R，勻偵強磁蜜場垂受直于薦導軌平面攻，磁女感應襲強度栽為B.將質伯量為m的導體棒私由靜恨止釋號放，霜當速藍度達倉到v時開叮始勻綿速運有動，產此時臣對導粗體棒昨施加葡一平凳行于樹導軌虧向下取的拉大力，滲并保蝴持拉衡力的臨功率宴恒為P，導毒體棒灑最終凡以2v的速庫度勻完速運唐動．揚導體雁棒始清終與莫導軌館垂直夜且接藝觸良門好，擋不計藥導軌督和導顯體棒腫的電摧阻，套重力輩加速禿度為g.下列喪選項猴正確俘的是()．圖9-焦3-擁11答案AC一、袋電磁率感應腿中的傲電路吃問題1．粗細均象勻的禍電阻態絲圍赤成的爛正方鏡形線要框置曾于有總界勻羽強磁承場中或，磁毯場方犁向垂精直于夏線框塌平面踐，其體邊界索與正態方形擊線框饑的邊禁平行鹿．現跌使線療框以極同樣宅大小柳的速神度沿柱四個枕不同煌方向燦平移呆出磁耗場，檔如圖主所示片，則掌在移迎出過芝程中持線框賊一邊a、b兩點腳間的蹲電勢芽差絕賤對值戰最大乖的是()．答案B2．兩尊根平架行的攏長直孟金屬披導軌婦，其辜電阻著不計甚，導線ab、cd跨在糟導軌漲上且煩與導僵軌接斃觸良好，富如圖9-倦3-駛12所示份，ab的電塔阻大族于cd的電阻胞，當cd在外萍力F1(大小)的作炕用下糟，勻速傾向右擺運動歐時，ab在外莖力F2(大小)的作愈用下蠻保持夸靜止探，那重么在橫不計畜摩擦投力的難情況薄下(Uab、Ucd是導吸線與鋼導軌直接觸蜜間的舌電勢主差)亡()．A．F1>F2，Uab>UcdB．F1<F2，Uab＝UcdC．F1＝F2，Uab>UcdD．F1＝F2，Uab＝Ucd圖9-器3-判12解析通過房誠兩導闖線電舟流強忘度一蝴樣，重兩導楊線都爬處于月平衡簡狀態畫，則F1＝BI長L，F2＝BI礦L，所初以F1＝F2，A、B錯誤投；Uab＝IRab，這逆里cd導線要相當史于電射源，踐所以Ucd是路恥端電勁壓，Ucd＝IRab即Uab＝Ucd.答案D二、賓電磁箏感應榜中的菜動力槐學問偽題3．如圖9-哪3-折13所示支，兩永光滑框平行拿導軌水平脾放置鉗在勻豎強磁嶺場中刻，磁偷場垂宴直導軌悶所在樣平面麗，金憶屬棒ab可沿和導軌自由鳳滑動器，導刪軌一譯端連窩接一池個定聯值電阻R，金并屬棒笨和導等軌電材阻不秀計．妄現將寧金屬話棒沿砌導軌盤由靜減止向鄉豐右拉學，若兩保持幼拉力F恒定繳，經施時間t1后速涼度為v，加戚速度魯為a1，最抖終以撞速度2v做勻貿速運膽動；盆若保嘉持拉婆力的識功率P恒定脂，棒刃由靜濕止經斗時間t2后速囑度為v，加卸速度歸為a2，最扁終也嘩以速陣度2v做勻輩速運破動，替則()．A．t2＝t1B．t1>t2C．a2＝2a1D．a2＝5a1圖9-仰3-漏13答案B4．如德圖9-除3-或14所示央，足古夠長挽的光渾滑金叢屬導燈軌MN、PQ平行他放置峽，且欣都傾阻斜著該與水秘平面成夾納角θ.在導疼軌的蠶最上膽端M、P之間辰接有電阻R，不抓計其驕他電聞阻．偵導體專棒ab從導住軌的最頁底端栽沖上潛導軌鄉豐，當逃沒有提磁場銹時，ab上升喘的最胡大高賊度為H；若坑存在沒垂直寧導軌援平面慣的勻門強磁藍場時慨，ab上升蜓的最療大高號度為h.在兩雪次運曠動過浮程中ab都與訴導軌筒保持痛垂直不，且謊初速銹度都部相等儀．關蝦于上佩述情博景，房誠下列決說法鐵正確屯的是()．圖9-乖3-倚14答案B三、供電磁接感應家中的罰能量益問題5．如圖9-病3-匪15所示遮，邊娘長為L的正