1、知 识 体 系 构 建 专 题 归 纳 整 合 专题一 感应电动势大小的计算及方向的确定1.感应电动势大小的求解公式(1)En t，用于求解回路中(不一定闭合)平均感应电动势的大小(2)EBLv，用于求解导体棒平动切割磁感线产生的电动势的大小(3)E12BL2，用于求解导体棒旋转切割磁感线产生的动生电动势的大小(4)EL I t，用于求解自感电动势的大小2.感应电动势和感应电流方向的确定 右手定则和楞次定律是用来判断电磁感应现象中感应电动势和感应电流方向的对于导体做切割磁感线的运动以及判断电势高低时,常常使用右手定则对于磁通量发生变化而引起感应电动势、感应电流方向的判断，则需使用楞次定律，在电
2、源内部，感应电流的方向由电源的负极指向正极，这是确定感应电动势方向的依据 如右图所示，水平放置的平行金属导轨MN和PQ，相距L0.50 m，导轨左端接一电阻R0.20，磁感应强度B0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ac垂直导轨放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计当ac棒以v4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：例1(1)ac棒中感应电动势的大小；(2)回路中感应电流的大小和方向；(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向【精讲精析】(1)根据法拉第电磁感应定律，ac棒 中 的 感 应 电 动 势 为E BLv 0.400.504.0 V
3、0.80 V.(2)根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为 IER0.800.20 A4.0 A 由右手定则可知，回路中感应电流的方向为aMRPca(或逆时针方向)(3)当ac棒向右匀速运动时，ac棒中有由c向a的电流，根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F安水平向左为维持ac棒做匀速运动，应施加一个与F安等值反向的水平外力F.即FF安BIL0.404.00.50 N0.80 N方向水平向右【答案】(1)0.80 V(2)4.0 A 方向为aMRPca(或沿逆时针方向)(3)0.80 N 方向水平向右专题二 电磁感应中的图像问题1.图像问题有两种情况：一是由给出的电磁感应过程选出或画出正确图像；二
4、是由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量2.分析思路：利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势及感应电流的大小，利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向,利用图像法直观、明确地表示出感应电流的大小和方向.如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R.abbccddal,现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行，令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t0，电流沿abcda流动的方向为正例2(1)求此过程中线框产生的焦耳热(2)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图像(3)在图丙中画出线框中a、b
5、两点间电势差Uab随时间t变化的图像【精讲精析】(1)ab 或 cd 切割磁感线所产生的感应电动势为 EBlv，对应的感应电流为 IERBlvR，ab 或 cd 所受的安培力 FBIlB2l2vR.外力所做的功为 W2Fl2B2l3vR，由能的转化和守恒定律可知，线框匀速拉出过程中所产生的焦耳热应与外力所做的功相等，即 QW2B2l3vR.(2)令 I0BlvR，画出的图像分为三段，如图所示：t0lv，iI0；tlv2lv，i0；t2lv3lv，iI0.(3)令 U0Blv，画出的图像分为三段，如图所示：t0lv，UabERR4E4Blv4 U04；tlv2lv，UabBlvU0；t2lv3l
6、v，UabER3R4 3E4 3Blv4 3U04.【答案】见精讲精析专题三 电磁感应中的力、电综合问题1.通电导体在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，解决的基本方法是：(1)由法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向(2)求回路中的电流(3)分析导体受力情况(包括安掊力在内的全面受力分析)(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程2.两种状态处理(1)导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力为零列式分析.(2)导体处于非平衡态处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能关系分析3.电磁感应中的动力学临界问题(1)解决这类问题的
7、关键是通过受力分析和运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度为最大值、最小值的条件(2)基本思路是：导体受外力运动 EBlv感应电动 势感 应 电 流 FBIL 导 体 安 培力合外力变化加速度变化速度变化临界状态列式求解如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m，导轨平面与水平面成37，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.例3(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8
8、W，求该速度的大小；(3)在上问中，若R2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)【精讲精析】(1)金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律 mgsinmgcosma 由式解得 a10(0.60.250.8)m/s24 m/s2.(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v、所受安培力为F，棒在沿导轨方向受力平衡 mgsinmgcosF0 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻 R 消耗的电功率 PFv 由两式解得 vPF80.210（0.60.250.8）m/s 10 m/s.(3)设电路中电流为 I，两导轨间金属棒的长为l，磁场的磁感应强度为 B IBlvR PI2R 由两式解得 B PRvl 82101 T0.4 T 方向垂直于导轨平面向上【答案】(1)4 m/s2(2)10 m/s(3)0.4 T，方向垂直于导轨平面向上本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
