1、安丰中学2016届高三物理二轮复习教学案专题十一 电磁感应应用目标：电磁感应的综合应用例题分析：例1：（单选） 如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d（dL）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域。下列v-t图象中，可能正确描述上述过程的是答案D本题帮助学生着力解决的几个问题：1速度图像中斜率的意义；2分析线框的运动和受力情况；3画电流、加速度、安培力等图像。例2：（单选）如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感
2、L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是答案B本题帮助学生着力解决的几个问题：1分析比较通路自感与断路自感；2会用图像分析自感现象；3画流过灯泡的i-t图像。MRBrNa例3：如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5 m，左端接有阻值R=0.3 的电阻，一质量m=0.1 kg，电阻r=0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4 T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2 m/s2的加
3、速度做匀加速运动，当棒的位移x=9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q2=21。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：【本资料、全品中考网；全品教学网为您提供最新最全的教学资源。】(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF。解答：（1）棒匀加速运动所用时间为t，有 s 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 A 根据电流定义式有 C（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为 m/s 撤去外力后棒在安培
4、力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 J（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为J 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 则 J班级： 姓名 ： 学号： 针对练习：1（单选题）如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中A穿过线框的磁通量保持不变B线框中感应电流方向保持不变C线框所受安掊力的全力为零D线框的机械能不断增大答案：B2.（单选题）粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置
5、于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（ ）a bva bva bva bvABCDabababab答案：A3如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大(运动过程中杆
6、始终与导轨保持垂直)设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.求：1)此过程杆的速度最大值vm；(2)此过程流过电阻R的电量解答：(1)当杆达到最大速度vm时，EBdvmF安BIdIFfmg匀速时合力为零Fmg0得vm.(2)由公式qt得q.4如图，水平面内有一光滑金属导轨，其MN、PQ边的电阻不计，MP边的电阻阻值R=1.5, MN与MP的夹角为1350， PQ与MP垂直，MP边长度小于1m。将质量m=2kg，电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上，并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、 H间的距离L=4m。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。在外力作用下，棒
7、由GH处以一定的初速度向左做直线运动，运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA。(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间。(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中，外力做功W=7J，求初速度v3。解析：（1）棒在GH处速度为v1 ,因此E1=BLv1 由闭合电路欧姆定律得I1=BLv1/R 棒在GH处所受安培力为FA BI1L 解得：FAB2L2v1/R = 8N （2）设棒移动距离为a2m，由几何关系可得EF间距也为a，磁通量的变化量Ba(a+L)/2 运动时回路中电流保持不变，即感应电动势E2不变，有E2=BLv2 又整个过程中E2= /tBa(a+L)/(2t) 解以上两式并代入数据得ta(a+L)/(2Lv2)1s （3）设外力做功为W，克服安培力做功为WA，导体棒在EF处的速度为v4 。由动能定理得：WWAmv42/2mv32/2 克服安培力做功WAQI32Rt1 式中I3=BLv3/R，t1=a(a+L)/2Lv3得WA=a(a+L)B2Lv3/2R由于电流不变，有v4=Lv3/a因此W=a(a+L)B2Lv3/2R+m(L2/a2-1)v32/2代入数据得3v32+4v3-7=0解得：v31m/s或v3-7/3m/s(舍去)
