高三物理复 习第九章 电磁感应人教实验版.doc

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1、高三物理复习第九章电磁感应人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：复习第九章电磁感应二.重点、难点：电磁感应中的几类典型问题（一）电磁感应中的动力学问题电磁感应和力学问题的综合，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力，因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系，这类问题中的导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态，故解这类问题时正确进行动态分析确定最终状态是解题的关键。1.受力情况、运动情况的动态分析、思考路线是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→

2、合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→…，周而复始地循环，直至最终达到稳定状态，此时加速度为零，而速度v通过加速达到最大值，做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线运动。2.解决此类问题的基本步骤（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律（包括右手定则）求出感应电动势的大小和方向。（2）依据全电路欧姆定律，求出回路中的电流强度。（3）分析导体的受力情况（包含安培力，可利用左手定则确定所受安培力的方向）。（4）依据牛顿第二定律列出动力学方程或平衡方程，或运动学方程，或能量守恒方程，然后求解

3、。例1.（2004·上海）水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L，一端通过导线与阻值为R的电阻连接；导轨上放一质量为m的金属杆（见图甲），金属杆与导轨的电阻忽略不计，匀强磁场竖直向下。用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动，当改变拉力的大小时，相对应的匀速运动速度v也会变化，v和F的关系如图乙。（取重力加速度g=10m/s2）（1）金属杆在匀速运动之前做什么运动？（2）若m=0.5kg，L=0.5m，R=0.5Ω，磁感应强度B为多大？（3）由v—F图线的截距可求得什

4、么物理量？其值为多少？解析：（1）变速运动（或变加速运动、加速度减小的加速运动）（2）感应电动势：E=BLv感应电流：用心爱心专心安培力：由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力的作用，匀速时合力为零。由图线可知直线的斜率为K=2，得（3）由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f，。若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力，由截距可求得动摩擦因数μ=0.4。答案：（1）变速运动（2）1T（3）动摩擦因数μ=0.4（二）电磁感应中的电路问题1.求解电磁感应中电路问题的关键是清楚内电路和外电路。“切割”磁感线的导体和

5、磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻，相当于内电阻，而其余部分的电路则是外电路2.几个公式：①感生电动势动生电动势E=BLv（B、L、v两两垂直）电源内部电流由负极到正极②感生电荷量与磁通量变化的时间无关，q为通过电源的总电荷量。3.解决此类问题的基本步骤：①用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向。②分析内、外电路的结构。③应用闭合电路的欧姆定律和部分电路欧姆定律及串、并联规律、电功率计算公式等联立求解。例2.如图所示，有一磁感应强度为B=0.40T的匀强

6、磁场，其磁感线垂直地穿过半径l=20cm的金属环。OA是一根金属棒，它贴着圆环沿顺时针方向绕O点匀速转动，OA棒的电阻r=0.40Ω，电路上三只电阻，圆环与其他导线的电阻不计。当电阻消耗的电功率为时，OA棒的角速度是多大？解析：OA金属棒切割磁感线运动产生的感应电动势，把它当作电源，根据题意画出等效电路，如图所示。用心爱心专心由三个电阻并联，并且三个电阻相等，所以外电路的总电阻为而总电流为，故电源电动势为根据法拉第电磁感应定律得答案：90rad/s例3.矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=

7、10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，求：（1）线圈回路中产生的感应电动势和感应电流；（2）当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小；（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热。解析：磁感应强度的变化率感应电动势为感应电流为（2）当t=0.3s时，磁感应强度B=0.2T，则安培力为（3）用心爱心专心答案：（1）2V0.4A（2）3.2N（3）48J例4.（2004·河南）图中为在同一竖

8、直面内的金属导轨，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在的平面（纸面）向里。导轨的段是竖直的，距离为l1；段也是竖直的，距离为l2，为两根用不可伸长的绝缘轻线相连的金属细杆，质量分别为，它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触。两杆与导轨构成的回路的总电阻为R。F为作用于金属杆上的竖直向上的恒力。已知两杆运动到图示位置时，已匀速向上运动，求此时作用于两杆的重力的功率的大小和回路电阻上的热功率。解析：设杆向上运动的速度为v，因杆的运动，两杆与导轨构成的回路的面积减少，从而磁