电磁感应的综合问题课件.ppt

《电磁感应的综合问题课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3讲专题　电磁感应的综合应用一、电磁感应电路问题的理解和分类1．对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．问题分类：(1)确定等效电源的正负极，感应电流的方向，电势高低，电容器极板带电性质等问题．(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻，路端电压，电功率的问题．(1)判断感应电流和电动势的方向，都是利用“相当于电源”的部分根据右手定则或楞次定律判定的．实际问题中应注意外电路电流由高电势流向低电势，而内电

2、路则相反．(2)在闭合电路中，“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势．1．(2009年郑州调研)如下图甲所示，面积S＝0.2m2的线圈，匝数n＝630匝，总电阻r＝1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，设磁场垂直纸面向外为正方向，磁感应强度B随时间t按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，图甲中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V,0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”，则下列说法正确的是(　　)A．电流表的电流方向向左B．为了保证电路的安全，电路中允许通过的最大电流为1AC．线圈中产生的感应电动势随时间在变化D．若滑动变阻器的滑片置于最

3、左端，为了保证电路的安全，图乙中的t0最小值为40s【答案】D二、求解电磁感应与力学综合题的思路思路有两种，一种是力的观点，另一种是能量的观点．1．力的观点力的观点是指应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题的方法．即先对研究对象进行受力分析，根据受力变化应用牛顿第二定律判断加速度变化情况，最后找出求解问题的方法．2．能量观点动能定理、能量转化守恒定律在电磁感应中同样适用．三、电磁感应综合题中的两部分研究对象电磁感应中的综合题有两种基本类型．一是电磁感应与电路、电场的综合；二是电磁感应与磁场、导体的受力和运动的综合；或是这两种基本类型的复合题，题中电磁现象、力现象相互联系、相互影响和制约．这类题综

4、合程度高，涉及的知识面广，解题时可将问题分解为两部分：电学部分和力学部分．1．电学部分思路：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源．如果在一个电路中切割磁感线的是几部分但又互相联系，可等效成电源的串、并联．分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺电学量之间的关系．2．力学部分思路：分析通电导体的受力情况及力的效果，应用牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、能量守恒等规律理顺力学量之间的关系．3．两部分研究对象的网络结构图如下：从上面可看出电流I和速度v是联系这两个研究对象的纽带．2．如图所示，平行光滑U形导轨倾斜放置，倾角为θ＝37°，导轨间的距离L＝1.0m，电阻R＝0

5、.8Ω，导轨电阻不计．匀强磁场的方向垂直于导轨平面，磁感强度B＝1.0T，质量m＝0.5kg、电阻r＝0.2Ω的金属棒ab垂直置于导轨上．现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为F＝5.0N的恒力，使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行．当ab棒滑行0.8m后速度不变，求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)(1)金属棒匀速运动时的速度大小；(2)金属棒匀速运动时电阻R上的功率；(3)金属棒从静止起到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量为多少？【解析】(1)当金属棒匀速运动时，由力的平衡条件得：F＝mgsin37°＋BIL由闭合电路欧姆定律得：联立以上方程解得金属棒匀

6、速运动的速度大小为：v＝2.0m/s.(2)当金属棒匀速运动时，金属棒产生的感应电动势为：E＝BLv回路中的电流强度I＝电阻R上的电功率为：P＝I2R解得：P＝3.2W.(3)在金属棒滑行x＝0.8m的过程中，由动能定理得：Fx－mgxsin37°＋W安＝mv2－0回路所产生的总热量Q＝－W安联立以上方程得：Q＝0.6J电阻R上产生的热量为：【答案】(1)2.0m/s　(2)3.2W　(3)0.48J四、研究电磁感应中的图象问题图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感

7、应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量应用知识左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等(1)在图象问题中，经常利用类比法，即每一个物理规律在确定研究某两个量的关系后，都能类比成数学函数方程进