素材-全国-2010_高中物理 电磁感应章节总结素材 新人教版选修3.rar

17用心爱心专心电磁感应章节总结一.教学内容：（1）楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。阻碍：磁通量增加时（感应电流磁场要削弱磁通量增加），B感与B原反向。磁通量减少时（感应电流磁场要补充磁通量），B感与B原同向。简单记忆：增反减同。（2）判断步骤：确定图1、图2中感应电流方向：（4）符合能量守恒：3.感应电动势：4.电磁感应中的能量转化：二.典型例题例1.如图1所示，半径为R、单位长度电阻为λ的均匀导体圆环固定在水平面上，圆环中心为O。匀强磁场垂直水平面方向向下，磁感应强度为B。平行于直径MON的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆与圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，∠aOb=2θ，速度为v。求此时刻作用在杆上的安培力的大小。图1解析：杆切割磁感线时，ab部分产生的感应电动势此时弧acb和弧adb的电阻分别为2λR（π-θ）和2λRθ作用在杆上的安培力例2.如图2所示，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为α，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方向的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的金属棒ab，质量为m，从静止释放沿导轨下滑。金属棒ab下滑过程中的最大速度是多少？ab与导轨间的动摩擦因数为μ，导轨和金属棒的电阻不计。图2解析：ab下滑做切割磁感线的运动，产生的感应电流方向及受力如图3所示。在下滑的过程中，ab棒做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度a=0时，速度达到最大值，设最大速度为vm，则有图3例3.两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图4所示。两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行。开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（见图）。若两导体棒在运动中始终不接触，求：图4（1）运动中产生的焦耳热最多是多少？解析：ab棒向cd棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流。ab棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动，cd棒则在安培力作用下作加速运动。在ab棒的速度大于cd棒的速度时，回路总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继续加速。两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度v做匀速运动。（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有mv0=2mv根据能量守恒，整个过程中产生的总热量此时回路中的感应电动势和感应电流分别为此时cd棒所受的安培力F=IBl例4.如图5装置中，a、b是两根平行直导轨，MN和IP是垂直跨在a、b上并可左右滑动的两根平行直导线，每根长为L。导轨上接入阻值分别为R和2R的两个电阻和一个板长为L’、间距为d的平行板电容器，整个装置放在磁感应强度为B且垂直导轨平面的匀强磁场中，当用外力使MN以速率2v向右匀速滑动，IP以速率v向左匀速滑动时，两板间正好能平衡一个质量为m的带电微粒，试问：图5（1）微粒带何种电荷？电量是多少？（2）外力的机械功率和电路中的电功率各是多少？解析：MN右滑时，由于上板电势比下板高，故在两板间形成的匀强电场方向竖直向下，微粒必带负电（2）MN和IP两导线所受安培力均为电路中产生感应电流的电功率例5.如图6所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω，R2=25Ω，穿过螺线管的匀强磁场的磁感强度按图7所示规律变化，试计算电阻R2的电功率和a、b两点的电势（设c点电势为零）。图6图7解析：穿过螺线管磁通量均匀增加，螺线管中感应电流磁场方向向左，感应电流从b流向a，a端电势高于b端电势。把螺线管视为电源，由闭合电路欧姆定律可求出通过螺线管回路电流，从而求出R2消耗电功率及a、b两点电势。由图，螺线管中磁感强度B均匀增加，由法拉第电磁感应定律，螺线管中产生的感应电动势通过螺线管回路的电流强度电阻R2上消耗功率：穿过螺线管的原磁场磁通量向左增加，螺线管中感应电流磁场方向向右，感应电流从a流向b，b端电势高，a端电势低。例6.如图8所示，边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形闭合导线框abcd，用细绳系住ba边的中点，绳的另一端跨过滑轮与一质量为M（M>m）的重物相连，有一磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场，磁场在竖直方向有明显的上、下边界，让重物带动线框上升，使abcd平面垂直于B，线框在穿过磁场的过程中，恰好做匀速运动，若摩擦阻力不计，求：（1）磁场在竖直方向上的