,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电 磁 感 应,自感现象,产 生,感应电动势,感应电流,的条件,磁通量是否变化,回路是否闭合,感应电动势,的,大小,=,N,(,/,t,),=,Blv,感应电流(电动势),的,方向,楞次定律,右手定则,解题关键,首要,条件是利用两个定律,画出等效电路图,再结合,所有力学观点进行分析,应用牛顿运动定律解决导体切割磁感线的动态动力学问题,应用能量观点解决电磁感应中涉及能的问题,应用动量观点解决导体棒 切割磁感线的运动问题,*,自感电动势的大小,=,L,(,i,/,t,),自感电动势的方向楞次定律,应用:日光灯,框架结构及热点透视,：,电 磁 感 应自感现象产,1,1、电磁感应中的图象问题：,高频例举及简要解析,：,(1)题型种类：,识图题,（斜率k，截距b，面积s,正负的 物理意义）、,画图题,(2)解题关键：,、推导出待求量随时间变化的,关系式,等式，、注意关键,转折点,的把握。,1、电磁感应中的图象问题：高频例举及简要解析：(1)题型,2,矩形线框,abcd,位于,xy,平面内，线框的,ab,边与,y,轴重点。令线框从,t,=0,的时刻起由静止开始沿,x,轴正方向做,匀加速,运动，则线框中的感应电流,I,（,取逆时针方向的电流为正）随时间,t,的变化图线,I-t,图可能是下图中的哪一个？(),x,y,o,a,b,d,c,例1、,如图所示，在 x0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于,xy,平面（纸面）向里。具有一定电阻的刚性,I,t,o,A,I,o,B,t,t,o,I,C,o,I,D,t,C,矩形线框abcd位于xy平面内，线框的ab,3,拓：,若取沿,+,x,方向为,F,安,(,F,外,),的正方向，则在此过程中关于,cd,边受到的,F,安,和施加在,ab,边上的拉力,F,外,随时间,t,的变化曲线分别如何？,t,o,安,t,o,外,若,：线圈以ab边为轴，以角速度匀速转动，画出it图像。,拓：若取沿+x方向为F安(F外)的正方向，则在此过程,4,例1.,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,，,ab,=,bc,=,cd,=,da,=,l,现将线框以与,ab,垂直的速度,匀速,穿过一宽度为,2,l,、,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,t,=0,，,试在图乙中画出,a,、,b,两点间的电势差,U,ab,随时间,t,变化的图象,a,d,c,b,l,2,l,B,甲,t,U,ab,o,乙,自我测评与反馈提升：,例1.如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻,5,2、电磁感应中的动力学问题:,常见于导体棒切割磁感线类问题中,（,1,）题型种类,水平轨道、竖直轨道、倾斜轨道,具有初速度的、初始受到外力（恒定的或变化的）开始运动切割磁感线的,（,2,）解题关键（方法、步骤）：,由法拉第电磁感应定律、楞次定律，右手螺旋定则、右手定则、（全电路）欧姆定律、左手定则、牛顿运动定律、运动学知识结合,动态变化,过程中的变量进行分析处理。关键是,受力分析,这一环节.（经常会用到,F,安,=,B,2,l,2,v,/,R,总,这一表达式）,2、电磁感应中的动力学问题:（1）题型种类水平轨道、竖直轨道,6,例2、,如图所示，两根足够长的,光滑,直金属导轨,MN,、,PQ,平行放置在倾角为,的绝缘斜面上，两导轨间距为,L,，,M,、,P,两点间接有阻值为,R,的电阻。一根质量为,m,的均匀直金属杆,ab,放在两导轨上，并与导轨垂直，金属杆的电阻为,r,，整套装置处于磁感应强度为,B,的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨电阻可忽略，让,ab,杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好。,R,B,a,b,（1）求在下滑过程中，,ab,杆可以达到的速度最大值。,（2）在加速下滑过程中，当,ab,杆的速度大小为,v,时，求此时,ab,杆中的电流及其加速度的大小；,例2、如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置,7,R,B,a,b,图,*,(二),若将电阻,R,换成一耐压值足够大的电容,C,，,其它条件不变，则棒的运动情况又将如何？当棒运动速度达到,v,时，电容器上储存的电场能为多少？,(,一)若从静止开始下滑到最大速度时所用的时间为t,(1)求下滑的距离？,（3）若导轨是粗糙的，动摩擦因素为，则电阻R上产生的热量Q为多少？,（2）在此过程中电阻,R,上产生的热量,Q,拓展：,RBab图*(二)若将电阻R换成一耐压值足够大,8,3、电磁感应中的动量、能量问题:,（,1,）题型种类,水平轨道、竖直轨道、倾斜轨道,具有初速度的、初始受到外力（恒定的或变化的）开始运动切割磁感线的,此外还有涉及电路的纯电阻类和含容电路类；棒在光滑（或粗糙）导轨上相互牵制滑动类等问题。,3、电磁感应中的动量、能量问题:（1）题型种类水平轨道、竖,9,（,2,）解题关键（方法、步骤）：,由法拉第电磁感应定律、楞次定律，右手螺旋定则、右手定则、（全电路）欧姆定律、左手定则、牛顿运动定律、运动学知识结合,动态变化,过程中的变量进行分析处理。关键是受力分析这一环节.（经常会用到,F,安,=,B,2,l,2,v,/,R,总,这一表达式）,此外还有动量观点（动量定理、动量守恒定律）,能量观点（动能定理、能量守恒定律）的综合应用。关键是最终运动稳定状态（静止、匀速、匀加速、共速、有稳度速度差等）的把握.（经常会用到,q,=,N,/,R,总,，,W,克安,=,E,电,=,Q,，,安,t,=,Blq,等,表达形式,）,（2）解题关键（方法、步骤）：由法拉第电磁感应定律,10,例.,如图甲所示，不计电阻的“”形光滑导体框架水平放置，框架中间区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为,B,=1T，,有一导体棒,AC,横放在框架上，其质量为,m,=0.1kg，,电阻为,R,=4，,现用轻绳拴住导体棒，轻绳一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上，另一端通过光滑的定滑轮与物体,D,相连，物体,D,的质量为,M,=0.3kg，,电动机内阻为,r,=1，,接通电路后，电压表的读数恒为,U,=8V，,电流表的读数恒为,I,=1A，,电动机牵引原来静止的导体棒,AC,平行于,EF,向右运动，其运动情况如图乙所示（取,g,=10m/s,2,），,求：（）匀强磁场的宽度；,（,2,）导体棒在变速运动阶段产生的热量。,例.如图甲所示，不计电阻的“”形光滑导体框架水平放置，框,11,A,V,B,E,F,A,C,D,甲,t/s,s/m,0,0.5,1.0,1.0,0.5,乙,拓:,(1)求导体棒在变速运动过程中流过它的电量.,(2)求导体棒在变速运动过程中流过它的电流的有效值.,AVBEFACD甲t/ss/m00.51.01.00.5乙拓,12,例3.,水平固定的光滑,U,型金属框架宽为,L,，,足够长，其上放一质量为,m,的金属棒,ab,，,左端连接有一阻值为,R,的电阻（金属框架、金属棒及导线的电阻均可忽略不计），整个装置处在向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为,B,。,现给棒一个初速,v,0,，,使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。（,1,）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求通过电阻,R,的电量和电阻,R,中产生的热量,（,2,）金属棒从开始运动到达稳定状态的过程中求金属棒通过的位移,（,3,）如果将,U,型金属框架左端的电阻,R,换为一电容为,C,的电容器，其他条件不变，如图所示。求金属棒从开始运动到达稳定状态时电容器的带电量和电容器所储存的能量（不计电路向外界辐射的能量）.,例3.水平固定的光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量,13,例4.,如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距,L,=1m，,两轨道之间用电阻,R,=2,连接，有一质量为,m,=0.5kg,的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度,B,=2T,的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆，使导体杆从静止开始做匀加速运动经过位移,s,=0.5m,后，撤去拉力，导体杆又滑行了,s,=3,s,=,1.5m,后停下,B,R,F,例4.如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L,14,求：,(1)全过程中通过电阻,R,的电荷量。,(2)拉力的冲量。,(3)整个过程中导体杆的最大速度。,(4)在匀加速运动的过程中，某时拉力与时间的关系式。,B,R,F,求：(1)全过程中通过电阻R 的电荷量。BRF,15,