广东省惠州市高中物理第一章电磁感应(四)第五、六节电磁感应规律应用2导学案(无答案)粤教版选修

1、I、tqrt.、八I课刖先学案 -I第一章 电磁感应(四)电磁感应规律的应用(2)(第五、六节)【自主学习】学习目标1.1. 能综合应用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决电磁感应中的图象问题2.2. 掌握电磁感应中动力学问题的分析方法 3.3. 能解决电磁感应中的动力学与能量结合的综合问题.4.4. 会分析自感现象及日光灯工作原理。一、自主学习1 1 感应电流的方向一般是利用楞次定律或右手定则进行判断；闭合电路中产生的感应电动势E=n或E=BLv.t2 2垂直于匀强磁场放置、长为L的直导线通过电流I时，它所受的安培力F=_B!L，安培力方向的判断用左手定则.3 3 牛顿第二定律：F=ma它揭示了

2、力与运动的关系.当加速度a与速度v方向相同时，速度增大，反之速度减小.当加速度a为零时，物体做丄速直线运动.4 4.电磁感应现象中产生的电能是通过克服安培力做功转化而来的二、要点透析要点一 电磁感应中的图象问题1 1 .对于图象问题，搞清物理量之间的函数关系、变化范围、初始条件、斜率的物理意义等， 往往是解题的关键.2 2 .解决图象问题的一般步骤(1)(1) 明确图象的种类，是Bt图象还是一t图象，或者Et图象、It图象等.(2)(2) 分析电磁感应的具体过程.(3)(3) 用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向.(4)(4) 用法拉第电磁感应定律E=n苛或E=BLv求感应电动势的大小.(5

3、)(5) 结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式.(6)(6) 根据函数关系画图象或判断图象，注意分析斜率的意义及变化.问题一 匀强磁场的磁感应强度 B=B= 0.20.2 T T,磁场宽度1= 4 4 m,m, 正方形金属框边长ad=I= 1 1 m m, 每边的电阻r= 0.20.2Q,金属框以v= 1010 m/sm/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线 方向垂直，如图所示.-2 -求：(1)(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，各阶段的等效电路图.-3 -(2)(2)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的 画出ab两端电压的U- t图线.

4、( (要求写出作图依据) )i-1图线；( (要求写出作图依据) )要点二 电磁感应中的动力学问题1.1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力作用，所以电磁感应问题往往与力学 问题联系在一起，处理此类问题的基本方法是：(1)(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.(2)(2)求回路中的电流强度的大小和方向.(3)(3)分析研究导体受力情况( ( 包 括安培力) ).(4)(4)列动力学方程或平衡方程求解.2 2 电磁感应现象中涉及的具有收尾速度的力学问题，关键要抓好受力情况和运动情况的动态分析;如诫依动势变化旷与 a 的方向艾系口变化*F=ma 合外力周而复始地循

5、环，加速度等于零时，导体达到稳定运动状态.3 3 两种状态处理导体匀速运动， 应根据平衡条件列式分析； 导体做匀速直线运动之前， 往往做变加速运动, 处于非平衡状态，应根据牛顿第二定律或结合功能关系分析.【课前自测】1 1、( (单选) )在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环.规定导体环中电流的正方向如图1 1甲所示，磁场向上为正.当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是( () )-4 -电磁感应规律的应用【当堂检测】1.1.（单选）如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电约等于R的

6、两倍，则（）2.2.（单选）如图 5 5所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电 关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是（）A.S S 接通，S S2、S S3断开，日光灯就能正常发光B.S S、S S2接通，S S3断开，日光灯就能正常发光C. S3断开，接通S、S,再断开S,日光灯就能正常发光路连接,D.D.当日光灯正常发光后，再接通S Sa,日光灯仍能正常发光3.3.如图 3 3 甲所示，两根足够长的直金属导轨MN PQ平行放置在倾角为0的绝缘斜面上，轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下.导 轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下

7、滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦.（1 1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.（2 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.（3 3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度的最大值.CDL流电阻忽阻R阻值-5 -【A A.闭合开关 S S 时，LA、LB同时达到最亮，且 LB更亮一些B.B. 闭合开关 S S 时，LA、LB均慢慢亮起来，且 LA更亮一些C.C. 断开开关 S S 时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭D.D. 断开开关 S S 时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭2.2.（单

8、选）如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计.ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨/“ 接触良好的金属杆.开始时，将开关S S 断开，让杆ab由静止开始自由下落过段 时间后，再将 S S 闭合，若从 S S 闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时 -间t变化QIN3.3.如图所示，足够长的U形框架宽度是L= 0.50.5 m m，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成0=3737角，磁感应强度B= 0.80.8 T T 的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量为m=m= 0.20.2 kgkg,有效电阻R= 2 2Q的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，该导体

9、棒与框架间的动摩擦因数卩=0.50.5，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动时，通过导体棒截面的电荷量为 Q=Q= 2 2 C.C. （sinsin 3737 =0.60.6 ,coscos 3737 = 0.80.8）求：（1 1）导体棒匀速运动的速度.（2 2）导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动，这一过程中导体棒的有效电阻消耗的电功.-6 -【当堂训练】1.1.（电磁感应中的动力学问题 ）（单选）如图 7 7 所示，匀强磁 虚线框内，矩形线圈竖直下落.如果线圈中受到的磁场力总小场存在于则它在 1 1、2 2、3 3、4 4 位置时的加速度关系为（）A A.aia2asa4B B .

10、ai=a2=as=a4C. ai=a3a2 D D .ai=a3a?=a42.2.（电磁感应中的图象问题）（双选）如图甲所示，一个闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁1xxx X X-7 -场中，设磁场方向向里为磁感应强度B的正方向，线圈中的箭头为电流I的正方向线圈及线圈 中感应电流I随时间变化的图线如图乙所示，则磁感应强度B随时间变化的图线可能是 （ ）（电磁感应中的动力学及能量综合问题 ）足够长的平行金属导轨MN和PK表面粗糙，与水平面之间的夹角为a，间距为L. .垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度为B, MP间接有阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，其他电阻不计如图 9 9

11、 所示，用恒力F沿导 轨平面向下拉金属杆ab,使金属杆由静止开始运动，杆运动的最大速度为vm,ts s 末金属杆的速度为Vi，前ts s 内金属杆的位移为x,（重力加速度为g）求：（1 1）金属杆速度为Vi时加速度的大【巩固拓展】1.1.（单选）如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L,导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止.已知金属棒直部分导轨间的动摩擦因数为卩,金属棒与导轨间接触小；（2 2）整个系统在前ts s 内产生的热量.属棒-8 -好.则金属棒穿过磁场区域的过程中（）A A.流过金属棒的最大电流为B B 通过金的电荷量为BdL-9 -1 1C.克服安培力所做的功为mghD D .金属棒产生的焦耳热为 2(2(mgh-mgd2.如图 1111 所示， 倾角为0的“UU型金属框架下端连接一阻值为R的电阻，相互平行的金属杆MN PQ间距为L,与金属杆垂直的虚线aibi、azbzb 区域内有垂直框架平面向上的匀强磁场，磁感 应强度大小为B,aibib、azb2