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1、1.电磁感应中的电路问题,2.电磁感应和力学规律的综合应用,电磁感应综合专题复习,2.电磁感应现象中 那部分电路 相当于闭合电路中的电源，这种等效电源通常包括 电源和 电源两类。,1闭合电路通常由两大部分组成，一是，二是。,温故而知新：,电源,外电路,产生感应电动势的,动生,感生,一.电磁感应中的电路问题,例1.两根光滑的长直金属导轨MN、MN平行置于同一水平面内，导轨间距为L，电阻不计，M、M处接有如图所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为L、阻值同为R 的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab 在外力作用下向右匀速运动且与
2、导轨保持良好接触，在ab 运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：（1）ab运动速度v 的大小；（2）电容器所带的电荷量q。,请先思考，然后说出你的思路即可，课后做计算。,引申：（3）如图所示，假设原电路右端连有一部分形状与正弦函数形状相同的电路，且满足y=Lsinx。假设金属棒电阻和正弦状电路的电阻不计，其它条件不变，在金属棒以速度v匀速滑过正弦段电路的过程中，求整个电路中产生的焦耳热。（思考，说思路。）,提醒1：动生电源情形可以较复杂；内外电路的电阻连接也要仔细分析。,例2.如图所示，在PQ、QR 区域中存在着磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场、磁场方向均垂直于纸面。一
3、导线框abcdefa位于纸面内，框的邻边都相互垂直，bc边与磁场的边界P重合，导线框与磁场区域的尺寸如图所示。从t0时刻开始，线框匀速横穿两个磁场区域。已知导线框的总电阻为R，运动速度为v。求导线框位于如图两位置时回路中的感应电流。,提醒2：仔细分析等效电源：个数、正负极、变化,答案：(1)i=0（2）i=3Blv/R,例3（07上海）如图所示，LOO/L/为一折线，它所形成两个角LO O/和OO/L/均为45。折线的右边有一匀强磁场，其方向垂直于纸面向里，一边长为l的正方形导线框沿垂直于OO/的方向以速度v作匀速直线运动，在t0的刻恰好位于图中所示位置。以逆时针方向为导线框中电流的正方向，定
4、性画出线框中感应电流随时间变化的图象。,提醒3：当心电动势的突变！,例4如图所示，半径为r的金属圆环上接有两只小灯泡L1和L3，圆环上的A点和圆心之间又接有小灯泡L2，三个小灯泡L1、L2、L3的电阻依次为3R、3R和6R。一半径也为r的金属棒一端与圆心连接，一端搁在金属圆环上，可以绕圆心旋转而保持和圆心及圆环的良好接触。在圆环的直径MN一侧分布有按图示规律变化的均匀磁场。除三个小灯泡的电阻外，其余电阻均不计。t=0时刻使金属棒从N点开始以角速度顺时针匀速转动，当其转动到M处时迫使其停止。求：（1）金属棒转过90时小灯泡L3的电功率；（2）在0/和/2/两时段中小灯泡L2消耗的电能之比。,提醒
5、4：电源类型的转换电路结构变化,重点分析电源和电路结构，不必计算。,电磁感应中的电路问题,等效电源,外电路：,类型：动生还是感生？,个数及连接方式,变化：类型、正负极、个数,结构及其变化,课时小结：,预备题：1.两条彼此平行间距 l=0.5m 的光滑金属导轨水平固定放置，导轨左端接阻值 R=2 的电阻，右端接阻值 RL=4的小灯泡，如图（a）所示在导轨的 MNQ P矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，M P的长 d=2m,MNQP区域内磁场的磁感应强度 B 随时间 t 变化如图（b）所示垂直导轨跨接一金属杆，金属杆的电阻r=2，两导轨电阻不计在t=0时，用水平恒力 F 拉金属杆，使金属杆由静止开始
6、从 GH 位置向右运动，当金属杆从 GH 位置运动到PQ 位置的过程中，小灯泡的亮度一直没有变化求：(1）通过小灯泡的电流 I.(2）水平恒力 F 的大小(3）金属杆的质量 m.,提醒：电源类型变化了！外电路结构也变化了！,预备题：2.把总电阻为2R和R的两个粗细均匀的电阻丝焊成直径分别为2d和d的两个同心圆环，水平固定在绝缘桌面上，在大小两环之间的区域穿过一个竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。一长度为2d、电阻等于R的粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，与两环保持良好接触，如图所示。当金属棒以恒定的速度v向右运动并经过环心O时，试求（1）金属棒中产生的感应电动势；（2）金属棒中EF段的电流强度
7、；（3）EF两点间的电势差。,提醒：当电路非常复杂时，最好画出规范的等效电路图。,电磁感应,电磁感应现象,感应电流的产生条件,法拉第电磁感应定律,楞次定律,电磁感应的应用,自感,互感,涡流,高考要求,E=BLv,【知识回顾】,二.电磁感应和力学规律的综合应用,【热身训练】水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，磁感应强度为B，导轨间距为l，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab 的运动情况，并求ab的最大速度。,电磁感应中的力学问题，基本思路是：,源,路,力,力学规律求解,【例1】如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面
8、与水平面成=37角，下端连接阻值为R的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直向下质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25求：(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小(2)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；(g=10ms2，sin370.6，cos370.8),物体动能的变化,讨论：上题中所涉及的功、能问题：,问题1：上题中几个力做功？,重力做正功、摩擦力做负功安培力做负功、支持力不做功,问题2：各力所做的功与什么能量相对应？,重力势能的增量,重力做的功,合外力做的功,摩擦力做的功,摩擦生热,电路
9、中转化的电能,克服安培力做的功,【巩固训练】两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度。如图所示，在这过程中（）A作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C恒力F与安培力的合力所做的功等于零D恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热,AD,【例2】如图所示，足够长的金属导轨ABC和FED，二者相互平行且相距为L，其中AB、FE
10、是光滑弧形导轨，BC、ED是水平放置的粗糙直导轨，在矩形区域BCDE内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒MN质量为m、电阻为r，它与水平导轨间的动摩擦因数为，导轨上A与F、C与D之间分别接有电阻R1、R2，且R1=R2=r，其余电阻忽略不计。现将金属棒MN从弧形导轨上离水平部分高为h处由静止释放，最后棒在导轨水平部分上前进了距离s后静止。(金属棒MN在通过轨道B、E交接处时不考虑能量损失，金属棒MN始终与两导轨垂直，重力加速度为g)求：(1)金属棒在导轨水平部分运动时的最大加速度；(2)整个过程中电阻R1产生的焦耳热。,思考:,1.该图景包含几个过程？,每个过程你能得出什么结论？,切
11、割磁感线形成感应电动势时，电路是怎么样的？,【例3】如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动求：（1）线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；(2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q,（1）找准主动运动（即切割磁感线）者，用法拉第 电磁感应定律和楞次定律求解电动势大小和方向.（2）根据等效电路图，求解回路电流大小及方向（3）分析导体棒的受力情况（4）列出动力学方程或平衡方程或者是能量关系进 行求解,总结：,对于复杂的问题：捕捉关键状态、分解复杂物理过程,稳定状态列力或功率平衡的方程,变速状态,匀变速运动,非匀变速运动,牛顿运动定律,能量守恒定律,功能关系,
