《2009屆高三必備課件——電磁感應(yīng)典型例題解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2009屆高三必備課件——電磁感應(yīng)典型例題解析（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,電磁感應(yīng)典型例題解析,例題一,如圖所示，,AB,、,CD,是兩極足夠長的固定平行金屬導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間的距離為,L,，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角是,。在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為,B,，在導(dǎo)軌的,AC,端連接一個阻值為,R,的電阻。一根垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒,ab,，質(zhì)量為,m,，從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，求,ab,棒的最大速度。要求畫出,ab,棒的受力圖。已知,ab,與導(dǎo)軌間的滑動摩擦系數(shù),，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計。,mg,N,f,F,受力圖如右,例題分析與解答,導(dǎo)體棒的受力圖
2、以及它的速度加速度的方向如圖所示。,當(dāng),a=0,時速度最大。,mgsin,=,mgcos,+ILB I=LV,m,B/R,V,m,=mgR(sin,-,cos,)/L,2,B,2,。,例題二,兩根相距,d=0.20m,的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,B=0.20T,。導(dǎo)軌上面橫放著兩根金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路，每條金屬細(xì)桿的電阻,r=0.25,，回路中其余部分的電阻可不計。已知兩金屬細(xì)桿在平行于導(dǎo)軌的拉力的作用下沿導(dǎo)軌朝相反方向勻速平移，速度大小都是,v=5.0m/s,，如圖所示。不計導(dǎo)軌上的摩擦。（,1,）求作用于每條金屬細(xì)桿的拉力的大??；（,2
3、,）求兩金屬細(xì)桿在間距增加,0.40m,的滑動過程中共產(chǎn)生的熱量。,例題分析與解答,（,1,）,E=LVB2=0.4V,，,I=0.8A,，,F=IdB=0.032N,。,（,2,）,Q=I,2,Rt=0.0128J,本題中外力做的功等于電流產(chǎn)生的熱量，故：,Q=2FX=2 0.2 0.032=0.0128J,例題三,兩金屬桿,ab,和,cd,長均為,L,，電阻均為,R,，質(zhì)量分別為,M,和,m,，,Mm,。用兩根質(zhì)量和電阻均可忽略的不可伸長的柔軟導(dǎo)線將它們連成閉合回路，并懸掛在水平、光滑、不導(dǎo)電的圓棒兩側(cè)。兩金屬桿都處在水平位置（如圖所示）。整個裝置處在一與回路平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)
4、強(qiáng)度為,B,。若金屬桿,ab,正好勻速向下運(yùn)動，求運(yùn)動速度。,例題分析與解答,設(shè)磁場方向向外,先研究,M,Mg,T,T,I,F=ILB,I,F=ILB,mg,T,T,Mg=2T+ILB,再研究,m,mg+ILB=2T,I=2LVB/2R,V=(M-m)g/2L,2,B,2,。,I,怎么求？,例題四,把總電阻為,2R,的均勻電阻絲焊接成一半徑為,a,的圓環(huán)，水平固定在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,B,的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，一長度為,2a,，電阻為,R,的粗細(xì)均勻金屬棒,MN,放在圓環(huán)上，它與圓環(huán)始終保護(hù)良好的電接觸。當(dāng)金屬棒以恒定的速度,v,垂直于棒向右運(yùn)動到圖示位置時，求：（,1,）棒中電流的大小
5、和方向及金屬棒兩端的電壓,U,MN,；（,2,）金屬棒所受磁場力的大小和方向。,例題分析與解答,這類問題的關(guān)鍵是找出電源，分清內(nèi)外電路。,V,I,F,方向向左,（,1,）,（,2,）,例題五,圖為一個直流發(fā)電機(jī)及其給負(fù)載輸電的電路，導(dǎo)體滑軌為兩個半徑為,L,1,=0.3m,以及,L,2,=1.3m,的同心圓軌，水平放置，其電阻可略去，滑線可繞過圓心且垂直軌面的軸,OO,自由轉(zhuǎn)動，并且與滑軌接觸良好，滑線單位長度的電阻為,=1,/m,，整個裝置處在垂直軌面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為,B,的勻強(qiáng)磁場中，滑軌上,a,、,b,兩點(diǎn)為發(fā)電機(jī)的輸出端，,R,0,=1,，,L,為,“,2V1W”,燈泡，不計其電阻的變化
6、。當(dāng),K,斷開時，,L,剛好發(fā)正常發(fā)光，,B=0.5T,。求：（,1,）滑線的轉(zhuǎn)數(shù)；（,2,）當(dāng),K,閉合時，,L,與,R,兩者的功率之和正好等于,L,的額定功率，求,R,。,例題分析與解答,（,1,）燈正常發(fā)光時電流,I,1,=0.5A,U,ab,=2.5V E=U,ab,Ir=3V,（,2,）,EI=I,2,（,r+R,0,）,+1, 3I=2I,2,+1,，,I=1A,U,并,=1V,R,并,=1,.,R,并,=RR,L,/,（,R+R,L,）,=4R/,（,4+R,）,=1,R=4/3,=1.33 ,。,例題六,一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中，設(shè)向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度,B,的正方向，
7、線圈中的箭頭為電流,i,的正方向,如圖,(1),所示,。已知線圈中感生電流,i,隨時間而變化的圖象,如圖,(2),所示,，則磁感應(yīng)強(qiáng)度,B,隨時間而變化的圖象可能是, ,例題分析與解答,在已知感生電流的情況下，原磁場的變化一般有兩種可能。由圖,2,知,0,0.5s,內(nèi)感生電流是負(fù)值，即感生電流產(chǎn)生,“,點(diǎn),”,原磁場可能是,“,點(diǎn),”,減少或者,“,叉,”,增加；,0.5s,1.5s,內(nèi)感生電流是正值，即感生電流產(chǎn)生,“,叉,”,，,原磁場可能是,“,叉,”,減少或者,“,點(diǎn),”,增加；,1.5s,2.5s,內(nèi)感生電流是負(fù)值，感生電流又產(chǎn)生,“,點(diǎn),”,，,原磁場又可能是,“,點(diǎn),”,減少或者
8、,“,叉,”,增加；,這里,“,叉,”,增的意義就是,B0,且增大；,“,點(diǎn),”,減的意義是,B0,且絕對值減小，,所以正確選項(xiàng)是,CD,。,作業(yè),1,如圖所示，,A,、,B,為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度。兩個相同的磁性小球，同時從,A,、,B,管上端的管口無初速釋放，穿過,A,管的小球比穿過,B,管的小球先落到地面。下面對于兩管的描述中可能正確的是, ,A A,管是用塑料制成的，,B,管是用銅制成的,B A,管是用鋁制成的，,B,管是用膠木制成的,C A,管是用膠木制成的，,B,管是用塑料制成的,D A,管是用膠木制成的，,B,管是用鋁制成的,B,
9、中的小球阻力較大，可能發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,A,D,作業(yè),2,如圖所示，有兩根和水平方向成,角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻,R,，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為,B,，有一根質(zhì)量為,m,的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時間后金屬桿的速度會趨近于一個最大速度則, ,A,、如果,B,增大，,v,m,將變大,B,、如果,變大，,v,m,將變大,C,、如果,R,變大，,v,m,將變大,D,、如果,m,變小，,v,m,將變大,B,C,作業(yè),3,如圖所示是一種延時開關(guān)，當(dāng),S,1,閉合時，電磁鐵,F,將銜鐵,D,吸下，,C,線路接通。當(dāng),S,1,斷開時，由于電磁感應(yīng)
10、作用，,D,將延遲一段時間才被釋放。則, ,A,、由于,A,線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放,D,的作用,B,、由于,B,線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放,D,的作用,C,、如果斷開,B,線圈的電鍵,S,2,無延時作用,D,、如果斷開,B,線圈的電鍵,S,2,延時將變長,B,C,作業(yè),4,如圖（,a,），圓形線圈,P,靜止在水平桌面上，其正上方懸掛一相同的線圈,Q,，,P,和,Q,共軸，,Q,中通有變化電流，電流隨時間變化的規(guī)律如圖（,b,）所示，,P,所受的重力為,G,，桌面對,P,的支持力為,N,，則, ,A,、,t,1,時刻,N,G,。,B,、,t,2,時刻,N,G,。,C,、,t,
11、3,時刻,N,G,。,D,、,t,4,時刻,N=G,。,Q,中電流增大相當(dāng)于,Q,向,P,靠近，,P,中感應(yīng)電流要排斥,Q,。,A,C,作業(yè),5,如圖所示，一寬,40cm,的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為,20cm,的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度,v=20cm/s,通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進(jìn)入磁場的時刻,t=0,，在下列圖線中，正確反映感生電流強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律的是, ,磁通量先增大，再不變，最后減少,C,作業(yè),6,M,和,N,是繞在一個環(huán)形鐵心上的兩個線圈，繞法和線路如圖所示?，F(xiàn)將開關(guān),K,從,a,處斷開，然后
12、合向,b,處，在此過程中，通過電阻,R,2,的電流方向是：, ,A,、先由,c,流向,d,，后又由,c,流向,d,B,、先由,c,流向,d,，后又由,d,流向,c,C,、先由,d,流向,c,，后又由,d,流向,c,D,、先由,d,流向,c,，后又由,c,流向,d,對線圈,N,來說，,a,斷開則順時針的磁通量減少，,b,接通則逆進(jìn)針的磁通量增大。,A,作業(yè),7,圖示電路中,A,1,和,A,2,是完全相同的燈泡，線圈,L,的,電阻為零下列說法中正確的是：, ,A,、合上開關(guān),K,接通電路時,A,2,先亮，,A,1,后亮最后一樣亮,B,、合上開關(guān),K,接通電路時，,A,1,和,A,2,始終一樣亮,C
13、,、斷開開關(guān),K,切斷電路時，,A,2,立刻熄滅，,A,1,過一會兒熄滅,D,、斷開開關(guān),K,切斷電路時，,A,1,和,A,2,都要過一會兒才熄滅,合上電鍵時,L,阻礙電流增大，,A,2,先亮,斷開電鍵時,L,是個電源，,LA,1,A,2,是個新回路,A,D,作業(yè),8,在圖中的自感現(xiàn)象中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)斷開電鍵,K,時，燈泡,A,會更亮一些再熄滅此現(xiàn)象表明, ,A,、線圈,L,中電流增大,B,、線圈,L,中電流減小,C,、線圈,L,中電流先增大后減小,D,、,線圈,L,中電流變化無法判斷,L,的作用是阻礙電流的減少，但電流肯定在減少,因?yàn)樽璧K不是阻止。,B,燈變亮是因?yàn)?A,中電流比原來的電流大,燈為
14、何變亮？,作業(yè),9,如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，距離為,l,0.2,米，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為,R,0.5,歐的電阻，在,X,0,處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強(qiáng)度,B,0.5,特斯拉。一質(zhì)量為,m,0.1,千克的金屬直桿垂直放置在導(dǎo)軌上，并以,v,0,2,米,/,秒的初速度進(jìn)入磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力,F,的共同作用下作勻變速直線運(yùn)動，加速度大小為,a,2,米,/,秒,2,、方向與初速度方向相反。設(shè)導(dǎo)軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好。求：（,1,）電流為零時金屬桿所處的位置；（,2,）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力,F,的大小和方向；（,3
15、,）保持其他條件不變，而初速度,v,0,取不同值，求開始時,F,的方向與初速度,v,0,取值的關(guān)系。,解答,（,1,）,V=0,時,I=0,-2aX=0-V,0,2,X=1m.,(2)I,m,=LV,0,B/R=0.4A,當(dāng),I=0.2A,時,ILB=0.02N,當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動時,F,f,安,ma,，,F,ma,f,安,0.18N,方向與,x,軸相反,當(dāng)導(dǎo)體棒向左運(yùn)動時,F,f,安,ma,F,ma,f,安,0.22N,方向與,x,軸相反,（,3,）開始時,v,v,0,，,f,安,I,m,BL,B,2,L,2,v,0,/R,F,f,安,ma,，,F,ma,f,安,ma,B,2,L,2,v,0,
16、/R,當(dāng),v,0,maR/B,2,L,2,10m/s,時，,F,0,方向與,x,軸相反,當(dāng),v,0,maR/B,2,L,2,10,m/s,時，,F,0,方向與,x,軸相同,作業(yè),10,如圖所示，固定水平桌面上的金屬框架,cdef,，處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒,ab,擱在框架上，可無摩擦滑動，此時,adeb,構(gòu)成一個邊長為,L,的正方形，棒的電阻為,r,，其余部分電阻不計，開始時磁感強(qiáng)度為,B,0,。（,1,）若從時刻起，磁感強(qiáng)度均勻增加，每秒增量為,K,，同時保持棒靜止，求棒中的感應(yīng)電流，在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。（,2,）在上述（,1,）情況中，始終保持棒靜止，當(dāng)秒,t=t,1,秒末時
17、需加的垂直于棒的水平拉力為多大？（,3,）若從,t=0,時刻起，磁感強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度,V,向右作勻速運(yùn)動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感強(qiáng)度應(yīng)怎樣隨時間變化（寫出,B,與,t,的關(guān)系式）,解答,（,1,）感應(yīng)電流方向：逆時針（見下圖）,I,（,2,）感應(yīng)電動勢,E= BL,2,/t=KL,2,，,I= KL,2,/r, F=ILB,F= (B,0,+Kt) KL,3,/r,(3) =0,時感應(yīng)電流等于零。,=B,t,S,t,-B,0,L,2,=,0,S,t,=L(L+Vt),B,t,L(L+Vt)=B,0,L,2,作業(yè),11,圖中,abcd,為一邊長為,l,，具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框
18、，位于水平面內(nèi)。,bc,邊中串接有電阻,R,，導(dǎo)線的電阻不計。虛線表示一勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊界，它與線框,ab,邊平行，磁場區(qū)域的寬度為,2,l,，磁感應(yīng)強(qiáng)度為,B,，方向豎直向下。線框在一垂直于,ab,邊的水平恒定拉力作用下，沿光滑水平面移動，直到通過磁場區(qū)域，已知線框剛進(jìn)入磁場，線框便作勻速運(yùn)動，此時通過電阻,R,的電流大小為,i,0,。試在右圖,i-x,坐標(biāo)上定性畫出，從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場到完全離開磁場的過程中，阻,R,的電流,i,的大小隨,a,、,b,邊的位置坐標(biāo),x,變化的曲線。,解答,已知線框剛進(jìn)入磁場，線框便作勻速運(yùn)動,所以電流恒定,線框全部進(jìn)入磁場后磁通量不變，,I=0,。線框作勻加速運(yùn)動。,線框出磁場開始出現(xiàn)電流，即出現(xiàn)安培力。,此后它的速度如何變化？它的加速度有何特點(diǎn)？,
2009屆高三必備課件——電磁感應(yīng)典型例題解析
