电磁感应专题.doc
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1、专题电磁感应【专题目标】1掌握处理电磁感应问题的一般思路2掌握电磁感应情境中的动力学分析和能量分析3掌握电磁感应与交变电流的“四值”等其它知识的综合分析【基础把握】1如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,ab杆与轨道间的动摩擦因数为,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻一根电阻为r、质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,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,磁场方向垂直斜面向下导轨的电阻可忽略让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好。(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,求当ab杆的速度大小为v时, ab杆加速度的大小(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值 (4)试大致画出电阻R两端的电压随时间t的变化图像(5)若ab杆从静止开始到达到最大速度滑行距离为s,则此过程中电路中产生的内能是多少?2如图所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m、电阻为r的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端QF处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下
3、降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,(忽略所有摩擦,重力加速度为g),求:(1)重物匀速下降的速度v;(2)若将重物下降h时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)【归纳小结】解决电磁感应问题的一般思路:【拓展外延】3如图所示,两根半径为r光滑的圆弧轨道间距为L,电阻不计,在其上端连有一阻值为R0的电阻,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为R的金属棒从轨道的顶端PQ处开始下滑,到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg,求:(1
4、)棒到达最低点时电阻R0两端的电压;(2)棒下滑过程中R0产生的热量;(3)棒下滑过程中通过R0的电量4.如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R 2 W的电阻连接,右端通过导线与阻值RL 4 W的小灯泡L连接在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l =2 m,有一阻值r =2 W的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示在t0至t4s内,金属棒PQ保持静止,在t4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动已知从t0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮
5、度没有发生变化,求:(1)通过小灯泡的电流 (2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小5.如图所示,磁场的方向垂直于xy平面向里。磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.010-4T,即K=。有一个长L=20cm,宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈,其电阻为0.02,当线圈以v=20cm/s的速度沿x方向运动。问:(1)线圈中感应电动势E是多少?(2)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?6如图所示,在距离水平地面h=0.8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场。正方形线框abcd的边长l=0.2m,质量m=0.1kg,电阻R=0.0
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