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    2．电势高低的判断方法: (1)要明确磁场的方向及导体运动的方向 (2)据右手定则判断出感应电流的方向即感应电动势的方向, (3)把切割磁感线导体作为电源.在电源内部电流从低电势点流向高电势点. [例题1] 两根光滑的长直导轨.平行置于同一水平面内.导轨间距为.其电阻不计..处接有如图10-2-4所示所示的电路.电路中各电阻的阻值均为.电容器的电容为.长度也为.电阻同为的金属棒垂直于导轨放置.导轨处在磁感应强度为.方向竖直向下的匀强磁场中.金属棒在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触.在运动距离为的过程中.整个回路中产生的焦耳热为.试求: ⑴金属棒运动速度的大小, ⑵电容器所带的电荷量. 解析:⑴设产生的感应电动势为.回路中的电流为.运动距离所用的时间为.则有 解以上方程.得 ⑵设电容器两极板间的电势差为.则有 电容器所带电量为 解得 知识链接: ①导体切割磁感线时.一般用公式计算感应电动势大小.最适宜的情况是整个过程中切割磁感线的速度不变.若速度是随时变化的.可以把某一瞬时的速度代入求出那一瞬时的感应电动势. ②切割磁感线产生感应电动势的导体相当于电源.象本题中的金属棒.它与几个定值电阻.电容器构成闭合电路.这样就可以利用闭合电路的欧姆定律计算电路中的电流.电量.电热.电功等. ③在这道题目中.感应电动势大小恒定.使得感应电流的大小也恒定不变.计算电量.电热或电功都可以用同一个值.如果电流是随时变化的.象交流电部分.那就要区分了.计算电量用的时电流的平均值.而计算电热.电功等用的则是交流电的有效值. [变式训练1]如图10-2-5所示.平行的光滑金属导轨和相距.处于同一竖直平面内.间接有阻值为的电阻.轻质金属杆长为.紧贴导轨竖直放置.离端处固定有质量为的小球.整个装置处于磁感应强度为并于导轨平面垂直的匀强磁场中.当金属杆由静止开始竖贴导轨并饶端向右倒下至水平位置时.小球的速度为.若导轨足够长.导轨及金属杆电阻不计.试求此过程中 ⑴通过电阻的电量, ⑵中的最大电流. 解析:当金属杆向右倒下且端离开之前.闭合电路中的磁通量发生变化.中有感应电流通过,当端离开之后.电路不再闭合.中不再有感应电流通过.通过的电量应与单位时间内通过电路的平均电流有关.在倒下的过程中.其切割磁感线的“有效长度 及切割速度均逐渐增大.因此.将要滑离的瞬间.中的电流最大. ⑴滑离之前.电路中的磁通量的变化为 这段时间内的平均感应电动势为 平均电流为 所以.通过电阻的电量为 解以上几式.得 ⑵滑离的瞬间.电路中的电流为 而 式中的指的是滑离的瞬间杆切割磁感线的平均速度.它等于杆中点的速度.应该是此时小球速度的两倍.因滑离后电路中不再有电流.倒下的过程中只有重力做功.机械能守恒.即 解以上几式.得 命题解读: ①因穿过电路的磁通量变化而发生电磁感应现象时.通常用法拉第电磁感应定律计算感应电动势.此定律适宜的情况是某一过程.所以利用此式计算出的是该段时间内感应电动势的平均值.由此而计算出的电流也是平均值.可以用来计算电量.不能用来计算电热.电功等.从上面的第一问列出的几式可以看出.感应电流通过电路的电量(为线圈的匝数)是一个普遍适用得计算式. ②解决此题时需要注意的两个关键位置:一是要分析出杆切割磁感线的“有效长度 和平均速度均越来越大.从而得出“将要滑离的瞬间.中的电流最大 ,二是分析得出杆滑离后.电路中不再有电流产生.以后的过程中小球的机械能守恒.这也是解决杆最大切割速度.产生最大感应电流的非常重要的一步. 考点2.感应电量的计算 剖析: 设某一回路的总电阻为R.在时间内产生的感应电动势为E=.所以平均感应电流为I=.根据I=.故通过电阻的电量为 .此式表明.电量只与线圈的匝数.回路磁通量的改变和总电阻有关.与导体运动的速度及所经历的时间无关． [例2].长L1宽L2的矩形线圈电阻为R.处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘.线圈与磁感线垂直.将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场.求:①拉力F大小,②拉力的功率P,③拉力做的功W,④线圈中产生的电热Q,⑤通过线圈某一截面的电荷量q. 解析:特别要注意电热Q和电荷q的区别.其中 q与速度无关! [变式训练2] 如图10-2-7所示.一个电阻为R.面积为S的矩形导线框abcd.水平旋转在匀强磁场中.磁场的磁感应强度为B.方向与ad边垂直并与线框平面成450角.o.o’ 分别是ab和cd边的中点.现将线框右半边obco’ 绕oo’ 逆时针900到图乙所示位置.在这一过程中.导线中通过的电荷量是 A. B. C. D. 0 解析:对线框的右半边(obco′)未旋转时整个回路的磁通量 对线框的右半边(obco′)旋转90o后.穿进跟穿出的磁通量相等.如图10-2-8整个回路的磁通量..根据公式.选A 答案:A 考点3．电磁感应中的能量守恒 剖析: 只要有感应电流产生.电磁感应现象中总伴随着能量的转化.电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合.这种综合是很重要的.要牢固树立起能量守恒的思想. [例题3]如图10-2-9所示.矩形线圈abcd质量为m.宽为d.在竖直平面内由静止自由下落.其下方有如图方向的匀强磁场.磁场上.下边界水平.宽度也为d.线圈ab边刚进入磁场就开始做匀速运动.那么在线圈穿越磁场的全过程.产生了多少电热? 解析:ab刚进入磁场就做匀速运动.说明安培力与重力刚好平衡.在下落2d的过程中.重力势能全部转化为电能.电能又全部转化为电热.所以产生电热Q =2mgd. [变式训练3]如图10-2-10所示.水平面上固定有平行导轨.磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下.同种合金做的导体棒ab.cd横截面积之比为2∶1.长度和导轨的宽均为L.ab的质量为m ,电阻为r.开始时ab.cd都垂直于导轨静止.不计摩擦.给ab一个向右的瞬时冲量I.在以后的运动中.cd的最大速度vm.最大加速度am.产生的电热各是多少? 解析:给ab冲量后.ab获得速度向右运动.回路中产生感应电流.cd受安培力作用而加速.ab受安培力而减速,当两者速度相等时.都开始做匀速运动.所以开始时cd的加速度最大.最终cd的速度最大.全过程系统动能的损失都转化为电能.电能又转化为内能.由于ab.cd横截面积之比为2∶1.所以电阻之比为1∶2.根据Q=I 2Rt∝R.所以cd上产生的电热应该是回路中产生的全部电热的2/3.又根据已知得ab的初速度为v1=I/m.因此有:....解得.最后的共同速度为vm=2I/3m.系统动能损失为ΔEK=I 2/ 6m.其中cd上产生电热Q=I 2/ 9m. 考点4. 自感现象的理解与应用 剖析: 解决自感现象问题的关键在于认真分析电路.把握电路中线圈的电流发生变化时.自感线圈会产生自感电动势阻碍原电流的变化.应用楞次定律再进行判断分析. ①自感现象是导体自身电流发生变化时而产生的一种电磁感应现象.分为通电自感和断电自感两种. ②电感线圈对变化的电流只是起到一种“阻碍电流变化 的作用.最终还是要达到“该达到的状态 .只是使该过程的时间“拉长 .通过做题要反复的理解这一点. [例题4]如图10-2-11所示.a.b灯分别标有“36V 40W 和“36V 25W .闭合电键.调节R.使a.b都正常发光.这时断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?稳定后那只灯较亮?再断开电键.又将看到什么现象? 解析:重新闭合瞬间.由于电感线圈对电流增大的阻碍作用.a将慢慢亮起来.而b立即变亮.这时L的作用相当于一个大电阻,稳定后两灯都正常发光.a的额定功率大.所以较亮.这时L的作用相当于一只普通的电阻,断开瞬间.由于电感线圈对电流减小的阻碍作用.通过a的电流将逐渐减小.a渐渐变暗到熄灭.而abRL组成同一个闭合回路.所以b灯也将逐渐变暗到熄灭.而且开始还会闪亮一下(因为原来有Ia>Ib).并且通过b的电流方向与原来的电流方向相反.这时L的作用相当于一个电源.(若将a灯的额定功率小于b灯.则断开电键后b灯不会出现“闪亮 现象.) [变式训练4]如图10-2-12所示..是两个完全相同的白炽灯泡.时是直流电阻不计的电感线圈.如果断开开关.而闭合开关..两灯都能同样发光.最初开关是闭合的.而是断开的.则可能出现的情况是 .刚闭合时.灯立即发光.而灯则延迟一段时间才发光 .刚闭合时.电感线圈中的电流为零 .闭合以后.灯立即发光并最终达到稳定.灯则由亮变暗直到熄灭 .闭合一段时间后.再断开时.灯立即熄灭.而灯是亮一下再熄灭 解析:在闭合开关的瞬间..两灯虽然都立即发光.但由于电感线圈对交变电流的阻碍作用.开始时电感线圈中的电流几乎为零.此时灯是最亮的.随着电路中的电流趋于稳定.电感线圈对电流的阻碍作用越来越小.通过灯的电流随之越来越小.其亮度逐渐变暗.最终的结果是电感线圈将灯短路.即灯熄灭.与此同时.电路中的电流达到稳定.灯的亮度也同时达到了稳定.所以选项.均正确.闭合一段时间后.再断开时.回路中通过灯的电流立即变为零.所以灯立即熄灭.而由于这时灯和电感线圈由组成一个新的闭合电路.电感线圈这时所起的作用是阻碍本身电流的减小.使得这个新的闭合电路中的电流只能从原来线圈中的电流逐渐变小.不会立即消失.所以 灯会亮一下再熄灭.选项也是正确的. 故.本题的答案为. 【查看更多】

     

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