电磁感应规律的综合应用 (1)电磁感应规律与电路在电磁感应现象中.切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势.该导体或回路就相当于电源.将它们接上电容器.便可使电容器充电.将它们接上——青夏教育精英家教网—

电磁感应规律的综合应用 (1)电磁感应规律与电路在电磁感应现象中.切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势.该导体或回路就相当于电源.将它们接上电容器.便可使电容器充电.将它们接上电阻等用电器.便可对用电器供电.在回路中形成电流．因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系起来.解决这类问题.一方面要考虑电磁学中的有关规律.另一方面又要考虑电路中的有关规律.一般解此类问题的基本思路是: ①明确哪一部分电路产生电磁感应.则这部分电路就是电源． ②正确分析电路的结构.画出等效电路图． ③结合有关的电路规律建立方程求解． (2)电磁感应和力学电磁感应与力学综合中.又分为两种情况: ①与动力学.运动学结合的动态分析.思考方法是:电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→--周而复始地循环.循环结束时.加速度等于零.导体达到稳定状态． ②与功.能.动量守恒的综合应用．从能量转化的观点求解此类问题可使解题简化．例:闭合电路的部分导体做切割磁感线运动引起的电磁感应现象中.都有安培力做功．正是导体通过克服安培力做功将机械能转化为电能.这个功值总是与做功过程中转化为电能的数值相等．在无摩擦的情况下.又与机械能的减少数值相等.在只有电阻的电路中.电能又在电流流动的过程中克服电阻转化为电热Q热.这样可得到关系式ΔE机＝ΔE电＝Q热.按照这个关系式解题.常常带来很大方便．例题:如图所示.U形导线框固定在水平面上.右端放有质量为m的金属棒ab.ab与导轨间的动摩擦因数为μ.它们围成的矩形边长分别为L1.L2.回路的总电阻为R.从t=0时刻起.在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=kt.(k>0)那么在t为多大时.金属棒开始移动? 解:由= kL1L2可知.回路中感应电动势是恒定的.电流大小也是恒定的.但由于安培力F=BIL∝B=kt∝t.所以安培力将随时间而增大.当安培力增大到等于最大静摩擦力时.ab将开始向左移动.这时有: 例题:如图所示.xoy坐标系y轴左侧和右侧分别有垂直于纸面向 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直.如图.矩形线圈的长.宽分别为L1.L2.所围面积为S.向右的匀强磁场的磁感应强度为B.线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动.线圈的ab.cd两边切割磁感线.产生的感应电动势相加可得E=BSω.如果线圈由n匝导线绕制而成.则E=nBSω.从图示位置开始计时.则感应电动势的瞬时值为e=nBSωcosωt .该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关(但是轴必须与B垂直). 实际上.这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式. 例题: 如图所示.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: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. 例题: 如图所示.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: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 例题: 如图所示.水平的平行虚线间距为d=50cm.其间有B=1.0T的匀强磁场.一个正方形线圈边长为l=10cm.线圈质量m=100g.电阻为R=0.020Ω.开始时.线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm.将线圈由静止释放.其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.取g=10m/s2.求:⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q.⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v.⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a. 解:⑴由于线圈完全处于磁场中时不产生电热.所以线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的电热.而2.4位置动能相同.由能量守恒Q=mgd=0.50J ⑵3位置时线圈速度一定最小.而3到4线圈是自由落体运动因此有 v02-v2=2g(d-l).得v=2m/s ⑶2到3是减速过程.因此安培力减小.由F-mg=ma知加速度减小.到3位置时加速度最小.a=4.1m/s2 【查看更多】

题目列表(包括答案和解析)

电磁感应中的动力学问题：

感应电流在磁场中受到________的作用，因此电磁感应问题往往跟________学问题联系在一起．解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律)及力学中的有关规律(牛顿运动定律、动量守恒定律、动量定理、动能定理等)，分析时要特别注意________、速度v达________的特点．

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对物理学发展史上曾做出重大贡献的科学家的研究内容及成果评价正确的一项是（）

A．牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系。

B．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应，通过进一步深入研究又总结出了电磁感应现象

C．安培最早发现了磁场能对电流产生作用，又推出了磁场对运动电荷的作用力公式

D．麦克斯韦提出了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在

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对物理学发展史上曾做出重大贡献的科学家的研究内容及成果评价正确的一项是（）

B．法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转发现了电流的磁效应，通过进一步深入研究又总结出了电磁感应现象