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1、章 末 整 合,一、感应电流方向的判断 1基本方法 (1)导体切割磁感线产生的感应电流直接用右手定则判定 (2)磁通量变化产生的感应电流用楞次定律判定，对楞次定律的应用可以记住以下结论： 阻碍原磁通量的变化 阻碍相对运动，可理解为“来拒去留” 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 在自感现象中阻碍原电流的变化,2注意问题： (1)电磁感应的结果有多种可能，如为了阻碍线圈中的磁通量变化，其结果可能使线圈“远离”或“靠近”，可能使线圈面积“缩小”或“扩大”，也可能使线圈旋转，也可能多种结果同时存在 (2)要区分安培定则、右手定则和左手定则的使用,例1 如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方
2、有垂直于纸面向外的匀强磁场以下情况能使abcd中有感应电流产生的是 ( ),A将abcd向纸外平移 B将abcd向右平移 C将abcd以ab为轴转动60 D将abcd以cd为轴转动60 解析 A，C两种情况下穿过abcd的磁通量没有发生变化，无感应电流产生B，D两种情况下原磁通量向外减少，感应电流磁场向外，感应电流方向为abcd. 答案 BD 总结评述 磁通量没有发生变化则没有感应电流产生，磁通量减少则需产生垂直纸面向外的磁场,二、电磁感应与电路知识的综合 1解题思路 (1)明确电源的电动势 (2)明确电源的正、负极：根据电源内部电流的方向是从负极流向正极，即可确定“电源”的正、负极 (3)明
3、确电源的内阻：相当于电源的那部分电路的电阻,(4)明确电路关系：即构成回路的各部分电路的串、并联关系 (5)结合闭合电路的欧姆定律：结合电功、电功率等能量关系列方程求解,2注意问题 在分析电磁感应中的电路问题时，要注意全面分析电路中的电动势 (1)有些双棒问题中，两棒均切割磁感线产生感应电动势此时应充分考虑这两个电动势，将它们求和(同向时)或求差(反向时) (2)有些题目中虽有一根棒切割磁感线，但同时磁场也正在发生变化，此时电路中也有两个电动势，也应求和(同向时)或求差(反向时),例2 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L0.2m，电阻R0.4，导轨
4、上停放一质量m0.1kg、电阻r0.1的金属杆导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始运动，若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示求：,(1)金属杆在5s末时的运动速度 (2)第4s末时外力F的瞬时功率 解析 (1)5s末时，电压表的示数为U50.2V 由闭合电路欧姆定律，得 联立以上三式得：v52.5m/s,(2)由乙图可知，R两端电压随时间均匀变化，所以电路中的电流也随时间均匀变化，由闭合电路欧姆定律知，金属杆上产生的电动势也是随时间均匀变化的因此由EBLv可知，金属杆所做的运动为匀变速直线运动
5、所以有v5at5，即a 0.5m/s2 所以有4s末时的速度v4at42m/s 所以4s末时电路中的电流为 I 0.4A 因FBILma，FBILma0.09N 所以4s末时的外力F的瞬时功率为 P4Fv40.18W. 答案 (1)2.5m/s (2)0.18W,三、电磁感应与能量知识的综合 1电磁感应现象的实质是产生了感应电动势，若电路闭合则产生感应电流电磁感应现象中出现的电能，一定是由其他形式的能转化而来的 2分析时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律因能量转化必须通过做功来实现，为此，应分析清楚有哪些力做了功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化,(1)有摩擦力做功，必然有内能出现； (
6、2)重力做功，就有机械能(重力势能)参与转化； (3)安培力做负功就将有其他形式能转化为电能，安培力做正功将有电能转化为其他形式的能 3最后利用能量守恒定律列方程求解,例3 如图所示，一边长L0.2m，质量m10.5kg，电阻R0.1的正方形导体框abcd，与一质量为m22kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连线框ad边距磁场下边界为d10.8m，磁感应强度B2.5T，磁场宽度d20.3m，物块放在倾角53的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数0.5.现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动(g取10m/s2，sin530.8，cos530.6)，求：,(
7、1)线框ad边从磁场上边缘穿出时绳的拉力的功率； (2)线框刚刚全部进入磁场时速度的大小； (3)整个运动过程中线框产生的焦耳热,解析 (1)由于线框匀速出磁场，则 对m2有：m2gsinm2gcosFT0，得FT10N. 对m1有：FTm1gBIL0， 又因为I 联立可得：v 2m/s， 所以绳的拉力的功率PFTv20W.,(2)从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得 (m2gsinm2gcos)(d2L)m1g(d2L),(3)从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得 (m2gsinm2gcos)(d1d2L)m1g(d1d2L) Q (m1m2)v2，
8、 将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为： Q1.5J. 答案 (1)20W (2)1.9m/s (3)1.5J,四、电磁感应与力电知识的综合 1解决这类问题，首先要明确两个研究对象 (1)电学对象：电源(电动势方向、大小、内电阻)和电路的关系(串、并联关系) (2)力学对象：导体棒或线圈，并对其运动过程、受力情况进行分析 分析过程一般为：导体受力运动变化感应电动势变化感应电流变化安培力变化合外力变化加速度变化速度变化感应电动势变化,这种变化相互联系，相互影响，当a0时，速度达到一稳定值 2分析完成后结合法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律
9、等定律、定理列式求解,例4 如图所示，竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属棒，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R112R，R24R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场和，磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，棒与半圆形金属环及轨道接触良好，且在平行轨道中够长已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2.,(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小； (2)若导体棒ab进入磁场后棒中电流大小始
10、终不变，求磁场和之间的距离h和R2上的电功率P2；,(3)若将磁场的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场时速度大小为v3，要使其在外力F的作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式 解析 (1)以导体棒为研究对象，棒在磁场中切割磁感线，棒中产生感应电动势，导体棒ab从A下落r/2时，导体棒在重力与安培力作用下做加速运动，由牛顿第二定律，得,(2)当导体棒ab通过磁场时，若安培力恰好等于重力，棒中电流大小始终不变，即,导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有 2gh，,根据能量守恒定律，此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率，即 (3)设导体棒ab进入磁场后经过时间t的速度大小为vt，,