高二物理选修3 法拉第电磁感应的应用(一)VIP免费

高二物理选修3法拉第电磁感应的应用(一)【知识梳理】：电磁感应现象中的力学和能量问题;1.电磁感应中,导体运动切割磁感线而产生感应电流,感应电流在磁场中将受到安培力的作用,动态分析中,抓住“速度变化引起安培力的变化”,正确分析受力情况和运动情况.结合平衡问题和牛顿第二定律以及运动学公式求解.2.对于变速运动一般用能量观点分析①导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能②具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。3.安培力的冲量:F△t=BIL△t=BLq【名师点拨】例题1如图所示，在倾角为θ的光滑的斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，一个质量为m，边长也为L的正方形线框(设电阻为R)以速度v进入磁场时，恰好做匀速直线运动.若当ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则：(1)当ab边刚越过ff′时，线框加速度的值为多少?(2)求线框开始进入磁场到ab边到达gg′与ff′中点的过程中产生的热量是多少?“思路分析”(1)线框刚越过ff′时，两条边都在切割磁感线，其电路相当于两节相同电池的串联，并且这两条边还同时受到安培力的阻碍作用.ab边刚越过ee′即做匀速直线运动，表明线框此时所受的合力为0在ab边刚越过ff′时，ab、cd边都切割磁感线产生感应电动势，但线框的运动速度不能突变.线框产生加速度为.a.(2)对整个过程运用能量守恒定律即线框的机械能转化为内能“解答”(1)E′=2BLv2BE′L/R-mgsinq=ma，a=4B2L2v/(Rm)-gsinq=3gsinq，方向沿斜面向上.(2)设线框再做匀速运动时的速度为v′，则mgsinq=(2B2L2v′/R)×2，即v′=v/4，从线框越过ee′到线框再做匀速运动过程中，设产生的热量为Q，则由能量守恒定律得:用心爱心专心“解题回顾”此题旨在考查电磁感应与能量之间的关系,电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化，适时选用能量守恒关系常会使求解很方便，特别是处理变加速直线运动或曲线运动问题.例题2.如图，光滑斜面的倾角=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=lm，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框通过细线与重物相连，重物质量M=2kg，斜面上ef线（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=11.4m，（取g=10.4m/s2），求：（1）线框进入磁场前重物M的加速度；（2）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（3）ab边由静止开始到运动到gh线处所用的时间t；（4）ab边运动到gh线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到gh线的整个过程中产生的焦耳热。“思路分析”（1）线框进入磁场前，线框仅受到细线的拉力FT，斜面的支持力和线框重力，重物M受到重力和拉力FT。运用牛顿第二定律可得因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动所以重物受力平衡（3）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到运动到gh线，仍做匀加速直线运动。“解答”(1)对线框，由FT–mgsinα=ma.联立解得线框进入磁场前重物M的加速度=5m/s2（2）Mg=FT′，线框abcd受力平衡FT′=mgsinα+FAab边进入磁场切割磁感线，产生的电动势E=Bl1v形成的感应电流受到的安培力用心爱心专心联立上述各式得，Mg=mgsinα+代入数据解得v=6m/s(3)进磁场前线框的加速度大小与重物的加速度相同，为a=5m/s2该阶段运动时间为进磁场过程中匀速运动时间线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2解得：t3=1.2s因此ab边由静止开始运动到gh线所用的时间为t=t1+t2+t3=2.5s（4）线框ab边运动到gh处的速度v′=v+at3=6m/s+5×1.2m/s=12m/s整个运动过程产生的焦耳热Q=FAl2=（Mg–mgsinθ）l2=9J“解题回顾”本题考查的知识点主要有牛顿定律、物体平衡条件、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、运动学公式、能量守恒定律等。重点考查根据题述的物理情景综合运用知识能力、分析推理能力、运用...