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高二物理分专题典型例题分析讲解 专题九 电磁感应法拉第电磁感应定律应用

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法拉第电磁感应定律应用(2)·典型例题解析

【例1】如图17－84所示，MN、PQ为足够长的水平导电轨道，其电阻可以忽略不计，轨道宽度为L，ab，cd为垂直放置在轨道上的金属杆，它们的质量均为m，电阻均为R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B．现用水平力拉cd杆以恒定的速率v向右匀速滑动，设两杆与轨道间的动摩擦系数为μ，求ab杆可以达到的最大速度和此时作用在cd杆上水平拉力做功的瞬时功率．

解析：由楞次定律可知，当cd向右匀速运动时，ab也向右运动．

当ab有最大速度vm时，μmg＝BIL

①

I＝＝/()/tRRBLvtvtRRmt

②

联立①②有：＝－vvm222mgRBL

此时作用在cd杆上水平拉力F做功的瞬时功率为P＝Fv＝(F安＋f)v＝(BIL＋μmg)v

∴＝ P2mgv

点拨：要明确最大速度的条件，分析电路中的电流、安培力和金属棒的运动之间相互影响、相互制约的关系．

【例2】如图17－85所示，两根很长的光滑平行的金属导轨，相距L，放在一水平面内，其左端接有电容C、电阻为R1、R2的电阻，金属棒ab与导轨垂直放置且接触良好，整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，现用大小为F的水平恒力拉棒ab，使它沿垂直于棒的方向向右运动，若棒与导轨的电阻均不计．试求：(1)棒ab的最大速度；(2)若棒达到最大速度以后突然静止，则棒在此瞬间受到的安培力的大小和方向． 学习好资料 欢迎下载

解析：(1)当ab所受安培力f与外力F相等时，ab速度最大，设为

vIImmm，此时最大电流为：＝BLvRm1

①

BImL＝F

②

对有：＝－cdFtm2u0(2)

③

(2)CUBLvm棒达到最大速度时，两端电势差为：＝＝FRBL1

④

棒突然静止时，电容器通过棒放电，瞬间电流为：＝＝abIURFRBLR212

⑤

棒所受的安培力为：＝＝方向水平向右．abfBILFRR12

点拨：该题综合性强，与力学知识联系紧密，是高考的热点．

【例3】如图17－86所示，用粗、细不同的铜丝制成两个边长相同的正方形闭合线圈a和b，让它们从相同高处同时自由下落，下落中经过同一有边界的水平匀强磁场，设线框下落过程中始终保持竖直且不计空气阻力，试分析判断两框落地的先后顺序． 学习好资料 欢迎下载

点拨：本题是对两种情况进行比较，我们通过对一般情形列式分析，找到本质规律再作判断．这是一种比较可靠的方法．

参考答案：b先落地。

【例4】如图17－87所示，两金属杆ab和cd，长均为L，电阻均为R，质量分别为M和m，M＞m．用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合电路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧，两金属杆都处在水平位置，整个装置处在一与回路平面垂直的磁感强度为B的匀强磁场中，若金属杆ab正好匀速向下运动，求ab的运动速度．

点拨：本题可通过用整体法来求解，也可通过对两棒分别隔离分析用受力平衡的知识求解．

参考答案：vm＝(M－m)R/2B2l2

跟踪反馈

1．如图17－88所示，粗细均匀的电阻为r的金属圆环，放在垂直环面的匀强磁场中，磁感强度为B，圆环直径为L．长为L，电阻为r/2的金属棒ab放在圆环上，始终与圆环保持良好接触以速度v向左运动，当ab经过环心位置时，ab两端电势差大小为________，a、b中电势较高的是________．

2．如图17－89所示，水平面内的金属导轨上接有电容器C，金属ab无摩擦地在导轨上以速度v匀速运动，运动一段距离后突然停止，停止后ab不再受任何系统外物体的作用，则停止后ab的运动情况是 学习好资料 欢迎下载

[ ]

A．向右作初速为零的匀加速运动

B．先向右匀速后改作减速运动

C．在某位置附近来回振动

D．向右作变加速运动后改作匀速运动

3．如图17－90所示，ab、cd为水平平行金属板，两板左端与光滑、电阻不计的平行金属导轨直接相连接，两板右端接有电阻R，匀强

磁场方向如图，磁感应强度为，当电阻为的导体棒以多大速度向哪BR2

个方向沿轨道滑动时，一质量为m，带电量－q的液滴可在两板间以速率v向右做匀速直线运动？(提示：液滴受重力、电场力、洛仑兹力三个力而平衡．)

参考答案

[]1BLvb 2D 3V跟踪反馈．、．．′＝＋、方向向右；1332()mgqvBBq

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电磁感应规律的综合应用(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

电磁感应规律的综合应用(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

压轴题07电磁感应规律的综合应用

目录

一，考向分析................................................................................................................................................................1

二．题型及要领归纳....................................................................................................................................................2

热点题型一以动生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................2

热点题型二以感生电动势为基综合考查导体棒运动的问题.........................................................................9

热点题型三以等间距双导体棒模型考动量能量问题....................................................................................16

热点题型四以不等间距双导体棒模型考动量定理与电磁规律的综合问题...............................................21

热点题型五以棒＋电容器模型考查力电综合问题........................................................................................27

高考物理一轮复习：9.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》教学案(含答案)

高考物理一轮复习：9.2《法拉第电磁感应定律、自感和涡流》教学案(含答案)

1 第2讲法拉第电磁感应定律 自感和涡流

考纲下载：1.法拉第电磁感应定律(Ⅱ) 2.自感、涡流(Ⅰ)

主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能

1．法拉第电磁感应定律

(1)感应电动势

①概念：在电磁感应现象中产生的电动势；

②产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关；

③方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

(2)法拉第电磁感应定律

①内容：感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；

②公式：E＝nΔΦΔt，其中n为线圈匝数，ΔΦΔt为磁通量的变化率。

(3)导体切割磁感线时的感应电动势

①导体垂直切割磁感线时，感应电动势可用E＝Blv求出，式中l为导体切割磁感线的有效长度；

②导体棒在磁场中转动时，导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E＝Blv＝12Bl2ω (平均速度等于中点位置的线速度12lω)。

2．自感、涡流

(1)自感现象

①概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

②自感电动势

a．定义：在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势；

b．表达式：E＝LΔIΔt；

③自感系数L

a．相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关；

b．单位：亨利(H)，1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－6 H。

(2)涡流

当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。

巩固小练

1．判断正误

(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。(×)

(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。(×)

(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。(√)

(4)线圈中的电流越大，自感系数也越大。(×)

(5)磁场相对导体棒运动时，导体棒中也能产生感应电动势。(√)

2 (6)对于同一线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势越大。(√)

2012届高考物理 同心圆梦专题卷专题09

2012届高考物理 同心圆梦专题卷专题09

- 1 - 2012届同心圆梦专题九物理

考试范围：电磁感应

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1．1831年法拉第发现用一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小

（ ）

A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比

B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比

C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比

D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比

2．电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器。制造某种型号的电阻箱时，要用双线绕法，如右图所示。当电流变化时双线绕组

（ ）

A．螺旋管内磁场发生变化

B．穿过螺旋管的磁通量不发生变化

C．回路中一定有自感电动势产生

D．回路中一定没有自感电动势产生

3．如右图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感应线垂直于导轨所在平面。若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内 （ ）

A．有自下而上的恒定电流

B．产生自上而下的恒定电流

C．电流方向周期性变化

D．没有感应电流

4．如下图所示，有界匀强磁场的宽为l，方向垂直纸面向里，梯形线圈abcd位于纸面内，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场边界重合。当线圈沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过磁场时，线圈中的感应电流I随时间t变化的图线可能是（取顺时针方向为感应电流正方向） （ ）

高考物理重点难点例析专题9导体切割磁感线的运动

高考物理重点难点例析专题9导体切割磁感线的运动

百度文库

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让每个人平等地提升自我

- 1 - 专题九

导体切割磁感线的运动

重点难点

1．楞次定律：

推行可以具体简化为以下三种情况：①阻碍原磁通的转变；②阻碍导体间的相对运动；③阻碍原电流的转变．

2．应用法拉第电磁感应定律时应注意：

①一般用E = nΔΦΔt（或E = nBΔSΔt）求平均电动势，用E = Blυ求瞬时电动势，但当Δs随Δt均匀转变时，由于电动势恒定，平均电动势和瞬时电动势相等，可用E = nΔΦΔt求某一时刻的电动势；

②匀强磁场中，B、l、υ彼此垂直，导体平动切割磁感线时E = Blυ，绕固定转轴转动时E = 12Bl2ω．

规律方式

【例1】如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个质量为m、半径为r、电阻为R的均匀圆形导线圈，线圈平面跟磁场垂直（位于纸面内），线圈与磁场边缘（图中虚线）相切，切点为A，此刻A点对线圈施加一个方向与磁场垂直，位于线圈平面内的，并跟磁场边界垂直的拉力F，将线圈以速度υ匀速拉出磁场．以切点为坐标原点，以F的方向为正方向成立x轴，设拉出进程中某时刻线圈上的A点的坐标为x．

（1）写出此时F的大小与x的关系式；

（2）在F-x图中定性画出F-x关系图线，写出最大值F0的表达式．

【解析】由于线圈沿F方向作切割磁感线运动，线圈上要产生顺时针方向的感应电流，从而要受到与F方向反向的安培力Ff作用，由图可知，此时线圈切割磁感线的有效长度l = 2r2-(r-x)2

线圈上感应电动势，感应电流i = ER

线圈所受安培力大小为Ff = Bil，方向沿x负方向

因线圈被匀速拉出，所以F = Ff

解上各式得F = 8B2υrRx-4B2υRx2

（2）当x = r时，拉力F最大，最大值为F0 = 4B2r2υR

图线如图所示．

训练题如图（甲）所示，一对平行滑腻轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20m，电百度文库

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