【正文】 m/s＝ 10 m/s. 答案： (1) T (2)10 m/s 1．電磁感應過程實質是不同形式的能量轉化的過程．在導 體切割磁感線產生感應電流的過程中，導體在磁場中必 定受到安培力作用，必須有 “外力”克服安培力做功．此 過程中，其他形式的能轉化為電能．“外力” 克服安培力 做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能．當感應 電流通過用電器時，電能又轉化為其他形式的能．可以 簡化為下列形式： 其他形式的能 (如：內能 ) 同理，安培力做功的過程，是電能轉化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉化為其他形式的能． 2．解答電磁感應現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟： (1)在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回 路將產生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源． (2)搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生 了相互轉化． (3)根據(jù)能量守恒列方程求解． 安培力做正功，電能轉化為其他形式的能；安培力做負功，其他形式的能轉化為電能，且滿足能量守恒定律． 3． (2020福建高考 )一臺小型發(fā)電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖 10－ 1－ 7甲所示．已知發(fā)電機線圈內阻為 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為 Ω的燈泡，如圖乙所示，則 ( ) 圖 10－ 1－ 7 A．電壓表 的示數(shù)為 220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變 50次 C．燈泡實際消耗的功率為 484 W D．發(fā)電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為 J [思路點撥 ] 根據(jù)圖象確定電壓的有效值及電流方向改變的頻率，要考慮到閉合電路中路端電壓和電動勢的關系．利用有效值計算功率或焦耳熱． [課堂筆記 ] 電動勢的有效值為 E＝ V＝ 220 V，所以電流的有效值 I＝ A＝ A，所以電壓表的示數(shù)為 U＝ IR＝ V＝ 209 V，選項 A錯；交變電流的頻率為 f＝ ＝ 50 Hz，每個周期內電流方向改變 2次，故每秒鐘內電流方向改變 100次，選項 B錯；燈泡實際消耗的功率為 P燈 ＝ I2R＝ W＝ W，故選項 C錯；發(fā)電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為 Q＝ I2rt＝ 1 J＝ J，選項 D對． [答案 ] D 在處理交變電流問題時，電壓、電流、功和功率均指的是有效值，若要計算通過線圈導線某橫截面積的電荷量，要用平均值 . (12分 )如圖 10－ 1－ 8所示， 交流發(fā)電機轉子有 n匝線圈，每匝 線圈所圍面積為 S，勻強磁場的磁 感應強度為 B，線圈勻速轉動的角 速度為 ω，線圈的電阻為 r，外電路 電阻為 速轉動 90176。2πn＝ 1 (V)＝ (V) 角速度： ω＝ 2πn＝ 2π rad/s＝ rad/s 故其瞬時值表達式為 e＝ (V)， C項正確． 答案： C 3．如圖 10－ 1－ 11所示的電路中，已知交流電源電壓 u＝ 200sin100πt V，電阻 R＝ 100 數(shù)分別為 ( ) 圖 10－ 1－ 11 A． A,200 V B． A,141 V C． 2 A,200 V D． 2 A,141 V 解析： 電流表和電壓表的示數(shù)顯示的是有效值， U＝ ＝ 100 V≈141 V， I＝ ＝ A，故選項 B正確． 答案： B 4． (2020S的大小 相同，形成的感應電流的大小 i＝ 相同．因此選 D. [答案 ] D 解決此類問題一般由 Φ－ t圖象、 B－ t圖象等分析電磁感應的具體過程，求解時要注意分清 “ 圖象段 ” ，依照規(guī)律逐段分析，同時還要用好斜率的物理意義． 如圖 9－ 3－ 7(a)所示，水平放置的兩根平行金屬導軌，間距 L＝ m．導軌左端連接 R＝ Ω的電阻．區(qū)域 abcd內存在垂直于導軌平面的 B＝ T的勻強磁場，磁場區(qū)域寬 D＝ m．細金屬棒 A1和 A2用長為 2D＝ m的輕質絕緣桿連接，放置在導軌平面上，并與導軌垂直，每根金屬棒在導軌間的電阻均為 r＝ Ω，導軌電阻不計，使金屬棒以恒定速度 v＝ m/s沿導軌向右穿越磁場，計算從金屬棒 A1進入磁場 (t＝ 0)到 A2離開磁場的時間內，不同時間段通過電阻 R的電流大小，并在圖 (b)中畫出． 圖 9－ 3－ 7 [思路點撥 ] 解答本題時應把握以下三點： (1)搞清不同階段 A A2誰是電源； (2)畫出不同階段的等效電路圖； (3)用閉合電路的歐姆定律知識分析． [課堂筆記 ] A1從進入磁場到離開磁場的時間 t1＝ ＝ s 在 0～ t1時間內， A1上的感應電動勢 E＝ BLv＝ V 畫出等效電路圖如圖 (a)所示．由圖 (a)知，電路的總電阻 R0＝ r＋ ＝ Ω 總電流 i＝ ＝ A 通過 R的電流 iR＝ ＝ A A1離開磁場 t1＝ s至 A2未進入磁場 t2＝ ＝ s的時間內，回路中無電流， iR＝ 0 從 A2進入磁場 t2＝ s至離開磁場 t3＝ ＝ s的時間內， A2上的感應電動勢 E＝ V 畫出等效電路圖如圖 (b)所示．由圖 (b)知，電路總電阻 R0＝ Ω 總電流 i＝ A 流過 R的電流 iR＝ A 綜合上述計算結果，繪制通過 R的電流與時間的關系圖線如圖所示． [答案 ] 0～ s： A； s～ s： 0； s～ s： A 圖見課堂筆記 電磁感應中的電路問題，實質是發(fā)生電磁感應的部分相當于電源對外供電，在供電過程遵從電路中一切規(guī)律 . 如圖 9－ 3－ 8所示，固定的水平光滑金屬導軌，間距為 L，左端接有阻值為 R的電阻，處在方向豎直、磁感應強度為B的勻強磁場中，質量為 m的導體棒與固定彈簧相連，放在導軌上，導軌與導體棒的電阻均可忽略．初始時刻，彈簧恰處于自然長度，導體棒具有水平向右的初速度 過程中，導體棒始終與導軌垂直并保持良好接觸． 圖 9－ 3－ 8 (1)求初始時刻導體棒受到的安培力． (2)若導體棒從初始時刻到速度第一次為零時，彈簧的彈性勢能為 Ep，則這一過程中安培力所做的功 W1和電阻 R上產生的焦耳熱 Q1分別為多少？ (3)導體棒往復運動，最終將靜止于何處？從導體棒開始運動到最終靜止的過程中，電阻 R上產生的焦耳熱 Q為多少？ [思路點撥 ] 解答本題時，借助法拉第電磁感應定律及歐姆定律求出感應電流，然后利用 F＝ BIL求出安培力，棒在整個運動過程中，其動能、彈簧彈性勢能及電能相互轉化，可利用功能關系或能量守恒求得結果． [課堂筆記 ] (1)初始時刻棒中感應電動勢 E＝ BLv0 ① 棒中感應電流 I＝ ② 作用于棒上的安培力 F＝ BIL ③ 聯(lián)立 ①②③ ，得 F＝ 安培力方向：水平向左． (2)由功能關系得 安培力做功 W1＝ Ep－ mv