20xx人教版高中物理選修3-24-5電磁感應現(xiàn)象的兩類情況(編輯修改稿)
2024-12-23 08:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ： (1)4 Ba v3 R ，方向由 N → M (2)23 Ba v (3)8 B 2 a 2 v 23 R 解決與電路相聯(lián)系的電磁感應問題的基本方法： 2 － 1 ： 如圖所示，半徑為R 的圓形導軌處在垂直于圓平面的勻強磁場中，磁感應強度為 B ，方向垂直于紙面向里，一根長度略大于導軌直徑的導體棒 MN 以速率 v 在圓導軌上從左端滑到右端，電路中的定值電阻為 r ，其余電阻不計，導體棒與圓形導軌接觸良好．求： (1) 在滑動過程中通過電阻 r 的電流的平均值； (2) MN 從左端到右端的整個過程中，通過 r 的電荷量； (3) MN 通過圓導軌中心時通過 r 的電流． 解析： (1) 計算平均電流，應該用法拉第電磁感應定律，先求出平均感 應電動勢．整個過程磁通量的變化為 Δ Φ ＝ BS ＝B π R2，所用的時間 Δ t ＝2 Rv，代入得 E ＝Δ ΦΔ t＝B π R22 Rv ＝B π R v2 通過 r 的平均電流 I ＝Er＝B π B v2 r (2) 通過 r 的電荷量 q ＝ I Δ t ＝B π R v2 r2 Rv＝B π R2r (3) MN 經(jīng)過圓軌中心 O 時，感應電動勢 E ＝ Bl v ＝ 2 BR v 通過 r 的電流 I ＝Er＝2 RB vr 答案： (1)B π R v2 r (2)B π R2r (3)2 RB vr 電磁感應中的能量問題 1 ． 能量轉(zhuǎn)化 2 ． 求解電磁感應現(xiàn)象中能量守恒問題的一般思路： (1) 分析回路，分清電 源和外電路． 在電磁感應現(xiàn)象中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源，其余部分相當于外電路． (2) 分析清楚有哪些力做功，明確有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．如： 做功情況 能量變化特點 滑動摩擦力做功 有內(nèi)能產(chǎn)生 重力做正功 重力勢能必然減少，且 WG＝－ Δ Ep 克服重力做功 重力勢能必然增加，且 WG＝－ Δ Ep 克服安培力做功 必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，并且克服安培力做多少功，就產(chǎn)生多少電能 安培力做正功 電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 (3) 根據(jù)能量守恒列方程求解． 3 ． 求解焦耳熱 Q 的幾種方法 如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距 l ＝ m ，左端接有阻值 R ＝ Ω 的電阻．一質(zhì)量 m ＝ kg 、電阻 r ＝ Ω 的金屬棒 MN 放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度 B ＝ T ．棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以 a ＝ 2 m / s2的加速度做勻加速運 動，當棒的位移 x ＝ 9 m 時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶ Q2＝ 2 ∶ 1. 導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸．求： (1) 棒在勻加速運動過程中，通過電阻 R 的電荷量 q ； (2) 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱 Q2； (3) 外力做的功 WF. 思路導圖： 解析： (1) 設(shè)棒勻加速運動的時間為 Δ t ，回路的磁通量變化量為
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