电学中涉及电磁感应问题的两个思路.doc

电学中涉及电磁感应问题的两个思路法拉第电磁感应定律是电磁学的基本定律之一，也是电学中的重要内容，它深刻揭示了电和磁之间的联系和规律，有力的促进了社会和科学的进步与发展在满足一定的条件下，导体或回路中能产生感应电动势，从而形成电流，所以电磁感应的问题往往和电路问题联系在一起，而且又能涉及到力学、运动学、功能关系、能量守恒等问题，所以对这类综合性问题，找准题目切入的关键点——电磁感应现象则最为重要，下面即为研究这关键点的基本的两个思路一、 法拉第电磁感应定律定律：对于任何一个闭合回路来说，穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就产生感应电动势，它的大小与磁通量的变化率成正比理解：1、即可包括闭合线路，也包括不闭合线路2、如果导体棒作切割磁感线运动时，导体棒也能产生感应电动势二、两个表达式 1、E=n2、 E=BLVSin三、两个表达式的理解：1：E=n A：弄清是指磁通量， 是指磁通量的变化量，指磁通量的变化率，也就是刺痛量的变化快慢 B：n指线圈的匝数，所以总电动势为每匝线圈的n倍；但n匝线圈的总磁通量仍和每匝线圈的磁通量相等 C：此公式往往适用于求某个过程的平均感应电动势或平均感应电流或电量。

D：此公式又分为三种类型： a：面积S不变，但B均匀变化，即E=n=nS b：B不变，但面积S均匀变化，即E=n=nB c：B、S均不变，但线圈转动， 即E=n= 思路一：所以当碰到求平均值或B、S等变化类问题时，首先要想到用E=n这个关键思路来切入题目 2：E=BLVSin A：在目前中学物理中，只对B、L、V三者互相垂直要求进行定量计算，所以在公式E=BLVSin中，Sin=1，所以E=BLV B：切割磁感应线又分为两种情况：（一）平动，即棒上的各点垂直切割速度相等二）匀速转动，即各点的切割磁感应线的转动速度是不一样，此时公式为 E=BLV=BL=BL=BL C：此公式中的取平均值，则E为平均值；如果取瞬时值，则E为瞬时值D：此公式不像E=n具有普适性，只适用于导体垂直切割磁感应线的类型 思路二：所以如果碰到导体切割类问题，首先想到用公式来切入题目，当然也涉及到I,R,E之间的关系例题1 如图所示，在一倾角为37°的粗糙绝缘斜面上，静止地放置着一个匝数匝的圆形线圈，其总电阻、总质量、半径．如果向下轻推一下此线圈，则它刚好可沿斜面匀速下滑现在将线圈静止放在斜面上后．圈的水平直径以下的区域中，加上垂直斜面方向的，磁感应强度大小按如图14所示规律变化的磁场（提示：通电半圆导线受的安培力与长为直径的直导线通同样大小的电流时受的安培力相等）问：（1）刚加上磁场时线圈中的感应电流大小?（2）从加上磁场开始到线圈刚要运动，线圈中产生的热量?（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，取．）（1）由闭合电路的欧姆定律 由法拉第电磁感应定律 由图， 1分联立解得 （2）设线圈开始能匀速滑动时受的滑动摩擦力为，则 加变化磁场后线圈刚要运动时，其中 由图像知 由焦耳定律 联立解得 MPQBαaNαbR2R1SRL例题1 例题2例题2、如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求：（1）金属棒下滑的最大速度为多大？（2）当金属棒下滑距离为S0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S0的过程中，整个电路产生的电热；（3）R2为何值时，其消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？答案解：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，达到最大时则有mgsinθ=F安 F安＝ILB 　　　 　　其中　　　R总＝6R 所以 mgsinθ= 解得最大速度　　　 （2）由能量守恒知，放出的电热　Q=2S0sinα- 代入上面的vm值，可得 　 （3）R2上消耗的功率　 其中　 　 又　　 解以上方程组可得　 当时，R2消耗的功率最大 最大功率 。