2022年电磁感应图像类型和动力学问题教案 .pdf

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1、名师精编精品教案金牌教练助力一生学科教师辅导教案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页名师精编精品教案优学教育学科教师辅导教案讲义编号lchljq014 学员编号：年级：高二课时数： 1 学员姓名：吕佳琪辅导科目：物理学科教师：李晨辉课题电磁感应中的电路问题授课日期及时段2013-1-6 16:00 18:00 教学目的通过电磁感应中的电路问题继续熟练对法拉第的应用教学内容在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，则导体或回路就相当于电源将它们接上电阻或用电器可以对用电器供电，接上电容器可以使

2、电容器充电解决电磁感应电路问题的关键就是借鉴或利用相似原型来启发理解和变换物理模型，即把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，把产生感应电动势的那部分导体等效为内电路感应电动势的大小相当于电源电动势其余部分相当于外电路，并画出等效电路图方法探究【例 1】 如图 （ a） 所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5 ，与螺线管串联的外电阻R1=10 ，R2=3.5 若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率例 2 如图所示，是用于观察自感现象的电路，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与小灯泡的电阻 R 满足 RLR则在电键S

3、由闭合到断开瞬间，可以观察到（）A灯泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭，不会闪烁C灯泡有明显的闪烁现象D灯泡会逐渐熄灭，但不一定有闪烁现象【例 2】如图所示， MN、PQ 为两平行金属导轨，M、P 间连有一阻值为R 的电阻，导轨处于匀强磁精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页名师精编精品教案场中，磁感应强度为B，磁场方向与导轨所在平面垂直，图中磁场垂直纸面向里有一金属圆环沿两导轨滑动， 速度为 ，与导轨接触良好，圆环的直径d 与两导轨间的距离相等设金属环与导轨的电阻均可忽略，当金属环向右做匀速运动时（）A有感应电流通过电阻R，大小

4、为dBRB有感应电流通过电阻R，大小为dBRC有感应电流通过电阻R，大小为2dBRD没有感应电流通过电阻R 训练题 图中 MN 和 PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距 l 为 0.40m， 电阻不计导轨所在平面与磁感应强度B 为 0.50T的匀强磁场垂直质量 m 为 6.0 10-3kg、电阻为 1.0 的金属杆 ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0 的电阻 R1当杆 ab 达到稳定状态时以速率匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为 0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2【例 4】 如图所示， 长平行导

5、轨PQ、 MN 光滑，相距5 .0lm， 处在同一水平面中， 磁感应强度B=0.8T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面横跨在导轨上的直导线ab 的质量 m =0.1kg 、电阻 R =0.8 ，导轨电阻不计导轨间通过开关S将电动势 E =1.5V 、内电阻r =0.2的电池接在M、P 两端，试计算分析：（1）在开关S刚闭合的初始时刻，导线ab 的加速度多大？随后ab 的加速度、速度如何变化？（2）在闭合开关S后，怎样才能使ab 以恒定的速度=7.5m/s 沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况训练题 如图所示，两根平行金属导轨固定在水精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

6、总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页名师精编精品教案平桌面上，每根导轨单位长度电阻为r0，导轨的端点P、Q 用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离为l有垂直纸面向里的非匀强磁场，其磁感应强度沿y 方向大小不变，沿x 方向均匀增强，即有Bkx，其中k为常数一根质量为m，电阻不计的金属杆MN 可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中始终保持与导轨垂直在t0 时刻，金属杆MN 紧靠在 P、Q 端，在外力F 作用下，杆以恒定的加速度a从静止开始向导轨的另一端滑动求（1）在 t 时刻金属杆MN 产生的感应电动势大小；（2）在 t 时刻流经回路的感应电流大小和方向；（3）在 t 时刻金属杆M

7、N 所受的安培力大小课堂练习1如图所示， 两根相距 l 的平行直导轨ab、cd，b、d 间连有一固定电阻R，导轨电阻可忽略不计MN为放 ab 和 cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内）现对 MN 施加一力使它沿导轨方向以速度做匀速运动 用 U 表示 MN 两端电压大小，则（）AU=Bl/2，流过固定电阻R 的感应电流由b 到 dBU=Bl/2，流过固定电阻R 的感应电流由d 到 bCU=Bl，流过固定电阻R 的感应电流由b 到 dDU=Bl，流过固定电阻R 的感应电流由d 到 b 2 （05 年

8、启东） 在图甲、乙、丙中，除导体棒ab 可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长现给导体棒ab 一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒ab 的最终运动状态是（）A三种情形下导体棒ab 最终都做匀速运动B甲、丙中，ab 棒最终将以不同速度做匀速运动；乙中，ab 棒最终静止C甲、丙中，ab 棒最终将以相同速度做匀速运动；乙中，ab 棒最终静止D三种情形下导体棒ab 最终都做静止E C a v0B R b a v0B R b

9、 a v0B R b 甲乙丙v M d c b a R N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页名师精编精品教案3在方向水平的、磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场中，有两根竖直放置的导体轨道cd、ef，其宽度为1 m，其下端与电动势为12 V、内电阻为1 的电源相接， 质量为 0.1 kg 的金属棒MN 的两端套在导轨上可沿导轨无摩擦地滑动，如图所示，除电源内阻外，其他一切电阻不计，g=10 ms2，从 S闭合直到金属棒做匀速直线运动的过程中（）A电源所做的功等于金属棒重力势能的增加B电源所做的功等于电源内阻产生的焦耳

10、热C匀速运动时速度为20 msD匀速运动时电路中的电流强度大小是2 A 4如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆组成的“”形线圈水平放置，匀强磁场方向与线圈平面垂直若将磁场的磁感应强度由B 增强至 2B 的过程中有电量Q 通过线圈， 则下列过程中不能使线圈中通过电量为Q 的有（）A保持 B 不变，将线圈平面翻转90B保持 B 不变，将线圈平面翻转180C保持 B 不变，将线圈的一个小圆平面翻转180D保持 B 不变，将线圈拉大成一个大圆5 （05 年荆门） 放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和 PQ 之间宽度为L，置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻

11、值为R 的电阻，其它部分电阻不计导轨右端接一电容为C 的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a 端放在导轨 PQ 上现将金属棒以a 端为轴， 以角速度沿导轨平面顺时针旋转90角，如图 1 所示求这个过程中通过电阻R的总电量是多少？（设导轨长度比2L长得多）6 （05 年昆明） 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度40. 0BT，OCA 导轨与OA直导轨分别在O 点和 A 点接一阻值0.31R和0 .62R几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨 OCA 的曲线方程为)3sin(0.1xy（m） 金属棒ab 长 1.5 米，以速度0 . 5vm/s 水平向右匀速运动（b 点

12、始终在x 轴上）设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计， 电路中除了电阻R1和 R2外，其余电阻均不计，曲线 OCA与 x 轴之间所围面积约为1.9m2，求：（1）金属棒在导轨上运动时R1的最大功率；（2）金属棒在导轨上运动从0 x到3xm 的过程中通过金属棒ab 的电量；（3）金属棒在导轨上运动从0 x到3xm 的过程中，外力必须做多少功？M P R N Q C a b 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页名师精编精品教案7半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆

13、环面垂直，其中a0.4m，b0.6m.金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02，一金属棒 MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计. （1）若棒以 v0 5m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时，（如图），MN 中的电动势和流过灯L1的电流 . （2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OOL2以OO为轴向上翻转90o，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为sTtB/4，求 L1的功率 .8 （05 年如东） 如图，水平平面内固定两平行的光滑导轨，左边两导轨间的距离为2L，右边两导轨间的距离为L，左右部分用导轨材料连接，两导轨间都存在磁感强度为B、方向竖直向

14、下的匀强磁场。ab、cd 两均匀的导体棒分别垂直放在左边和右边导轨间，ab 棒的质量为2m，电阻为2r，cd 棒的质量为m，电阻为 r，其它部分电阻不计。原来两棒均处于静止状态，cd 棒在沿导轨向右的水平恒力F 作用下开始运动，设两导轨足够长，两棒都不会滑出各自的轨道。试分析两棒最终达到何种稳定状态？此状态下两棒的加速度各多大？在达到稳定状态时ab棒产生的热功率多大？a b y/m x/m O C A R1R21.5 3.0 1.0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页名师精编精品教案回家练习1. 用均匀导线做成的正方

15、形线框每边长为0.2m, 正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中, 如图甲所示 , 当磁场以10T/s 的变化率增强时 , 线框中 a、b 两点电势着是( ) A. Uab0.1V B. Uab 0.1V C. Uab0.2V D. Uab 0.2V 2. 如图所示 , 面积为 0.2m2的 100 匝线圈 A 处在磁场中 , 磁场方向垂直于线圈平面, 磁感强度随时间变化的规律是 B=(60.2t)T, 已知 R1=4, R26, 电容 C30F, 线圈 A 的电阻不计 , 求：(1)闭合 S 后, 通过 R2的电流强度大小和方向；(2)闭合 S 一段时间后再断开S, S断开后通过R2的电

16、荷量是多少？3.如图所示 , 在竖直向下的匀强磁场中, 将一水平放置的金属棒ab 以水平初速度v0抛出 , 设在整个过程中金属棒的方向不变且不计空气阻力 , 则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是( ) A. 越来越大B. 越来越小C. 保持不变D. 无法判断精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页名师精编精品教案3 如图甲所示，质量m=0.1kg 的金属棒a 从某一高度由静止沿光滑的弧形轨道下滑，然后进入宽l=0.5m的光滑水平导轨, 水平导轨处于竖直向下、磁感强度B=0.2T 的广阔匀强磁场中。在水平导轨上原先另有一静止的金属棒b，其质量与金属棒a 质量的相等。 已知金属棒a和 b 的电阻分别是0.1 ，金属棒 a 进入水平导轨后，金属棒a 和 b 运动的 vt 图像如图乙所示，导轨的电阻不计，整个水平导轨足够长。（1）金属棒 a 的初始位置距水平轨道的高度；（2）金属棒 a 进入磁场的瞬间，金属棒b 的加速度多大 ? （3）若假设两者始终没有相碰，则两棒在运动过程中一共至多能消耗多少电能？（4）a、b 棒产生的总热量为多少？甲a b 丙a b v0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页