导学案6-选修3-2-1.4_3电磁感应综合应用2-教师版

导学案6-1.4_3电磁感应综合应用-教师版第1页（共2页）“东师学辅”导学练·高二物理（6）1.4_3电磁感应综合应用编稿教师：李志强学习目标熟练运用楞次定律和法拉第电磁感应定律解决问题旧知回顾1.闭合电路欧姆定律：EIRr，其中R为外电路的电阻，r为电源内阻。2.楞次定律：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。3.法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小满足：Ent，其中n为线圈的匝数，为磁通量的变化量，t为时间。4.左右手定则总结（1）用左手的情形：左手定则用来判断通电导体在磁场中受到的安培力的方向。规则如下：伸出左手，四指并拢，大拇指与四指垂直并在同一平面上，磁感线从掌心穿入，四指指向电流方向，大拇指的指向就是所受安培力的方向。（2）用右手的情形a.“电生磁”，用安培定则判断电流产生的磁场方向。主要分为直导线，闭合线圈，通电螺线管。具体规则请参考高中物理选修3-1第3章第1节。b.“磁生电”，用右手定则判断部分导体切割磁感线运动时产生的感应电流（或感应电动势）的方向，具体规则请参考高中物理选修3-2第1章第4节。总结：总的来说，左手只用来判断安培力方向，右手用来判断“电生磁”、“磁生电”中相关物理量的方向。用一句话总结就是：“左力右电”新知摘要1.解决电磁感应中的力学问题的基本方法：（1）确定研究对象；（2）进行受力分析（不要忘记安培力，往往需要将立体图转化为截面图）；（3）根据平衡条件建立方程（或者根据牛顿第二定律建立方程）（4）结合电磁感应规律列方程联立求解。2.电磁感应中的能量转化问题：安培力做功是电磁感应中电能与其他能量相互转化的量度。安培力做了多少正功，就有多少电能转化为其他能量，安培力做了多少负功，就有多少其他能量转化为电能。例题精析例1.如图，空间有竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场，光滑的U形金属导轨固定在水平面上，宽度为L，导体棒放在导轨上，垂直于导轨两条横边，现作用一个水平向右的恒力在导体棒上，使它以速度v匀速向右运动。导轨的电阻不计，导体棒的电阻为R，问：（1）作用在导体棒上的水平恒力大小为多少？（2）若将这个恒力大小突然增大为原来2倍，此后导体棒将如何运动？（设导轨足够长，磁场范围足够大）练习：空间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B，光滑的U形金属导轨固定在水平面上，宽度为L，竖直放置，导体棒紧贴导轨垂直于导轨两条横边，导轨的电阻不计，导体棒的电阻为R，质量为m。由静止释放导体棒，请问：（1）此后导体棒将如何运动？（假设导体棒能一直紧贴导轨，保证接触良好）（2）导体棒的最大速度为多少？2013-2014学年上学期导学案6-1.4_3电磁感应综合应用-教师版第2页（共2页）形成练习1.如图所示，金属导轨MN、PQ之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1,金属棒ab可沿导轨滑动，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,ab在外力作用下以v=5m/s的速度向右匀速滑动，求金属棒所受安培力的大小。2.如图所示，电阻为R的矩形线圈，长为L，宽为a，在外力的[来源:Z_xx_k.Com][来源:学&科&网Z&X&X&K]作用下以速度v向右匀速运动，通过宽度为d磁感应强度为B的匀强磁场，在下列两种情况下求外力做的功：(1)L＜d(2)L＞d答案：(1)(2B2a2Lv)/R(2)(2B2a3v)/R3.如图所示，矩形线圈长L，宽h，电阻为R，质量为m，在空气中竖直下落一段距离后（空气阻力不计），进入一宽度也为h，磁感强度为B的匀强磁场中，线圈进入磁场时的动能为Ek1，线圈刚穿出磁场时的动能为Ek2，这一过程中产生的焦耳热为Q，线圈克服磁场力做的功为W1，重力做的功为W2，线圈重力势能的减少量为△Ep，则以下关系中正确的是（D）A.、Q=Ek1－Ek2B、Q=W2－W1C、Q＝W1D、W2=W1+Ek2－Ek14.设匀强磁场的磁感应强度B=0.1特,导体ab的长度L=40厘米,向右匀速运动的速度V=5.0米/秒,框架的电阻不计,导体ab的电阻R=0.5欧.试求:(1)感应电动势和感应电流的大小和方向(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力(3)外力做功的功率(4)感应电流的功率答案：(1)0.2伏在棒中感应电动势由b指向a,0.4安在棒中感应电流b指向a(2)0.016牛(3)0.08瓦(4)0.08瓦5.如图所示，一足够长的“n”形导体框架，宽度为L，其所在平面与水平面垂直，电阻可以忽略不计．设匀强磁场与导体框架的平面垂直，磁感应强度为B．有一根导体棒ab跨放在框架上，由静止释放导体棒沿框架竖直滑下，且始终保持水平，它与框架间摩擦力为f，如图所示，导体棒质量为m，有效电阻R，则(1)ab中感应电流的方向是什么？（2）ab下滑过程中，加速度大小的变化是多少？（3）ab下滑的最大速度等于多少？（4）ab以最大速度下滑时消耗的电功率等于多少？答案：(1)ab(2)由大变小(3)22)(LBRfmg(4)222)(LBRfmg6.如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。答案：（1）[来源:Z|xx|k.Com]（2）22222vRvLBFvP（3）vRvLLBFLW12221（4）vWQ（5）RtREtIq与v无关FL1L2Bv