電磁感應(yīng)中的電源問題2017.02.21于福州三中上課用廈門市杏南中學(xué)林穎亮知識(shí)考點(diǎn)分析：電磁感應(yīng)是電磁學(xué)中重要的內(nèi)容，也是高考的熱點(diǎn)之一。有電磁感應(yīng)過程中感應(yīng)電流大小和方向的判定及計(jì)算，更有力學(xué)、電學(xué)知識(shí)在電磁感應(yīng)問題中的綜合應(yīng)用問題。而在這些綜合問題中，往往需要綜合運(yùn)用牛頓第二定律、功能關(guān)系、動(dòng)能定理及能量守恒定律，并結(jié)合閉合電路的物理規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)：（1）對(duì)這一專題進(jìn)行知識(shí)梳理，讓學(xué)生形成一個(gè)知識(shí)框架；（2）把握高考命題熱點(diǎn)，有針對(duì)性進(jìn)行訓(xùn)練；（3）福建高考真題再現(xiàn)，有目的訓(xùn)練教學(xué)重點(diǎn)：楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)；教學(xué)難點(diǎn)：電磁感應(yīng)圖像問題；電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)問題就是在原來的電路問題基礎(chǔ)上，換了一個(gè)新的電源。即磁場中的電路的某部分充當(dāng)電源作用。訓(xùn)練之一、電磁感應(yīng)電路中電源有無的判定1.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ]在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A．將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B．在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C．將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D．繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化訓(xùn)練之二、尋找電路中電源，并描述電源電動(dòng)勢的大小與方向2．（描述電源電動(dòng)勢的大小與方向）[2016·北京卷]如圖，勻強(qiáng)磁場中有兩個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢分別為Ea和Eb，不考慮兩圓環(huán)間的相互影響．下列說法正確的是()A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時(shí)針方向3.（金屬桿轉(zhuǎn)動(dòng)切割的電源問題）[2014·新課標(biāo)Ⅱ卷]半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面，BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O，裝置的俯視圖如圖所示．整個(gè)裝置位于一勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下．在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)．直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略．重力加速度大小g.求：(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大?。?.（多選，金屬圓盤磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的電源問題）如圖所示是圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度ω沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則：A．由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流B．回路中感應(yīng)電流大小不變，為BLω/(2R）C．回路中感應(yīng)電流方向不變，為C→D→R→CD．回路中有周期性變化的感應(yīng)電流訓(xùn)練之三、解決電磁感應(yīng)中的電路問題5.用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場，如圖所示。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場的過程中，M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud。下列判斷正確的是()A．Ua＜Ub＜Uc＜UdB．Ua＜Ub＜Ud＜UcC．Ua＝Ub＜Uc＝UdD．Ub＜Ua＜Ud＜Uc訓(xùn)練之四、解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題6.（A）[2016·全國卷Ⅰ]如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連．兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長度均為L，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平．右斜面上存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上，已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g，已知金屬棒ab勻速下滑．求：(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小；(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大?。?xùn)練之五、解決電磁感應(yīng)中的能量問題6（B）.上題中，若金屬棒最開始是從靜止釋放，已知從最初位置到最終恰好變成勻速運(yùn)動(dòng)的過程中，金屬棒的位移為X。則整個(gè)過程安培力所做的功是多少？訓(xùn)練之六、電磁感應(yīng)中各物理量的的圖像問題7.[2016·四川卷]如圖1-所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安培力大小為FA，電阻R兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流的功率為P，它們隨時(shí)間t變化圖像可能正確的有()補(bǔ)充：雙電源問題如圖所示，兩根相距d=0.20m的平行金屬長導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，并處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T導(dǎo)軌上面橫放著兩條金屬細(xì)桿，構(gòu)成矩形回路，每條金