1.4电磁感应的案例分析;课标定位; ;课前自主学案;思考感悟
反电动势的方向与线圈切割磁感线的方向满足右手定那么,还是满足左手定那么?
提示:反电动势的产生属于磁生电现象,所以应满足右手定那么.;
;二、电磁感应现象中安培力的大小
由F=_______和I=____=____,得F=_____.
三、电磁感应现象中的电路问题
解决这类问题时,首先要进行电路结构的分析,即找出_________,区分内外电路;然后画出___________;最后结合_____________________和串、并联电路特点进行计算.;四、电磁感应现象中的功能关系
在电磁感应现象中,克服________做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程,克服________做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能;________做正功的过程就是将电能转化为其他形式的能的过程,__________做了多少正功,就有多少电能转化为其他形式的能.;核心要点突破;图1-4-1;即时应用(即时突破,小试牛刀)
1.一台小型直流风扇的额定电压为22V,正常工作时的电流为0.8A,假设电动机的线圈电阻为2.5Ω,那么这台电动机的反电动势为________,电动机的输出功率为________.
解析:由U=IR+E知
E=U-IR=(22-0.8×2.5)V=20V
P出=EI=20×0.8W=16W.
答案:20V16W;二、电磁感应中的综合应用
1.解决电磁感应现象与电路的结合问题的方法
(1)确定感应电动势的大小和方向;
(2)画等效电路图;
(3)运用全电路欧姆定律,串并联电路特点、电功率、电热等公式联立求解.;2.解决电磁感应现象与力的结合问题的方法
(1)平衡问题:动态分析过程中,抓住受力与运动相互制约的特点,分析导体是怎样从初态过渡到平衡态的,再从受力方面列出平衡方程,解决问题.
(2)非平衡类,抓住导体在某个时刻的受力情况,利用牛顿第二定律解决问题.
3.解决电磁感应现象与能量的结合问题的方法
要注意分析电路中进行了哪些能量转化,守恒关系是什么,从功和能的关系入手,列出表示能量转化关系的方程.;即时应用(即时突破,小试牛刀)
2.如图1-4-2所示,匀强磁场中B=0.4T,导体ab长L=40cm,以v=5m/s的速度匀速向右运动,框架电阻不计,Rab=0.5Ω.求:;(1)导体向右匀??运动时,产生的感应电流多大?
(2)感应电功率多大?外力功率多大?;课堂互动讲练;【答案】2.5W35V
【方法总结】电动机问题涉及工作电压、电流和功率,特别是总功率、内阻发热功率、输出功率的关系.
解题方法是从电动机的总功率入手,找出发热功率和输出功率,对应列方程求解.解题思路也一般沿功率关系寻找.;电磁感应中的力学问题;图1-4-4;【答案】0.1kg10m/s2; (2021年开封高二检测)固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,边长为l,其中ab边是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.现有一段与ab边的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上,;图1-4-5;图1-4-6;【方法总结】解决电磁感应中的电路问题的关键是明确以下问题:
(1)切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源局部,假设有电阻那么为内电阻.
(2)明确电路的结构,画出等效电路图,利用闭合电路欧姆定律进行计算.; (2021年济南高二检测)如图1-4-7所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为R的电阻,处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略,初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好的接触.;图1-4-7;(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2)假设导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,那么这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别是多少?
(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
【思路点拨】在整个过程中,弹力和安培力都是变力,不能直接用公式W=Fs求解,用能的转化和守恒关系求解比较方便.;变式训练
(2021年德州高二检测)如图1-4-8所示,一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角,两轨道上端用一电阻R相连,该装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上.质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某高度h后又返回到底端.假设运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好,轨