3.要注意严格区分Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义
Φ是指 。
ΔΦ是指 。
ΔΦ/Δt是指 。
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[例1] 如图12-2-11(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上.圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图12-2-11(b)所示,两磁场方向均竖直向上.在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端.设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.
(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量.
(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向.
[剖析](1)感应电流的大小和方向均不发生改变.因为金属棒滑到圆弧任意位置时,回路中磁通量的变化率相同.①
(2)0-t0时间内,设回路中感应电动势大小为E0,感应电流为I,感应电流产生的焦耳热为Q,由法拉第电磁感应定律:
②根据闭合电路的欧姆定律:
③ 由焦定律及②③有:
④
(3)设金属棒进入磁场B0一瞬间的速度为v,金属棒在圆弧区域下滑的过程中,机械能守恒:
⑤ 在很短的时间
内,根据法拉第电磁感应定律,金属棒进入磁场B0区域瞬间的感应电动势为E,则:
,而
⑥
由闭合电路欧姆定律及⑤⑥,求得感应电流:
⑦
根据⑦讨论:I.当
时,I=0;II.当
时,
,方向为
;III.当
时,
,方向为
.
[规律总结]电磁感应定律在应用过程中出现错误的原因主要可归结为如下几种情况:
1.考纲解读
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考纲内容 |
能力要求 |
考向定位 |
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3.法拉第电磁感应定律 4.自感 5.涡流 |
1、理解法拉第电磁感应定律并能运用该定律求感应电动势的大小。 2.知道自感现象及其自感的原理。 3.知道涡流现象 |
法拉第电磁感应定律在高考中具有举足轻重的地位,考纲对电磁感应定律作了Ⅱ级要求.对于本讲内容,不仅要理解电磁感应定律的内容和实质,还要关注社会与生活中的实际问题.自感及涡流在考纲中为Ⅰ级要求,把握住其概念及特点,会分析简单的现象即可.在高考中该定律常与力学中的牛顿定律、动能定理、能的转化与守恒以及电学中的闭合电路的欧姆定律结合起来共同考查。 |