2.应用法拉第电磁感应定律时应注意:

①一般用E = n(或E = )求平均电动势,用E = Blυ求瞬时电动势,但当Δs随Δt均匀变化时,由于电动势恒定,平均电动势和瞬时电动势相等,可用E = n求某一时刻的电动势;

②匀强磁场中,Blυ相互垂直,导体平动切割磁感线时E = Blυ绕固定转轴转动时E = Bl2ω

规律方法

[例1]如图所示,在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,有一个质量为m、半径为r、电阻为R的均匀圆形导线圈,线圈平面跟磁场垂直(位于纸面内),线圈与磁场边缘(图中虚线)相切,切点为A,现在A点对线圈施加一个方向与磁场垂直,位于线圈平面内的,并跟磁场边界垂直的拉力F,将线圈以速度υ匀速拉出磁场.以切点为坐标原点,以F的方向为正方向建立x轴,设拉出过程中某时刻线圈上的A点的坐标为x

(1)写出此时F的大小与x的关系式;

(2)在F-x图中定性画出F-x关系图线,写出最大值F0的表达式.

[解析]由于线圈沿F方向作切割磁感线运动,线圈上要产生顺时针方向的感应电流,从而要受到与F方向反向的安培力Ff作用,由图可知,此时线圈切割磁感线的有效长度l = 2

线圈上感应电动势,感应电流i =

线圈所受安培力大小为Ff = Bil,方向沿x负方向

因线圈被匀速拉出,所以F = Ff

解上各式得F = x-x2

(2)当x = r时,拉力F最大,最大值为F0 =

图线如图所示.

训练题如图(甲)所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距l=0.20m,电阻R=1.0Ω;有一导体杆静止地放在轨道上,与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道面向下,现用一外力F沿轨道方向拉杆,使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如图(乙)所示,求杆的质量m和加速度a

答案:a=10m/s2,m=0.1kg

[例2]如图所示,两根相距l平行放置的光滑导电轨道,与水平面倾角均为α轨道间有电阻R,处于磁感应强度为B方向竖直向上的匀强磁场中,一根质量为m、电阻为R/4的金属杆ab,由静止开始沿导电轨道下滑.设下滑中ab杆始终与轨道保持垂直,且接触良好,导电轨道有足够的长度,且电阻不计,求ab杆沿轨道下滑可达到的最终速度.                 

[解析]当ab杆沿轨道加速下滑至速度υ时,ab杆上的电动势为E = BLυcosα

ab杆与导电轨道组成的回路中的电流为I =

ab杆受到的安培力为F = BIl =   方向水平向右.

ab杆的速度增大至某一值υm时,ab杆受到的合外力F恰减为零,此时ab杆的加速度a也减为零,之后ab杆保持速度υm沿轨道匀速下滑.速度υm即是ab杆沿轨道下滑可达到的最终速度.

据共点合力平衡条件,有mgsinα = Fcosα

mgsinα = ·cosα,解得:υm =

训练题如图所示,具有水平的上界面的匀强磁场,磁感强度为B,方向水平指向纸内,一个质量为m,总电阻为R的闭合矩形线框abcd在竖直平面内,其ab边长为Lbc边长为h,磁场宽度大于h,线框从ab边距磁场上界面H高处自由落下,线框下落时,保持ab边水平且线框平面竖直.已知ab边进入磁场以后,cd边到达上边界之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值,此时cd边距上边界为h1,求:

(1)线框ab边进入磁场时的速度大小;

(2)从线框ab边进入磁场到线框速度达到最大的过程中,线框中产生的热量;

答案:(1)v=(2gh)1/2   

(2)Q=mg(H+h+h1)-m3R2g2/2B4L4

能力训练

18.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=16,动点P从点A出发沿AC边向点C以每秒3个单位长的速度运动,动点Q从点C出发沿CB边向点B以每秒4个单位长的速度运动.PQ分别从点AC同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△PCQ关于直线PQ对称的图形是△PDQ.设运动时间为t(秒).

(1)设四边形PCQD的面积为y,求yt的函数关系式;

(2)t为何值时,四边形PQBA是梯形?

(3)是否存在时刻t,使得PDAB?若存在,求出t的值;若不存在,

请说明理由;

(4)通过观察、画图或折纸等方法,猜想是否存在时刻t,使得PDAB

若存在,请估计t的值在括号中的哪个时间段内(0≤t≤1;1<t≤2;

2<t≤3;3<t≤4);若不存在,请简要说明理由

[命题意图]最后总是函数的应用,去年是一次函数的应用、二次函数的应用以及分类讨论,其实对初中而言,一次函数和二次函数的重要性是一样的,关键是函数思想的确立,函数模型的建立。本题考查求解二次函数关系式、并利用关系式求值的运算技能和从情景中提取信息、解释信息、解决问题的能力,同时考查的数学思想主要是数学建模思想。本题在呈现方式上做出了创新,试题贴近社会经济的盈亏问题,赋予了生活气息,使学生真切地感受到“数学来源于生活”,体验到数学的“有用性”。 这样设计体现了《新课程标准》的“问题情景-建立模型-解释、应用和拓展”的数学学习模式。

[参考答案](1) 

(2)

  

    (3)

 48-12t=12t+20t

          48=44t

          t=s 

(4)存在时刻t使得,在时间t时

也是就说

答:略 

 0  444215  444223  444229  444233  444239  444241  444245  444251  444253  444259  444265  444269  444271  444275  444281  444283  444289  444293  444295  444299  444301  444305  444307  444309  444310  444311  444313  444314  444315  444317  444319  444323  444325  444329  444331  444335  444341  444343  444349  444353  444355  444359  444365  444371  444373  444379  444383  444385  444391  444395  444401  444409  447090 

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