20xx人教版高中物理选修3-24-4法拉第电磁感应定律

20xx人教版高中物理选修3-24-4法拉第电磁感应定律内容摘要：

BL v sin θ 应用于导体切割磁感线所产生的电磁感应现象较方便． 2 － 1 ： (2020 北京理综 ) 如图所示，在磁感应强度为 B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆 MN 在平行金属导轨上以速度 v 向右匀速滑动， MN 中产生的感应电动势为 E1；若磁感应强度增为 2 B ，其他条件不变， MN 中产生的感应电动势变为 E2. 通过电阻 R 的电流方向及 E1与 E2之比E1∶ E2分别为 ( ) A ． c → a, 2 ∶ 1 B ． a → c, 2 ∶ 1 C ． a → c, 1 ∶ 2 D ． c → a, 1 ∶ 2 解析： 金属杆垂直平动切割磁感线产生的感应电动势 E＝ Bl v ，判断金属杆切割磁感线产生的感应电流方向可用右手定则． 由右手定则判断可得，电阻 R 上的电流方向为 a → c ，由 E＝ Bl v 知 E 1 ＝ Bl v ， E 2 ＝ 2 Bl v ，则 E 1 ∶ E 2 ＝ 1 ∶ 2 ，故选项 C 正确． 答案： C 电磁感应中常见的 “ 杆＋导轨 ” 模型 1 ． 模型特点 “ 杆＋导轨 ” 模型是电磁感应问题高考命题的 “ 基本道具 ” ，也是高考的热点． “ 杆＋导轨 ” 模型问题的物理情境变化空间大，涉及的知识点多，如力学问题、电路问题、磁场问题及能量问题等，常用的规律有法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、左手定则、欧姆定律及力学中的运动规律、动能定理、功能关系、能的转化和守恒定律等． 2 ． 模型分类 模型一 单杆水平式 . 物 理 模型 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为 B ，棒 ab 长为 L ，质量为 m ，初 速度为零，拉力恒为 F ，水平导轨光滑，除电阻 R 外，其他电阻不计 动 态 分 析 设运动过程中某时刻棒的速度为 v ，由牛顿第二定律知棒 ab 的加速度 a ＝Fm－B2L2vmR，a 、 v 同向，随速度的增加，棒的加速度 a减小， a ＝ 0 时 v 最大， I ＝BL vR恒定 收 尾 状 态 运动形式 匀速直线运动 力学特征 a ＝ 0 v 恒定不变 电学特征 I 恒定 模型二 单杆倾斜式 物 理 模 型 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强度为 B ，导轨间距 L ，导体棒质量 m ，电阻 R ，导轨光滑，电阻不计 ( 如图 ) 动 态 分 析 棒 ab 释放后下滑，此时 a ＝ g sin α ，棒 ab 速度 v ↑→感应电动势 E ＝ BL v ↑→ 电流 I ＝ER↑→ 安培力 F ＝BIL ↑→ 加速度 a ↓ ，当安培力 F ＝ mg sin α 时， α ＝0 ， v 最大 收 尾 状 态 运动形式 匀速直线运动 力学特征 a ＝ 0 时 v 最大，且 vm ＝m gR sin αB2L2 电学特征 电流恒定 U 形导线框架宽 1 m ，框架平面与水平面夹角 30176。 ，电阻不计． B ＝ T 的匀强磁场与水平面垂直，如图所示．质量 m ＝ kg 、电阻 R ＝ Ω 的导体棒 ab 跨放在 U 形架上，且能无摩擦地滑动．求： (1) ab 下滑的最大速度 v m ； (2) 当 v ＝ v m 时， ab 上释放的电功率． ( g 取 10 m / s2) 思路导图： 解析： (1) 分析导体棒受力，如图所示．根据右手定则判断感应电流的方向是从 b 到 a ，根据左手定则判断导体棒受安培力的方向水平向右，要使 ab 下滑的速度最大，导体棒在斜面上的合力为零，即 mg sin α ＝ F co s α ， F ＝ BI L ， I ＝ER. 因 B 与 vm不垂直，可分解速度 vm，得 E ＝ BL vm。