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1、電磁感應(yīng)和力學(xué)的綜合題,其聯(lián)系的橋梁是磁場對感應(yīng)電流的安培力,因?yàn)楦袘?yīng)電流與導(dǎo)體運(yùn)動的加速度有相互制約的關(guān)系.這類題要重點(diǎn)進(jìn)行下列分析:1.電路分析在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源,如果它有電阻,就相當(dāng)于存在內(nèi)電阻,它兩端的電壓就是路端電壓.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:(1)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向,用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動勢的大小,用楞次定律確定感應(yīng)電動勢的方向(不論回路是否閉合,都設(shè)想電路閉合,判斷出感應(yīng)
2、電流的方向,導(dǎo)體兩端相當(dāng)于電源的正、負(fù)極).(2)畫出等效電路圖,分清內(nèi)外電路,此環(huán)節(jié)是解決此類問題的關(guān)鍵.(3)運(yùn)用全電路歐姆定律,串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),電功率、電熱等公式聯(lián)立求解.2.受力分析根據(jù)電路分析,表示出電路中電流,進(jìn)而表示出安培力,對研究對象進(jìn)行受力分析,確定物體所受的合外力.3.運(yùn)動分析根據(jù)物體的受力情況,分析加速度的變化,如果物體做勻變速直線運(yùn)動,可以利用運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律求解;如果物體不做勻變速直線運(yùn)動,則必須進(jìn)行能量分析,從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度求解.4.能量分析解決電磁感
3、應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題的一般思路:(1)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源.(2)分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.如:①有摩擦力做功,必有內(nèi)能產(chǎn)生.②克服安培力做功,就有電能產(chǎn)生.③如果安培力做正功,就有電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)列有關(guān)能量的關(guān)系式求解.(2014·天津和平檢測)如圖41,光滑斜面的傾角為θ,斜面上放置一矩形導(dǎo)體線框abcd,ab邊的邊長為l1,bc邊的邊長為l2,線框的質(zhì)量為m、電阻為R,線框
4、通過絕緣細(xì)線繞過光滑的小滑輪與重物相連,重物質(zhì)量為M,斜面上ef線(ef平行底邊)的右上方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如果線框從靜止開始運(yùn)動,進(jìn)入磁場的最初一段時(shí)間是做勻速運(yùn)動的,且線框的ab邊始終平行底邊,則下列說法正確的是()若線框進(jìn)入磁場的過程做勻速運(yùn)動,則M的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為m的重力勢能和線框中的內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律得:焦耳熱為Q=(Mg-mgsinθ)l2,故D錯(cuò)誤.故選B、C.【答案】BC1.如圖42所示,邊長為L的正方形金屬框,質(zhì)量為m,電阻為R,用細(xì)線把它懸掛于一
5、個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場邊緣,金屬框的上半部處于磁場內(nèi),下半部處于磁場外.磁場隨時(shí)間變化規(guī)律為B=kt(k>0),已知細(xì)線所能承受的最大拉力為2mg,求從t=0開始,經(jīng)多長時(shí)間細(xì)線會被拉斷?圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Ф、感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流i電壓u、電量q隨時(shí)間t變化的圖象,即Bt圖象、Фt圖象、Et圖象、it圖象、ut圖象、qt圖象(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流i隨線圈位移x變化的圖象,即Ex圖象和ix圖象問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選
6、出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識左手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識等(2013·福建高考)如圖43,矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場上方,由不同高度靜止釋放,用t1、t2分別表示線框ab邊和cd邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻.線框下落過程形狀不變,ab邊始終保持與磁場水平邊界線OO′平行,線框平面與磁場方向垂直.設(shè)OO′下方磁場區(qū)域足夠大,不計(jì)空氣影響,則下列哪一個(gè)圖像不可能反映線框下落過程中速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律(
7、)【解析】根據(jù)導(dǎo)體線框進(jìn)入磁場的速度的不同分析線框的受力情況、運(yùn)動情況,從而判斷可能的v-t圖像.線框先做自由落體運(yùn)動,因線框下落高度不同,故線框ab邊剛進(jìn)磁場時(shí),其所受安培力F安與重力mg的大小關(guān)系可分以下三種情況:③當(dāng)F安>mg時(shí),線框減速進(jìn)入磁場,a=-g,v減小,a減小,線框做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動,當(dāng)線框未完全進(jìn)入磁場而a減為零時(shí),即此時(shí)F安=mg,線框開始做勻速運(yùn)動,當(dāng)線框完全進(jìn)入磁場后做勻加速直線運(yùn)動,選項(xiàng)B有可能;故不可能的只有選項(xiàng)A.【答案】A2.(2014·臺州高二檢測)一矩
8、形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里,如圖44甲所示.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示.以I表示線圈中的感應(yīng)電流,以圖甲中線圈上箭頭所示方向的電流為正,則下列It圖中正確的是()【解析】0~1s內(nèi),B向里且均勻增大,由楞次定律知,線框中感應(yīng)電流大小恒定,方向與圖示相反,B、C錯(cuò)誤;4s~5s內(nèi),B不變,所以感應(yīng)電流為0,故D錯(cuò)誤,只有A正確.【答案】A1.(2013·新課標(biāo)全國卷)在物理學(xué)發(fā)展過程中,觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到