抓四量破电磁感应综合题,此文是一篇电磁感应论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
电磁感应论文参考文献：
电磁感应综合题是高考的热点之一,电磁感应综合题不仅涉及电磁感应,还涉及动力学、热学、电场、电路、磁场、图像等许多知识,综合性强,常为计算题,有时也有选择题.
本文从“电量、冲量、动量、能量”四个角度探索电磁感应的综合问题的求解,并提炼出此类问题的突破策略.
1电磁感应中的电量
发生电磁感应现象,会在闭合电路中产生感应电流,设因电磁感应引起通过导体截面的电荷量为q.由q等于Δt等于ERΔt等于nΔΦΔt·RΔt等于nΔΦR,可见电磁感应现象中流过导体截面的电荷量和磁通量变化成正比,即q等于nΔΦR （式中R为回路的总电阻）.
例1如图1所示,两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L,电阻不计,左端串有一电阻R,金属杆电阻为r,质量为m,匀强磁场的磁感应强度为B.现杆以初速度v0开始运动,则：
（1）分析杆的运动情况?
（2）从开始到滑行一段距离s（棒仍未停止）这一过程通过金属杆的电量q为多少?
解析（1）杆向右运动切割磁感线,回路中产生感应电流,使杆受向左的安培力,杆做减速运动；速度的减小,导致感应电流减小,感应电流的减小导致安培力、加速度也减小,直至杆静止；以上分析可知杆做加速度不断减小的减速运动,最终会静止在某处.
（2）通过导体棒的电量
q等于Δt等于R+rΔt等于ΔΦt（R+r）Δt等于ΔΦR+r（1）
而ΔΦ等于BLs（2）
由（1）、（2）解得q等于BLsR+r.
突破1磁通量的变化ΔΦ可能是由磁感应强度变化（ΔB）引起,也可能是由闭合磁场的面积变化（ΔS）引起,利用关系式q等于nΔΦR,可以建立q、ΔB、ΔS之间的关系,从而对电磁感应综合题做出有效突破.
2电磁感应中的动量和冲量
拓展1例1中,求金属杆在整个运动过程中,通过的电量q为多少?
情景分析导体棒在匀强磁场中切割磁感线,产生感应电流而受到安培力,因速度和安培力的互相制约,安培力为变力,导体棒做变加速直线运动,无法直接求解出金属杆运动距离d；导致关系式q等于nΔΦR无用武之地.
本题的难点在于安培力是变力,怎么处理呢?可以看看此过程安培力的冲量,
I安等于∑FiΔti等于∑BLIiΔti等于BLq,
又因导体棒只受安培力作用,由动量定理知安培力的冲量等于金属棒的动量变化,即
I安等于-BLq等于0-mv.
（3）解：金属杆在整个运动过程中,由动量定理得
-I安等于0-mv0,
而I安等于∑FiΔti等于∑BLIiΔti等于BLq,
由以上两式解得q等于mv0BL.
突破2导体棒在匀强磁场中自由运动切割磁感线时,安培力的冲量等于导体棒动量的变化,即
I安等于-BLq等于Δp；
再结合关系式q等于nq等于nΔΦR,
可有效突破 “安培力是变力”所带来的困难.
例2如图2所示,两根间距为l的光滑水平金属导轨（不计电阻）,空间内加有竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度为B,导轨上静止放置两金属棒ab、cd,ab质量为m,电阻为r.cd棒质量为M,电阻为R,给ab棒一初速度v0,求：
（1）ab棒和cd棒的运动情况?
（2）cd棒能达到的最大速度?
解析（1）ab棒受到向左的安培力,做减速运动；cd棒受到向右的安培力,做加速运动,随着速度的变化,安培力也变化,加速度也变化.当两棒达到相同速度v时,电路中电流为零,安培力为零,此时cd棒达到最大速度,两棒以速度v匀速运动.
（2）设ab棒和cd棒所受安培力的大小为F,作用时间为t,两棒达到的共同速度为v,
以向右为正方向,对ab棒由动量定理得
-Ft等于Δp1等于mv-mv0,
对cd棒由动量定理得
Ft等于Δp2等于Mv-0.
两式相加得Δp1+Δp2等于0,
说明两棒动量守恒,即由于两导体棒所受的安培力等大反向,又不受其他外力,系统合外力为零,满足系统动量守恒的条件,本题可选用动量守恒定律求解.
由动量守恒定律得
mv0等于（M+m）v,
解得v等于mv0M+m.
拓展2例2中,若ab所在处导轨宽度只有cd处导轨宽度的一半,如图3所示,求两棒的最终速度?
解析两导体棒都在滑轨上运动时,系统的动量一定守恒吗?因cd棒受的安培力是ab棒的2倍,系统动量不守恒,最终速度也不相等,因cd棒切割磁感线的有效长度是ab棒的2倍,而最终稳定状态时回路中电流为零,两棒匀速运动,因而最终匀速时间ab棒的速度是cd棒的2倍,设cd棒的最终速度为v,则ab棒的最终速度为2v,
对ab棒,由动量定理
-I安等于2mv-mv0,
对cd棒,由动量定理
2I安等于Mv,
由以上两式解得v等于mv04m+M.
3电磁感应中的能量
拓展3例2中,求：（3）cd棒由静止到最大速度过程中,cd释放的热量是多少?
解析能用焦耳定律Q等于I2Rt直接求cd棒产生的热量吗?焦耳定律关系式中的电流I应为有效值,直接求电流有效值和时间是困难的,怎么办?我们可以从能量角度来试试.
（3）由能量守恒,系统释放的焦耳热等于系统减少的机械能,故有
Q等于12mv20-12（M+m）v′2,
解得Q等于Mmv202（M+m）,
由能量分配关系知
QR等于RR+rQ等于Mmv202（M+m）×RR+r.
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