2012年《高考风向标》高考物理一轮复习 专题十第3讲 电磁感应规律的综合应用 [配套课件].ppt

1、第 3 讲 电磁感应规律的综合应用考点 1电磁感应中的图象问题1图象类型(1)电磁感应中常涉及磁感应强度 B、磁通量、感应电动势E 和感应电流 I 等随_变化的图线，即 Bt 图线、t 图线、Et 图线和 It 图线时间(2)对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势 E 和感应电流 I 等随_变化的图线，即Ex 图线和 Ix 图线等2两类图象问题(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量.位移 x3解题的基本方法(1)关键是分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势(电流)或安培力的大小是否恒定，然后运用_

2、或左手定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标在中的范围(2)图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键楞次定律4解题时要注意的事项(1)电磁感应中的图象定性或定量地表示出所研究问题的函数关系(2)在图象中 E、I、B 等物理量的方向通过物理量的正负来反映(3)画图象要注意纵、横坐标的单位长度定义或表达【教师参考备选题】在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 如图乙变化时，在图中正确表示线圈感应电动势

3、E 变化的是()A答案：A1匀强磁场的磁感应强度 B0.2 T，磁场宽度 L3 m，一正方形金属框边长 l1 m，每边电阻 r0.2，金属框以速度 v10 m/s 匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图 1031 所示，求：(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的It 图线(要求写出作图依据)(2)画出 ab 两端电压的 Ut 图线(要求写出作图依据)图 1031图 43(2)金属框进入磁场区时 ab 两端的电压 U1I1r2.50.2 V0.5 V；金属框完全在磁场中运动时，ab 两端的电压等于感应电动势：U2Blv2 V；金属框穿出磁场区时 ab 两端的电压U3

4、E3I3r1.5 V由此得 Ut 图线如图 44 所示图 44考点 2电磁感应中的动力学问题1电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起分析时要特别注意 a0、速度 v 达最大值的特点这类问题的分析思路如下：2基本方法(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(2)由闭合电路欧姆定律求回路中的电流；(3)分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)；(4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解3两种状态处理(1)导体处于平衡态静止或匀速直线运动状态处理方法：根据平衡条件合外力等于零列式分析(2)导体处于非平衡态加速度不为零处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析，或结合功能关系分

5、析2(单选)如图 1032 所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻 R，匀强磁场 B 竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒 PQ 垂直导轨放置今使棒以一定的初速度 v0 向右运动，当棒到达位置 c 时速度刚好为零设导轨与棒的电阻均不计，abbc，则金属棒在由 a 到 b 和由 b 到 c 的两过程中()B图 1032考点 3电磁感应中的能量问题电2解答步骤(1)在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源(2)搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化(3)根据能量守恒列方程求解3(双选)(2011 年广州一模

6、)如图 1033，金属棒 ab、cd与足够长的水平光滑金属导轨垂直且接触良好，匀强磁场垂直)导轨所在的平面ab 棒在恒力 F 作用下向右运动，则(BD图 1033A.安培力对 ab 棒做正功B.安培力对 cd 棒做正功C.abdca 回路的磁通量先增加后减少D.F 做的功等于回路产生的总热量和系统动能增量之和【教师参考备选题】如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为 m 的金属棒 ab.导轨的一端连接电阻 R，其他电阻均不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒 ab 在一水平恒力 F 作用下由静止起向右运动则()CDA随着 ab 运动速度的增大，其加速度也增大B外力

7、 F 对 ab 做的功等于电路中产生的电能C当 ab 做匀速运动时，外力 F 做功的功率等于电路中的电功率D无论 ab 做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能热点电磁感应中的综合问题【例1】(2009年广东卷)如图1034甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图1034乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，求0至t1时间内：图 1034(1)通过电阻R1上的电流大小和方向；(2)通过电阻R1上

8、的电量q及电阻R1上产生的热量.1(2010 年广州一模)如图 1035 甲所示的螺线管横截面积为 S，匝数为 N、电阻为 r，螺线管与一根电阻为 2r 的金属丝连接，向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图 1035 乙所示求 0 至 t0 时间内：图 1035(1)通过金属丝的感应电流大小和方向；(2)金属丝中感应电流产生的焦耳热量；(3)金属丝辐射出的光子数(设金属丝产生的热量全部以频率为的红外线辐射出来、普朗克常数为 h)易错点：对安培力的判断【例 1】如图 1036 所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨距 0.2 m，金属导体 ab 可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab 的电阻为

9、0.4，导轨电阻不计，导轨 ab 的质量为 0.2 g，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为 0.2 T，且磁场区域足够大，当 ab 导体自由下落 0.4 s 时，突然接通电键 K，则：(1)试说出 K 接通后，ab 导体的运动情况；(2)ab 导体匀速下落的速度是多少？(g 取 10 m/s2)图 1036错解分析：K 闭合后，ab 受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用合力竖直向下，ab 仍处于竖直向下的加速运动状态随着向下速度的增大，安培力增大，ab 受竖直向下的合力减小，直至减为 0 时，ab 处于匀速竖直下落状态上述解法是受平常做题时总有安培力小于重力的影响，没有对初速度和加速度之

10、间的关系做认真的分析，不善于采用定量计算的方法分析问题1如图 1037 所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距 0.5 m，与水平面夹角为 30，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度 B0.4 T，垂直导轨放置两金属棒 ab 和 cd，长度均为 0.5 m，电阻均为 0.1，质量分别为 0.1 kg 和 0.2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动现 ab 棒在外力作用下，以恒定速度 v1.5 m/s 沿着导轨向上滑动，cd 棒则由静止释放，试求：(g 取 10 m/s2)(1)金属棒 ab 产生的感应电动势；(2)闭合回路中的最小电流和最大电流；(3)金属棒 cd 的最终速度图 1037