《高考物理大一輪復習 第九章 第3講 電磁感應的綜合問題課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理大一輪復習 第九章 第3講 電磁感應的綜合問題課件（51頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、電磁感應電磁感應 第九章第九章第第3講電磁感應的綜合問題講電磁感應的綜合問題 一、電磁感應中的電路問題 1電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產生感應電動勢，該導體或回路就相當于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電；將它們接上用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流因此，電磁感應問題往往跟電路問題聯(lián)系在一起解決電磁感應電路問題的關鍵是把電磁感應的問題等效轉換成穩(wěn)恒直流電路 2基本方法 (1)確定電源：先判斷產生電磁感應現(xiàn)象的是哪一部分導體，該部分導體可視為等效電源 (2)分析電路結構，畫等效電路圖 (3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串、并聯(lián)規(guī)律等 3常見的一些分析誤
2、區(qū) (1)不能正確分析感應電動勢及感應電流的方向因產生感應電動勢那部分電路為電源部分，故該部分電路中的電流應為電源內部的電流，而外電路中的電流方向仍是從高電勢到低電勢 (2)應用歐姆定律分析求解電路時，不注意等效電源的內阻對電路的影響 (3)對接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進行分析，特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應該是外電壓，而不是等效電源的電動勢，也不是內電壓 【答案】B 二、電磁感應中的圖象問題 1圖象問題的特點 考查方式比較靈活，有時依據(jù)電磁感應現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確與否，有時依據(jù)不同的圖象，進行綜合計算 2解題關鍵 弄清初始條件，正、負方向的意義，變化范圍，所研究物理量
3、的函數(shù)表達式，進出磁場的轉折點是解決問題的關鍵 3解決圖象問題一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是Bt圖還是t圖，或者Et圖、It圖等對于切割磁感線類的還有Ex圖、Ix圖等 (2)分析電磁感應的具體過程 (3)用右手定則或楞次定律確定方向對應關系 (4)結合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關系式 (5)根據(jù)函數(shù)關系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等 (6)畫圖象或判斷圖象 4方法歸納圖 注意事項：(1)明確圖象所描述的物理意義； (2)必須明確各種“”“”的含義； (3)必須明確斜率的含義； (4)必須建立圖象和電磁感應過程之間的對應關系； (5)不管是何種類型，電
4、磁感應中的圖象問題常常需要利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律分析解決 【跟蹤訓練】 2(多選)(2015年惠州調研)一勻強磁場，磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，在磁場中有一位于紙面內細金屬圓環(huán)，如圖932甲所示現(xiàn)令磁感應強度值B按圖932乙隨時間t變化，令E1、E2、E3分別表示oa、ab、bc這三段變化過程中感應電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示其對應的感應電流() 【答案】BD 三、電磁感應中的動力學問題 1電磁感應問題往往跟力學問題聯(lián)系在一起，分析時要特別注意加速度a0、速度v達最大值的特點這類問題的分析思路如下： 2基本方法 (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律
5、求感應電動勢的大小和方向 (2)由閉合電路歐姆定律求回路中的電流 (3)分析導體受力情況(包含安培力在內的全面受力分析) (4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解 3兩種狀態(tài)處理 (1)導體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運動狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件合外力等于零列式分析 (2)導體處于非平衡態(tài)加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結合功能關系分析 【跟蹤訓練】 3如圖933所示，ab和cd是位于水平面內的平行金屬軌道，軌道間距為l，其電阻可忽略不計ac之間連接一阻值為R的電阻，ef為一垂直于ab和cd的金屬桿，它與ab和cd接觸良好并可沿軌道方向無摩擦地滑動，其電阻可忽略整個裝置處在
6、勻強磁場中，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應強度為B.當施外力使桿ef以速度v向右勻速運動時，桿ef所受的安培力為() 【答案】A電電 2解答步驟 (1)在電磁感應中，切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的回路將產生感應電動勢，該導體或回路就相當于_ (2)搞清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉化 (3)根據(jù)能量守恒列方程求解電源電源 A安培力對ab棒做正功 B安培力對cd棒做正功 Cabdca回路的磁通量先增加后減少 D.F做的功等于回路產生的總熱量和系統(tǒng)動能增量之和 【答案】BD 電磁感應與電路問題的聯(lián)系就是電源與電路的連接問題解決此類問題的主要步驟： 1確定電源產生感應
7、電流或感應電動勢的那部分電路就相當于電源，利用法拉第電磁感應定律確定其電動勢的大小，利用楞次定律確定其正負極需要強調的是在電源內部電流是由負極流向正極的，在外部從正極流向外電路，并由負極流入電源若無感應電流，則可以假設電流如果存在時的流向電磁感應與電路規(guī)律的綜合應用電磁感應與電路規(guī)律的綜合應用 2分析電路結構，畫出等效電路圖 3利用電路規(guī)律求解主要有閉合電路的歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質、電功和電熱等公式 如圖937甲所示，水平放置的兩根平行金屬導軌(不計電阻)，間距L0.3 m，導軌左端連接R0.6 的電阻區(qū)域abcd內存在垂直于導軌平面B0.6 T的勻強磁場，磁場區(qū)域寬D0.2 m，細金屬棒
8、A1和A2用長為2D0.4 m的輕質絕緣桿連接，放置在導軌平面上，并與導軌垂直每根金屬棒在導軌間的電阻均為r0.3 ，導軌電阻不計使金屬棒以恒定速度v1.0 m/s沿導軌向右穿越磁場計算從金屬棒A1進入磁場(t0)到A2離開磁場的時間內，不同時間段通過電阻R的電流強度，并在圖937乙中畫出 【答案】見解析 電磁感應中常涉及磁感應強度B、磁通量、感應電動勢E和感應電流I隨時間t變化的圖線，即Bt圖線、t圖線、Et圖線和It圖線對于切割磁感線產生感應電動勢和感應電流的情況，還常涉及感應電動勢E和感應電流I隨位移s變化的圖線，即Es圖線和Is圖線這些圖象問題大體上可分為兩類：由給定的電磁感應過程選出
9、或畫出正確的圖象；由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量不管是何種類型，電磁感應中的圖象常需利用右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律分析解決感應電流的方向和大小電磁感應中的圖象問題電磁感應中的圖象問題 (多選)如圖938甲所示，一個閉合線圈固定在垂直紙面的勻強磁場中，設磁場方向向里為磁感應強度B的正方向，線圈中的箭頭(順時針)為電流I的正方向線圈及線圈中感應電流I隨時間變化的圖線如圖938 乙所示，則磁感應強度B隨時間變化的圖線可能是() 一題一得 用圖象的斜率來分析，根據(jù)線圈中感應電流的方向來判斷線圈所在處的磁場的變化率，再反過來應用圖象的變化率來判斷感應電流的方向，這個
10、方法很重要它說明了感應電流的方向只與磁場的變化率有關，而與磁場的磁感應強度的大小和方向無關，就像速度與位移的大小和方向無關，只與位移的變化率有關一樣(單選)一環(huán)形線圈放在勻強磁場中，設第1 s內磁感線垂直線圈平面(即垂直于紙面)向里，如圖939甲所示若磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖939乙所示，那么第3 s內線圈中感應電流的大小與其各處所受安培力的方向是() A大小恒定，沿順時針方向與圓相切 B大小恒定，沿著圓半徑指向圓心 C逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心 D逐漸增加，沿逆時針方向與圓相切 【答案】B 【解析】由題圖乙知，第3 s內磁感應強度B逐漸增大，變化率恒定，故感應電流的大小恒定再由楞
11、次定律，線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢，故沿著圓半徑指向圓心，B項正確 1兩種狀態(tài)及處理方法電磁感應與力學規(guī)律的綜合應用電磁感應與力學規(guī)律的綜合應用 狀態(tài)狀態(tài)特征特征處理方法處理方法平衡態(tài)平衡態(tài)加速度為零加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)非平衡態(tài) 加速度不為零加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分根據(jù)牛頓第二定律進行動態(tài)分析或結合功能關系進行分析析或結合功能關系進行分析 2.力學對象和電學對象的相互關系 (2)兩種常見類型在如圖9310所示的傾角為的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小為B、方向垂直斜面向上的勻強磁場，磁場的寬度均為L.一個質量為m、電阻
12、為R、邊長也為L的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下滑，當ab邊剛越過GH進入磁場區(qū)時，線框做加速運動；當ab邊滑過JP位置時，線框恰好以速度v做勻速直線運動，從ab進入GH到JP的過程中，重力對線框做功為W1，線框克服安培力做功為W2，從cd進入GH到JP的過程中，重力對線框做功為W3，線框克服安培力做功為W4，下列說法中正確的有()如圖9311所示，MN、PQ為平行光滑導軌，其電阻忽略不計，與地面成30角固定N、Q間接一電阻R10 ，M、P端與電池組和開關組成回路，電動勢E6 V，內阻r1.0 ，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場現(xiàn)將一條質量m10 g，電阻R10 的金屬導線ab置于導軌上，并保持導線ab水平已知導軌間距L0.1 m，當開關S接通后導線ab恰靜止不動 題后反思 本題是電磁感應中“電動電”的類型題解決本題的關鍵是，將電磁感應問題和電路的分析與計算問題結合起來，先弄清電路結構，由導線ab平衡，求出磁感應強度B，再對電鍵斷開后ab導線做動態(tài)分析，由平衡條件求出最終的速度
高考物理大一輪復習 第九章 第3講 電磁感應的綜合問題課件
