《高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 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《高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 第3講 電磁感應的綜合問題課件（54頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第十章第十章主干知識回顧-1-名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測第第3 3講電磁感應的綜合問題講電磁感應的綜合問題第3講電磁感應的綜合問題主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測一、電磁感應與電路1.對電源的理解在電磁感應現(xiàn)象中,產生感應電動勢的那部分導體相當于電源。如:切割磁感線的導體棒、內有磁通量變化的線圈等。2.對電路的理解內電路是切割磁感線的導體或磁通量發(fā)生變化的線圈;除電源外其余部分是外電路,外電路由電阻、電容等電學元件組成。在外電路中,電流從高電勢處流向低電勢處;在內電路中,電流則從低電勢處流向高電勢處。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點
2、精講綜合能力提升課堂限時檢測二、電磁感應與圖象1.圖象類型(1)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變化的圖象,即B-t圖象、-t圖象、E-t圖象和I-t圖象。(2)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x變化的圖象,即E-x圖象和I-x的圖象。2.問題類型(1)由給定的電磁感應過程判斷或畫出正確的圖象。(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程,求解相應的物理量。(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測四、電磁感應與能量守恒1.能量轉化導
3、體切割磁感線或磁通量發(fā)生變化,在回路中產生感應電流,這個過程中機械能或其他形式的能轉化為電能,具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉化為機械能或內能。因此,電磁感應過程中總是伴隨著能量的轉化。2.實質電磁感應過程的實質是不同形式的能量轉化的過程,而能量的轉化是通過安培力做功的形式實現(xiàn)的,安培力做功的過程,是電能轉化為其他形式能的過程,外力克服安培力做功,則是其他形式的能轉化為電能的過程。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一3.突破策略(1)確定電源:先判斷產生電磁感應現(xiàn)象
4、的是哪一部分導體,該部分導體可視為電源。(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。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一1.如圖所示,兩根相距為l的平行直導軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導軌電阻忽略不計,MN為放在ab和cd上的一導體桿,與ab垂直,其
5、電阻也為R。整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(指向圖中紙面內),現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v(如圖)做勻速運動,令U表示MN兩端電壓的大小,則 ( A)主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一2.(2015鄭州一模)如圖所示,在xOy平面內有一扇形金屬框abc,其半徑為r,ac邊與y軸重合,bc邊與x軸重合,且c位于坐標原點,ac邊與bc邊的電阻不計,圓弧ab上單位長度的電阻為R。金屬桿MN長度為L,放在金屬框abc上,MN與ac邊緊鄰且重疊部分的電阻為R0
6、。磁感應強度為B的勻強磁場與框架平面垂直并充滿平面?，F(xiàn)對MN桿施加一個外力(圖中未畫出),使之以c點為圓心順時針勻速轉動,角速度為。求:(1)在MN桿運動過程中,通過桿的電流I與轉過的角度間的關系;(2)整個電路消耗電功率的最小值。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一考點二電磁感應的圖象問題1.圖象類型 主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一2.分析方法對圖象的分析,應做到“四明確,三理解”:(1)明確圖象
7、所描述的物理意義;明確各種正、負號的含義;明確斜率的含義;明確圖象和電磁感應過程之間的對應關系。(2)理解三個關系及其各自的物理意義:主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一典例2(2014新課標全國卷)如圖(a),線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上。在ab線圈中通以變化的電流,用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示。已知線圈內部的磁場與流經線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關系的圖中,可能正確的是 ()主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一【解題思路】根據(jù)法拉第電磁感應定律,ab線圈電流的變化率與線圈cd上的波形圖一致,線
8、圈cd上的波形圖是方波,ab線圈電流只能是線性變化的,因為只有線性變化的變化率才是常數(shù),C項正確?！緟⒖即鸢浮緾【名師歸納】電磁感應中圖象類選擇題的兩個常見解法:(1)排除法:定性地分析電磁感應過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化),特別是物理量的正負,排除錯誤的選項。沒有表示方向的正負時,優(yōu)先判斷方向有時會產生意想不到的效果。(2)函數(shù)法:根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關系,然后由函數(shù)關系對圖象做出分析和判斷,這未必是最簡捷的方法,但卻是最有效的方法。 主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一1.(2013新課標全
9、國卷)如圖,在水平面(紙面)內有三根相同的均勻金屬棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a點接觸,構成“V”字形導軌。空間存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN向右勻速運動,從圖示位置開始計時,運動中MN始終與bac的平分線垂直且和導軌保持良好接觸。下列關于回路中電流i與時間t的關系圖線,可能正確的是 ( A)主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一2.(2013新課標全國卷)如圖,在光滑水平面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導線框,在導線框右側有一寬度為d(dL)的條形勻強磁場區(qū)域,磁場的邊界與導線框的一
10、邊平行,磁場方向豎直向下。導線框以某一初速度向右運動。t=0時導線框的右邊恰與磁場的左邊界重合,隨后導線框進入并通過磁場區(qū)域。下列v-t圖象中,可能正確描述上述過程的是 ( D)主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點三電磁感應中的動力學問題1.導體的兩種運動狀態(tài)(1)平衡狀態(tài):靜止或勻速直線運動,F合=0。(2)非平衡狀態(tài):加速度不為零,F合=ma。2.電學對象與力學對象的轉換及關系 考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一典例3(2015哈爾濱模擬)兩足夠長的平行金屬導
11、軌間的距離為L,導軌光滑且電阻不計,導軌所在的平面與水平面夾角為,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度為B、方向垂直于導軌所在平面斜向上的勻強磁場。把一個質量為m的導體棒ab放在金屬導軌上,在外力作用下保持靜止,導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻為R1。完成下列問題:(1)如圖甲,金屬導軌的一端接一個內阻為r的直流電源。撤去外力后導體棒仍能靜止,求直流電源電動勢;(2)如圖乙,金屬導軌的一端接一個阻值為R2的定值電阻,撤去外力讓導體棒由靜止開始下滑。在加速下滑的過程中,當導體棒的速度達到v時,求此時導體棒的加速度;(3)求(2)問中導體棒所能達到的最大速度。主干知
12、識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一【總結提升】導體動態(tài)分析的思考路線:導體運動產生感應電動勢感應電流通電導體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應電動勢變化周而復始地循環(huán),直至最終達到穩(wěn)定狀態(tài),此時加速度為零,而速度v通過加速達到最大值,做勻速直線運動或通過減速達到穩(wěn)定值做勻速直線運動。 主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一1.(多選)如圖所示,電阻不計的平行金屬導軌固定在一絕緣斜面上,兩根相同的金屬導體棒
13、ab、cd垂直于導軌靜止放置,且與導軌接觸良好,勻強磁場垂直穿過導軌平面向上?，F(xiàn)用一平行于導軌的恒力F作用在ab的中點,使其向上加速運動。若cd始終保持靜止,則它所受摩擦力可能 ( AB)A.變?yōu)? B.先減小再增大C.等于F D.先增大再減小【解析】ab在恒力F作用下加速運動,由楞次定律可知,閉合回路中產生的感應電流方向為acdba,由左手定則得cd受到安培力方向應沿斜面向上,且逐漸增大,由力平衡可知,cd受到的摩擦力先沿斜面向上逐漸減小到零,然后沿斜面向下逐漸增大,且最大值Ffm=F安-mgsin,而ab棒所受合力F合=F-Ff-mgsin-F安=ma,可知F安F,故FfmF,所以A、B項
14、正確,C、D項錯誤。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一2.如圖所示,MN和PQ是兩條水平放置彼此平行的金屬導軌,質量m=0.2kg、電阻r=0.5的金屬桿ab垂直跨接在導軌上,勻強磁場的磁感線垂直于導軌平面,導軌左端接阻值R=2的電阻,理想電壓表并接在R兩端,導軌電阻不計。t=0時刻ab受水平拉力F的作用后由靜止開始向右做勻加速運動,ab桿與導軌動摩擦因數(shù)=0.2,第4s末,ab桿的速度v=1m/s,電壓表示數(shù)U=0.4V。取重力加速度g=10m/s2。(1)在第4s末,ab桿產生的感應電動勢和受到的安培力各為多大?(2)若第4s末以后,ab桿做勻速運動,則在勻
15、速運動階段的拉力為多大?整個過程拉力的最大值為多大?(3)若第4s末以后,拉力的功率保持不變,ab桿能達到的最大速度為多大?主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測考點二考點三考點一主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測電磁感應中的能量問題1.能量轉化及焦耳熱的求法(1)能量轉化(2)求解焦耳熱Q的三種方法主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測2.電能求解的三種思路(1)利用克服安培力求解:電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功。(
16、2)利用能量守恒或功能關系求解。(3)利用電路特征來求解:通過電路中產生的電能來計算。3.解題的一般步驟(1)確定研究對象(導體棒或回路)。(2)弄清電磁感應過程中,哪些力做功,哪些形式的能量相互轉化。(3)根據(jù)能量守恒定律列式求解。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測典例(2014新課標全國卷)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內,一長為r、質量為m且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面,BA的延長線通過圓導軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整個裝置位于一勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,方向豎直向下。在內圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中
17、未畫出)。直導體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉動,在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸。設導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為,導體棒和導軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求:(1)通過電阻R的感應電流的方向和大小;(2)外力的功率。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測【規(guī)律方法】求解電能應分清兩類情況:(1)若回路中電流恒定,可以利用電路結構及W=UIt或Q=I2Rt直接進行計算。(2)若電流變化,則:利用安培力做的功求解:電磁感
18、應中產生的電能等于克服安培力所做的功;利用能量守恒求解:若只有電能與機械能的轉化,則機械能的減少量等于產生的電能。 主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測2.如圖甲所示,MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成=30角固定,M、P之間接電阻箱R,導軌所在空間存在勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應強度為B=0.5T。質量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab,測得其在下滑過程中的最大速度為vm。改變電阻箱的阻值R,得到vm與R的關系圖象如圖乙
19、所示。已知軌道間距為L=2m,重力加速度g取10m/s2,軌道足夠長且電阻不計。(1)當R=0時,求桿ab勻速下滑過程中產生的感應電動勢E的大小及桿中電流的方向;(2)求桿ab的質量和阻值r;(3)當R=4時,求回路瞬時電功率每增加1W的過程中合外力對桿做的功W。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測2.(2015東城模擬)某空間中存在一個有豎直邊界的水平方向勻強磁場區(qū)域,現(xiàn)將一個等腰梯形閉合導線圈,從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過這個區(qū)域,
20、尺寸如圖所示,以感應電流的逆時針方向為正,圖中能正確反映該過程線圈中感應電流隨時間變化的圖象是 ( A)主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測【解析】梯形閉合導線圈從左向右運動L過程中,切割磁感線的導線長度從L線性增大到2L,感應電流的磁場方向垂直紙面向外,由楞次定律判斷感應電流方向為逆時針且逐漸增大;當線圈向右運動從L到2L過程中,只有兩腰的部分切割磁感線,垂直運動方向的總長度為L不變,感應電流方向為逆時針且保持不變;當線圈向右運動從2L到3L過程中,切割磁感線的導線長度從2L線性增大到3L,感應電流方向為順時針且逐漸增大,A項正確。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測
21、3.(2016湖北襄陽五中期中檢測)(多選)空間中存在著豎直方向的磁場,一圓形金屬框水平放在磁場中,規(guī)定磁感應強度方向和線圈中感應電流方向如圖甲所示時為正。某時刻開始計時線圈中產生了如圖乙所示的感應電流,則磁感應強度隨時間變化的圖線可能是 ( AC)主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測【解析】由圖乙可知,在01s時間內,圓環(huán)中感應電流恒定為正,根據(jù)楞次定律知磁感應強度正向均勻增大,或反向均勻減小,B、D項錯誤;在12s時間內,磁感應強度不變,在24s時間內,圓環(huán)中感應電流為負,則磁感應強度應正向均勻減小,或反向均勻增大,A、C項正確。主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測4.(2015佛山質檢)(多選)如圖,足夠長的光滑導軌傾斜放置,導軌寬度為L,其下端與電阻R連接;導體棒ab電阻為r,導軌和導線電阻不計,勻強磁場豎直向上。若導體棒ab以一定初速度v0下滑,則ab棒 ( AB)A.所受安培力方向水平向右B.可能以速度v0勻速下滑C.剛下滑瞬間產生的電動勢為BLv0D.減少的重力勢能等于電阻R產生的內能主干知識回顧名師考點精講綜合能力提升課堂限時檢測
高考物理一輪復習 第十章 電磁感應 第3講 電磁感應的綜合問題課件
