2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 法拉第電磁感應(yīng)定律教案 xx年命題特點(diǎn) 對(duì)本部分內(nèi)容的考查呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： 1.本專題是高中物理的主干知識(shí)，也是高考熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一.考查頻率極高，這兩年高考中都有試題，而且都是計(jì)算題. 2.主要考查切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，且要求較高. 常出與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)、能量等問(wèn)題相聯(lián)系的綜合問(wèn)題. 應(yīng)試高分瓶頸 在這部分試題中，考生容易出現(xiàn)的問(wèn)題是綜合能力差，亂代公式，解題沒(méi)有章法，沒(méi)有形成知識(shí)和方法體系. 加大練習(xí)量，在理解的基礎(chǔ)上熟練應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，形成解題方法是解決問(wèn)題保證得分的有效方法. 命題點(diǎn)1 法拉第民磁感應(yīng)定律、右手定則 命題點(diǎn)2 電磁感應(yīng)綜合題 命題點(diǎn)1 法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則 本類考題解答錦囊 解答“法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則”一類試題，主要掌握以下幾點(diǎn)： 1．(1)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律E=n△Φ／△t要注意嚴(yán)格區(qū)分磁通量Φ、磁通變化量△Φ、磁通變化率△Φ/△t，當(dāng)△Φ由磁場(chǎng)變化引起時(shí)，用E=nS△B／△t來(lái)計(jì)算，當(dāng)△Φ由面積變化引起時(shí)，用E=nS△B／△t來(lái)計(jì)算 (2)由E=n△Φ／△t算出的通常是在時(shí)間△t內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，一般并不等于初態(tài)與末態(tài)電動(dòng)勢(shì)的平均值． (3)計(jì)算電磁感應(yīng)過(guò)程中的流過(guò)回路電量的方法：Q=I△t=E△t／R=n△Φ／R. 2．應(yīng)用E=BlV要注意l為有效切割長(zhǎng)度，即在磁場(chǎng)中的直導(dǎo)線的長(zhǎng)度；V為垂直切割磁感線的線速度. Ⅰ 高考最新熱門(mén)題 1 (典型例題)一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖 25—1—1(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／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，則圖25—1—2中的I-t圖正確的是 命題的目的與解題技巧：法拉第電磁感應(yīng)定律E=圖象結(jié)合考查．B-t圖象的斜率即，在s不變時(shí)， [解析] 由圖25—1—1(乙)可知，在0～1s的時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，則由楞決定律判斷出感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍蛨D25—1—1(甲)中所示電流相反，所以為負(fù)值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，其大小為一定值，在2—3s和4—5s內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁通量不變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A選項(xiàng)正確． [答案] A 2 (典型例題)一直升飛機(jī)停在南半球的地磁極上空．此處地磁場(chǎng)的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為且直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長(zhǎng)度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為f，順著地磁場(chǎng)的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．螺旋槳葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b，如圖25—1—3所示．如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個(gè)葉片中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則 A.E=且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) B．E=，且a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì) C．，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D． E=，且a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) 命題目的與解題技巧：本題考查考生應(yīng)用右手定則和電磁感應(yīng)定律E=Bl乙分析直升飛機(jī)螺旋漿葉片產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象． [解析] 螺旋漿葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)切割磁場(chǎng)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E= 選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．順著地磁場(chǎng)的方向看地磁場(chǎng)和螺旋漿的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，如圖25—1-4所示，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向從a→b，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，故選項(xiàng)A正確． [答案] A 3 (典型例題)如圖25—1—5所示，MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、ED為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體．有勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖，用／表示回 路中的電流，則 A.當(dāng)AB不動(dòng)而ED向右滑動(dòng)時(shí)，I≠0且沿順時(shí)針?lè)较? B．當(dāng)AB向左、CD向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，I=0 C.當(dāng)AB、CD都向右滑動(dòng)且速度大小相等時(shí)，O=0 D．當(dāng)AB、ED都向右滑動(dòng)，且AB速度大于CD時(shí)，I≠0且沿逆時(shí)針?lè)较? 答案: C 指導(dǎo)：首先確定是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，那就要看穿過(guò)回路的磁通量是否發(fā)生變化，所以A、B、D、三種情況在回路中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨后再利用右手定則或楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，A、B產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流，D產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较蚋袘?yīng)電流． 4 (典型例題)圖25—1—6中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計(jì)，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動(dòng)的導(dǎo)體橫桿．有均勻磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面．若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當(dāng)橫桿AB A.勻速滑動(dòng)時(shí)，I1=0,I2=0 B.勻速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0,I2≠0 C．加滑動(dòng)時(shí)，I1=0，I2=0 D．加速滑動(dòng)時(shí)，I1≠0，I2≠0 答案: D 指導(dǎo)：當(dāng)AB勻速滑動(dòng)時(shí),AEGB形成閉合電路，故I1≠0，電容兩極電壓穩(wěn)定，不需充電，不需要充電，I2=0；當(dāng)AB加速滑動(dòng)時(shí)， I1≠O，同時(shí)，AB產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不斷增大，電容器可持續(xù)充電，故I2≠O． Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)物理實(shí)驗(yàn)中，常用一種叫做“沖擊電流計(jì)”的儀器測(cè)定通過(guò)電路的電荷量．如圖25—1—7所示，將探測(cè)線圈與沖擊電計(jì)C串聯(lián)后測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計(jì)組成回路的總電阻為兄將線圈放在被測(cè)實(shí)強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)垂直，現(xiàn)把探測(cè)線圈翻轉(zhuǎn)180，測(cè)出通過(guò)線圈的電荷量為Q．由上述數(shù)據(jù)可得出被測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng) 度為 A.qR／S B．qR／nS C qR／2nS D. qR／2S 命題目的與解題技巧：電磁感應(yīng)中求電荷量的方法應(yīng)用，使用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中一個(gè)特殊公式q= E= [解析] 電磁感應(yīng)中.本題磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則 [答案] C 2 (典型例題)如圖25—1—8所示，A、B兩閉合線圈為同種導(dǎo)線繞成，A為10匝，B為20匝，半徑rA=2rB，勻強(qiáng)磁場(chǎng)只分布在B線圈內(nèi)，若磁場(chǎng)均勻地減弱，則 A.A中無(wú)感應(yīng)電流 B．A、B中均有感應(yīng)電流 C.A、B中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為2：1 D．A、B中感應(yīng)電流之比為1：2 答案:0BD 指導(dǎo)：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用考查． 3 (典型例題)如圖25—1—9所示，處于同一豎直平面內(nèi)的平行金屬導(dǎo)軌CD和EF，相距為L(zhǎng)，在CE間接有阻值為及的電阻，金屬 桿CD長(zhǎng)為2L，緊貼導(dǎo)軌由豎直位置開(kāi)始繞a點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則金屬桿由豎直勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中通過(guò)電阻履的電荷量為_(kāi)________.(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，兩者電阻均不計(jì)) 答案:因?yàn)锳、B兩線圈中磁場(chǎng)變化率相同，由知，EA：EB=1：2，又因?yàn)镽A：R=lA：lB=nArA：nBrB=1：1，所以 IA：IB=1：2，故B、D正確． 3. 指導(dǎo)：電磁感應(yīng)中求電荷量的應(yīng)用，金屬桿由豎直位置轉(zhuǎn)到水平位置的過(guò)程中，有一段時(shí)間不能與電阻履形成閉合回路，這段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有電荷通過(guò)兄從豎直位置到金屬桿b端剛要離開(kāi)CD導(dǎo)軌的過(guò)程中，回路中的磁通量的變化量. 4 (典型例題)如圖25—1—10所示是一種測(cè)通電螺線管中磁場(chǎng)的裝置，把一個(gè)很小的測(cè)量線圈A放在待測(cè)處，線圈與測(cè)量電量的電表Q串聯(lián)，當(dāng)用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)K使螺線管的電流反向時(shí)，測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而引起電荷的遷移，由Q表測(cè)出該電荷電量為q，就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度且已知測(cè)量線圈共有n匝，直徑為d，它和Q表串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測(cè)處的磁感強(qiáng)度B=___________. 答案: B= 指導(dǎo)：電流由正方形變?yōu)榉捶较驎r(shí)，測(cè)量線圈中的磁場(chǎng)變化為而E=，解得q=I△t,E=IR,解得. Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測(cè) 1 有一個(gè)10匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，線圈的面積為10cm2，當(dāng)t=0時(shí)，B1=0.2T，經(jīng)過(guò)0.1s后，磁場(chǎng)減弱為B2=0.05T，磁場(chǎng)方向不變，則線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 A．1.510-2 V B.150 V C．15 V D．1.5 V 答案:A 指導(dǎo)：當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量可由Φ=BS求得，所以E== 故應(yīng)選A求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)關(guān)鍵是找出某時(shí)間內(nèi)的磁通量的變化量，磁通量的變化量與初磁通量、末磁通量無(wú)直接關(guān)系．另外本題應(yīng) 注意是10匝線圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是10倍的 2 如圖25—1—11所示，導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線切割磁感線的速度為v，導(dǎo)線與水平夾角為θ，則導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少? 答案: E=Blv 指導(dǎo)：因?yàn)閳D中B、L、V兩兩重直，所有E=BLv 3 如圖25—1—12所示，圖中圓圈為導(dǎo)體棒橫截面，導(dǎo)體棒長(zhǎng)、磁場(chǎng)、切割方向均如圖，求導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 答案: E=Blvcosθ 指導(dǎo)：因?yàn)?：Ucos θ，所以E=Blvcosθ 4 如圖25—1—13所示，長(zhǎng)為工的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求桿OA兩端的電勢(shì)差． 答案: 指導(dǎo)：解法一：棒上各處速率不等，不能直接用E=Blv來(lái)求，但棒上各點(diǎn)的速率發(fā)v=ωr，與半徑成正比，因此可用棒的中心速度作為平均切割速度代入公式計(jì)算。由右手定則可判斷O點(diǎn)的電勢(shì)高． 解法二:設(shè)經(jīng)過(guò)△t時(shí)間(△t為極短的一段時(shí)間)銅桿掃過(guò)的扇形面為△S，△S=△t,，在這段時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量△Φ=B△S=BWL2△t，由E=n，得E=n由右手定則可判斷 O點(diǎn)的電勢(shì)高． 5 如圖24—1—14所示，電容器PQ的電容為10μF，垂直于回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度以510-3T／s的變化率均勻 增加，回路面積為10-2m2，則PQ兩板間電勢(shì)差的絕對(duì)值為_(kāi)______V， P板所帶電荷的種類為_(kāi)_______，帶電量為_(kāi)_______C． 答案:510-5；負(fù)；510-5 指導(dǎo)：磁感應(yīng)強(qiáng)度變化引起的磁通量變化由公式計(jì)算，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)熱E=5 10-310-2V=510-5V所以UP=510-5 V由于B在均勻增加，由楞次定律知電流方向由P板經(jīng)導(dǎo)線流向Q板，所以 Q板帶正電、P板帶負(fù)電，由C=，得Q=C U=1010-6510-5C=510-10C．