高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題九 電磁感應(yīng) 第3講 電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用課件

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1、第3講電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用一、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題和動(dòng)力學(xué)、能量問(wèn)題1.電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生_ ，該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于_.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電源2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的方向：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)那部分電路為電源部分，電流為電源內(nèi)部電流流向_電勢(shì)處，外電路中的電流流向_電勢(shì)處.高低3.電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起，分析時(shí)要特別注意加速度 a0、速度 v 達(dá)到最大值的特點(diǎn).這類問(wèn)題的分析思路如下：4.電磁感應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程.安培力做功的過(guò)程，是_能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.克服安培力做多少功就

2、有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi).電電能5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的三種計(jì)算方法(1)利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服_所做的功.(2)利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于_的增加量.安培力電能(3)利用電路特征來(lái)求解：通過(guò)電路中所產(chǎn)生的電能來(lái)計(jì)算.【基礎(chǔ)檢測(cè)】如圖 9-3-1 所示，兩個(gè)互連的金屬圓環(huán)，粗金屬環(huán)的電阻是細(xì)金屬環(huán)電阻的一半，磁場(chǎng)垂直穿過(guò)粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化時(shí)，在粗環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì))為 E，則 ab 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為(A.E2B.E3C.2E3D.E答案：C圖 9-3-1考點(diǎn) 1電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 重點(diǎn)歸納分析電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的基本思路(1)勻強(qiáng)磁

3、場(chǎng)的方向.(2)ab 兩端的路端電壓.(3)金屬棒 ab 運(yùn)動(dòng)的速度.圖 9-3-2解：(1)帶負(fù)電的微粒受到重力和電場(chǎng)力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，因重力方向豎直向下，則電場(chǎng)力方向豎直向上，故 M 板帶正電.ab 棒向右切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab棒等效于電源，其 a 端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場(chǎng)方向豎直向下.考點(diǎn) 2電磁感應(yīng)中的力與能的分析 重點(diǎn)歸納1.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(1)兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài) 加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行分析(2)力學(xué)對(duì)象和電學(xué)對(duì)象的相互關(guān)系(3)動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類

4、問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大或最小的條件.具體思路如下：2.電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題(1)能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法能量轉(zhuǎn)化求解焦耳熱 Q 的三種方法(2)解題的一般步驟確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路)；弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化；根據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律列式求解.【考題題組】2.如圖 9-3-3 所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為 L，長(zhǎng)為 3d，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在導(dǎo)軌的中部刷有一段長(zhǎng)為 d 的薄絕緣涂層.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m 的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑

5、上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R，其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度為 g.求：圖 9-3-3(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小 v.(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻產(chǎn)生的焦耳熱 Q.圖9343(多選，2017年福建泉州模擬)如圖9-3-4所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，底端接電阻R，輕彈簧上端固定，下端懸掛質(zhì)量為m的金屬棒，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好除電阻R外，其余電阻不計(jì)導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌所在平面靜止時(shí)金屬棒位于A處，此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為l，彈性勢(shì)能為Ep.重力加速度大

6、小為g.將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持水平，則() A.當(dāng)金屬棒的速度最大時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為lB.電阻 R 上產(chǎn)生的總熱量等于 mgl EpC.金屬棒第一次到達(dá) A 處時(shí)，其加速度方向向下D.金屬棒第一次下降過(guò)程通過(guò)電阻 R 的電荷量比第一次上升過(guò)程的多答案：BD模型滑桿模型這類問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，從功和能的觀點(diǎn)入手，弄清導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，處理這類問(wèn)題有三種觀點(diǎn)，即：力學(xué)觀點(diǎn)；圖象觀點(diǎn)；能量觀點(diǎn).單桿模型中常見(jiàn)的四種情況如下表所示：(續(xù)表)(續(xù)表)（續(xù)表）甲乙圖 9-3-5(1)求 ab 桿的加速度 a 的大小.(2)當(dāng) cd 桿達(dá)到最大速度 v 時(shí)，求 ab 桿的速度大小.解：(1)當(dāng) t0 時(shí)，F(xiàn)1.5 N對(duì) ab 桿有 Fmgma代入數(shù)據(jù)得 a10 m/s2.(2)從 d 向 c 看，對(duì) cd 桿受力分析如圖 9-3-6 所示，當(dāng)cd 桿速度最大時(shí)，有 fmgFN，F(xiàn)NF安綜合以上各式解得 v2 m/s. 圖 9-3-6備考策略：用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：