高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件 第12單元-電磁感應(yīng)（大綱版）

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歡迎進入物理課堂 第十二單元電磁感應(yīng) 第十二單元 知識框架 第十二單元 知識框架 第十二單元 考綱展示 本單元內(nèi)容是高考的重點 每年對本單元的知識均有考查 考查內(nèi)容多集中在感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 感應(yīng)電流方向的判定 感應(yīng)電動勢大小的計算 自感現(xiàn)象等 考題多與力學(xué) 磁場 電路等綜合 要求考生有較強的綜合分析能力 主要考題類型有 1 利用法拉第電磁感應(yīng)定律及相關(guān)公式計算感應(yīng)電動勢 導(dǎo)體切割磁感線 磁場變化和面積變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是考查的重點 滑軌類問題是電磁感應(yīng)中的典型綜合性問題 它與力學(xué) 電場 電路 磁場 能量等知識結(jié)合 能很好地考查考生的綜合分析能力 第十二單元 命題趨勢 第十二單元 命題趨勢 第十二單元 復(fù)習(xí)策略 1 本單元主要復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 包括自感現(xiàn)象 楞次定律 法拉第電磁感應(yīng)定律 因本單元內(nèi)容綜合性強 便于出一些中等及中等以上難度的考題甚至壓軸題而顯得非常重要 試題往往力 電 磁綜合 場 路并舉 涉及的知識點多 規(guī)律多 過程復(fù)雜 因此要靈活運用能量守恒定律 牛頓運動定律 動量定理 動量守恒定律 功能關(guān)系及閉合電路歐姆定律解答此類問題 所以復(fù)習(xí)好這一單元 對提高分析綜合能力很有幫助 第十二單元 復(fù)習(xí)策略 2 本單元要求突破以下重點與難點內(nèi)容 1 運用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向 2 運用法拉第電磁感應(yīng)定律計算各種類型的感應(yīng)電動勢大小 3 自感現(xiàn)象的分析 4 以滑軌類問題為背景的力 電 磁綜合題 5 電磁感應(yīng)與電路綜合題 6 電磁感應(yīng)與圖象的綜合應(yīng)用題 第十二單元 使用建議 第47講 電磁感應(yīng) 第47講電磁感應(yīng) 第47講 編讀互動 1 高考對楞次定律及右手定則的考查一般是穿插在涉及電磁感應(yīng)與電路 力學(xué) 圖象的綜合問題中 另外 對感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 磁通量的變化的分析也時有考查 因此 本講復(fù)習(xí)要求學(xué)生理解磁通量的概念 會用公式計算磁通量 理解磁通量的變化及與磁通量變化率的區(qū)別 理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 能熟練應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向 理解右手定則的內(nèi)容 能區(qū)分右手定則 左手定則和安培定則 會分析各種類型的磁通量的變化 特別注意線圈接收磁場的面積與實際回路面積不等的情況 感應(yīng)電流的方向的判定 可由楞次定律按步驟進行 也可運用楞次定律的力學(xué)解釋快速判斷 楞次定律實質(zhì)是能量守恒的一種反映 應(yīng)注意電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化分析 第47講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 對電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件的應(yīng)用 2 感應(yīng)電流方向的判定 3 楞次定律的推廣含義與應(yīng)用 3 本講建議課時安排 第一課時 磁通量與感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 運用楞次定律分析感應(yīng)電流的方向 第二課時 楞次定律的力學(xué)解釋 楞次定律與圖象的結(jié)合 第47講 考點整合 BS 0 電量 電阻 感應(yīng)電動勢 第47講 考點整合 二 感應(yīng)電流1 產(chǎn)生條件 穿過 電路的 發(fā)生變化 2 方向判斷 1 右手定則 它是用來判斷導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生的 方向的 2 楞次定律內(nèi)容 感應(yīng)電流的總要阻礙引起感應(yīng)電流的的變化 關(guān)鍵詞 阻礙 即 增反減同 即當(dāng)磁通量增加 減小 時 感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反 同 能量轉(zhuǎn)化 感應(yīng)電流在阻礙磁通量的變化時 將其他能轉(zhuǎn)化為 自感除外 閉合 磁通量 感應(yīng)電流 磁場 磁通量 第47講 考點整合 判斷步驟 確定原磁場方向 判定原磁場的磁通量的增減 根據(jù) 增反減同 確定感應(yīng)電流的磁場方向 根據(jù)安培定則判定感應(yīng)電流的方向 3 作用效果 感應(yīng)電流總是反抗或阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 可分為下列情況 阻礙原磁場的變化 阻礙相對運動 阻礙電路面積的變化 使線圈面積有擴大或縮小的趨勢 阻礙原電流的變化 自感現(xiàn)象中 探究點一對電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件的應(yīng)用 第47講 要點探究 1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的判定由磁生電 電流或電動勢 的現(xiàn)象 2 電磁感應(yīng)產(chǎn)生條件 1 產(chǎn)生條件 回路內(nèi)磁通量發(fā)生變化 2 磁通量發(fā)生變化的原因 在勻強磁場中 磁通量 BSsin 是B與S間的夾角 磁通量的變化 2 1有多種情形 可通過下表進行了解 第47講 要點探究 第47講 要點探究 D 第47講 要點探究 第47講 要點探究 點評 只要回路磁通量發(fā)生變化就有感應(yīng)電流 對回路磁通量變化的分析要注意以下要點 1 磁通量是一個具有方向的標(biāo)量 考慮通過某面內(nèi)的磁通量時 應(yīng)取磁通量的代數(shù)和 2 磁體外部的磁感線是從N極到S極 內(nèi)部的磁感線是從S極到N極 而內(nèi)部的磁感線通常未畫出來 考慮通過某面內(nèi)的磁通量時 應(yīng)充分考慮這一點 3 利用 BS求磁通量變化時 S是指實際接收磁場的面積 4 計算通過n匝線圈的磁通量的大小時 只相當(dāng)于一匝線圈接收磁通量的多少 不能乘以n 命題意圖 本題考查楞次定律的基本應(yīng)用 意在要求學(xué)生首先掌握好本講的基礎(chǔ)知識 第47講 要點探究 變式題 2010 合肥模擬 繞有線圈的鐵芯直立在水平桌面上 鐵芯上套著一個鋁環(huán) 線圈與電源 開關(guān)相連 如圖47 2所示 線圈上端與電源正極相連 閉合開關(guān)的瞬間 鋁環(huán)向上跳起 則下列說法中正確的是 A 若保持開關(guān)閉合 則鋁環(huán)不斷升高B 若保持開關(guān)閉合 則鋁環(huán)停留在某一高度C 若保持開關(guān)閉合 則鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落D 如果電源的正 負(fù)極對調(diào) 觀察到的現(xiàn)象不變 CD 第47講 要點探究 解析 若保持開關(guān)閉合 磁通量不變 感應(yīng)電流消失 所以鋁環(huán)跳起到某一高度后將回落 正 負(fù)極對調(diào) 同樣磁通量增加 由楞次定律可知 鋁環(huán)向上跳起 第47講 要點探究 探究點二感應(yīng)電流方向的判定 感應(yīng)電流方向的判定方法有兩個 分別是右手定則和楞次定律 1 右手定則 1 右手定則 伸開右手 使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi) 讓磁感線垂直從手心進入 大拇指指向?qū)w運動的方向 其余四指所指的方向即為感應(yīng)電流方向 2 適用類型 適用于回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線的情況 2 楞次定律 1 定律內(nèi)容 感應(yīng)電流的磁場 總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 2 適用類型 各種情況下感應(yīng)電流方向 第47講 要點探究 3 準(zhǔn)確理解 這里的 阻礙 不可理解為 相反 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向 當(dāng)原磁場增強時 則與原磁場方向相反 當(dāng)原磁場減弱時 則與原磁場方向相同 也不可理解為 阻止 這里是阻而未止 4 應(yīng)用步驟 a 先看原磁場的方向如何 b 再看原磁場的變化 增強還是減弱 c 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流磁場的方向 d 再利用安培定則 根據(jù)感應(yīng)電流磁場的方向來確定感應(yīng)電流方向 第47講 要點探究 BD 第47講 要點探究 點評 本題屬于簡單電磁感應(yīng)問題 考查右手定則的應(yīng)用 命題意圖 通過本題可引導(dǎo)學(xué)生善于將學(xué)過的物理知識與相關(guān)的現(xiàn)象進行聯(lián)系 提高學(xué)生學(xué)以致用的能力和創(chuàng)新意識 第47講 要點探究 變式題 2009 浙江卷 如圖47 3所示 在磁感應(yīng)強度大小為B 方向豎直向上的勻強磁場中 有一質(zhì)量為m 阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點 并可繞O點擺動 金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放 在擺動到左側(cè)最高點的過程中 細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面 且垂直紙面 則線框中感應(yīng)電流的方向是 A a b c d aB d c b a dC 先是d c b a d 后是a b c d aD 先是a b c d a 后是d c b a d B 第47講 要點探究 解析 金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放 在擺動到豎直位置的過程中 磁感線自abcd的右側(cè)面穿出 擺動過程中磁通量在減少 根據(jù)楞次定律得電流a d c b a 金屬線框從豎直位置擺動到左側(cè)最高點的過程中 根據(jù)楞次定律不難得出感應(yīng)電流的方向為d c b a d 第47講 要點探究 探究點三楞次定律的推廣含義與應(yīng)用 楞次定律中 阻礙 不是憑空阻礙 物理意義上的阻礙就是發(fā)生了相互作用 因為磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生了感應(yīng)電流 而磁場對電流產(chǎn)生了安培力 通過安培力 阻礙 磁通量發(fā)生變化 1 來拒去留 如圖47 4所示 當(dāng)磁體突然向銅環(huán)運動時 銅環(huán)的運動情況為向右運動 當(dāng)磁體靠近銅環(huán)時 穿過銅環(huán)的磁通量增加 銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流 為 反抗 磁通量的增加 它們之間有斥力作用 阻礙磁體的靠近 實際上是銅環(huán)的感應(yīng)電流使其變成了一個小磁體 左邊是S極 右邊是N極 故與磁體相互排斥 所以向右運動 而磁體向左運動時 磁通量減少 為了阻礙減少 銅環(huán)的感應(yīng)電流吸引磁體 挽留磁體 力的作用是相互的 磁體吸引銅環(huán)向左運動 故稱之為 來拒去留 第47講 要點探究 第47講 要點探究 如圖47 5所示 當(dāng)磁鐵下落時 螺線管產(chǎn)生感應(yīng)電流 阻礙 磁鐵靠近 但是不能 阻止 所以磁鐵加速度小于g 2 增縮減擴 如圖47 6所示 當(dāng)線框所處的磁場增加時 產(chǎn)生逆時針電流 磁場對感應(yīng)電流的安培力使線框產(chǎn)生收縮的趨勢 當(dāng)線框所處的磁場減少時 產(chǎn)生順時針電流 磁場對感應(yīng)電流的安培力使線框產(chǎn)生擴張的趨勢 第47講 要點探究 3 增反減同 也可由自感現(xiàn)象總結(jié)出 原電流減少時 自感電流與之同向 原電流增加時 自感電流與之反向 故 增反減同 如圖47 7所示 有兩個同心導(dǎo)體圓環(huán) 內(nèi)環(huán)中通有順時針方向的電流 外環(huán)中原來無電流 當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時 外環(huán)中感應(yīng)電流方向為逆時針 事實上用楞次定律解釋也是如此 所以楞次定律的另一種表達是 感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因 即由電磁感應(yīng)現(xiàn)象而引起的一些受力 相對運動 磁場變化等都有阻礙原磁通量變化的趨勢 第47講 要點探究 例3如圖47 8所示 與直導(dǎo)線ab共面的輕質(zhì)閉合金屬圓環(huán)豎直放置 兩點彼此絕緣 環(huán)心位于ab的上方 當(dāng)ab中通有電流且強度不斷增大的過程中 關(guān)于圓環(huán)運動的情況以下敘述正確的是 A 向下平動B 向上平動C 轉(zhuǎn)動 上半部向紙內(nèi) 下半部向紙外D 轉(zhuǎn)動 下半部向紙內(nèi) 上半部向紙外 A 第47講 要點探究 解析 由于環(huán)中感應(yīng)電流所受安培力的方向既跟直線電流產(chǎn)生的磁場方向垂直 又跟環(huán)中感應(yīng)電流方向垂直 環(huán)各部分所受的安培力的合力應(yīng)在豎直平面上 環(huán)只可能在豎直平面內(nèi)運動 故不可能轉(zhuǎn)動 如果左右平動 不影響環(huán)垂直磁場的凈面積 也不影響穿過圓環(huán)的合磁通 如果向上平動 使凈面積增加 合磁通增加 故向上平動不可能 如果向下平動 使凈面積減小 合磁通減少 滿足 效果阻礙原因 顯然不論直導(dǎo)線中電流方向如何 只要電流強度增大 最終環(huán)的機械運動都一樣 即向下平動 反之如果電流強度減小 則向上平動 故該題正確選項為A 第47講 要點探究 點評 本題是楞次定律的推廣含義的典型應(yīng)用 即通過導(dǎo)體間相對運動達到阻礙回路磁通量發(fā)生變化的目的 命題意圖 本題意在讓學(xué)生清楚以下兩點 第一 感應(yīng)電流阻礙回路內(nèi)磁通量的變化 如果回路內(nèi)有兩個方向的磁場 則磁通量指的是合磁通量 第二 熟悉楞次定律的推廣含義及其應(yīng)用技巧 第47講 要點探究 變式題如圖47 9所示 通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的銅線圈 線圈等距離排列 且與傳送帶以相同的速度勻速運動 為了檢測出個別未閉合的不合格線圈 讓傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域 磁場方向垂直于傳送帶 根據(jù)穿過磁場后線圈間的距離 就能夠檢測出不合格線圈 通過觀察圖形 判斷下列說法正確的是 A 若線圈閉合 進入磁場時 線圈相對傳送帶向后滑動B 若線圈不閉合 進入磁場時 線圈相對傳送帶向后滑動C 從圖中可以看出 第3個線圈是不合格線圈D 從圖中可以看出 第4個線圈是不合格線圈 AC 第47講 要點探究 解析 若線圈閉合進入磁場時 由于產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象 根據(jù)楞次定律可判斷線圈相對傳送帶向后滑動 故A對 若線圈不閉合 進入磁場后 不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 故線圈相對傳送帶不發(fā)生滑動 B錯 從圖中可以看出 第3個線圈是不合格線圈 C對 第47講 備用習(xí)題 A 第47講 備用習(xí)題 解析 A鋁框下落過程中 因電磁感應(yīng)作用而在其a端積累正電荷 b端積累負(fù)電荷 這兩種電荷又分別受到向下和向上的電場力的作用 故a端落地先于b 第48講 法拉第電磁感應(yīng)定律自感 第48講法拉第電磁感應(yīng)定律自感 第48講 編讀互動 1 本講是高考的重點 主要考查運用法拉第電磁感應(yīng)定律及相關(guān)公式計算感應(yīng)電動勢 包括動生電動勢與感生電動勢 它通常與電路 力學(xué)規(guī)律 圖象 能量守恒等知識點綜合 以計算題 選擇題的形式出現(xiàn) 其次 高考對自感現(xiàn)象考查也間或出現(xiàn) 計算題主要是以滑軌類問題為主 有時涉及兩根導(dǎo)體棒 其過程復(fù)雜 綜合性強 能力要求高 解題時 要求注意區(qū)分動生電動勢與感生電動勢 熟練掌握常見的幾種類型的感應(yīng)電動勢的求法 運用力學(xué)的觀點分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動態(tài)過程 通常要利用滑軌的終態(tài)條件解題 在計算電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過回路的電量時常利用動量定理 分析電磁感應(yīng)綜合習(xí)題時要注意閉合電路知識 牛頓第二定律 動量定理 動量守恒 動能定理 能量守恒等規(guī)律的靈活應(yīng)用 第48講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 由磁場變化引起的電磁感應(yīng)問題 2 由導(dǎo)體運動引起的電磁感應(yīng)問題 3 自感現(xiàn)象分析 3 本講建議課時安排第一課時 磁場變化引起的感生電動勢 切割運動引起的動生電動勢 第二課時 自感現(xiàn)象與自感電動勢 電動勢與電路的結(jié)合 第三課時 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動態(tài)過程分析 第48講 考點整合 一 法拉第電磁感應(yīng)定律1 定律內(nèi)容 電路中感應(yīng)電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成 2 公式表達 E 二 感應(yīng)電動勢的求法 六種情況 正比 第48講 考點整合 BLv 第48講 考點整合 nBS 第48講 考點整合 探究點一由磁場變化引起的電磁感應(yīng)問題 第48講 要點探究 求解由磁場變化引起的電磁感應(yīng)問題的關(guān)鍵是找出磁通量的變化 并注意磁通量 磁通量的變化 磁通量的變化率等物理量 詳見下表 第48講 要點探究 第48講 要點探究 第48講 要點探究 第48講 要點探究 點評 本題考查感應(yīng)電流 電量 電熱的計算及圖象的識別與解讀 通過圖象準(zhǔn)確讀取信息是解題的關(guān)鍵 由B t圖知磁感應(yīng)強度均勻變化 則感應(yīng)電流恒定 進而確定電量和電熱的求解策略 命題意圖 本題涉及的知識點較多 如閉合電路歐姆定律 電磁感應(yīng)規(guī)律等 綜合性較強 解此類題的關(guān)鍵要分析清楚電路結(jié)構(gòu) 第48講 要點探究 CD 第48講 要點探究 探究點二由導(dǎo)體運動引起的電磁感應(yīng)問題 第48講 要點探究 第48講 要點探究 第48講 要點探究 第48講 要點探究 例2 2009 寧夏卷 如圖48 6所示 一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi) O為圓心 環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90 的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強磁場 兩磁場磁感應(yīng)強度的大小相等 方向相反且均與紙面垂直 導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動 M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸 在圓心和圓環(huán)間連有電阻R 桿OM以勻角速度 逆時針轉(zhuǎn)動 t 0時恰好在圖示位置 規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正 圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計 則桿從t 0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中 電流隨 t變化的圖象是圖48 7中的 C 第48講 要點探究 第48講 要點探究 點評 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律 楞次定律及圖象的識別 由于導(dǎo)體棒勻速轉(zhuǎn)動 使得回路磁通量均勻變化 所以產(chǎn)生的電流大小是恒定的 應(yīng)用楞次定律分析其感應(yīng)電流方向的變化 命題意圖 1 強化學(xué)生圖象意識 2 讓學(xué)生認(rèn)識磁通量變化的多種形式 第48講 要點探究 變式題 2010 廣東卷 如圖48 8所示 平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域 細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運動到M N 的過程中 棒上感應(yīng)電動勢E隨時間t變化的圖示 可能正確的是 A 第48講 要點探究 第48講 要點探究 解析 細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運動到M N 的過程中 由于勻強磁場區(qū)域并沒有充滿整個平行導(dǎo)軌間 所以剛開始和快出去的時候并沒有感應(yīng)電動勢 在中間過程中 E BLv 感應(yīng)電動勢是一個定值 A對 第48講 要點探究 探究點三自感現(xiàn)象分析 對自感問題的要求主要能區(qū)分通電自感和斷電自感 詳見下表 第48講 要點探究 第48講 要點探究 第48講 要點探究 B 第48講 要點探究 第48講 要點探究 點評 對于自感問題 首先要看清電路結(jié)構(gòu) 尤其像本題通過實物圖給出電路的 最好是先畫出其電路圖 其次是明確題目考查的是通電自感還是斷電自感 重點是研究通電 或斷電 前后瞬間的電流 電壓的變化 命題意圖 通過本題要強化學(xué)生以下三方面的解題技巧和意識 第一 畫電路圖 或等效電路圖 的意識 第二 等效分析的技巧 第三 注意斷電自感問題中 電源斷開前后電路結(jié)構(gòu)的變化 第48講 要點探究 ACD 第48講 要點探究 解析 由于線圈的電阻可忽略不計 自感系數(shù)足夠大 在開關(guān)閉合的瞬間線圈的阻礙作用很大 線圈中的電流為零 所以通過D1 D2的電流大小相等 A正確 閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定時線圈短路 D1中電流為零 回路電阻減小 D2比原來更亮 C正確 閉合開關(guān)S待電路達到穩(wěn)定 再將S斷開瞬間 D2立即熄滅 線圈和D1形成回路 D1閃亮一下再熄滅 D正確 第48講 備用習(xí)題 第48講 備用習(xí)題 第49講 電磁感應(yīng)的綜合問題 第49講電磁感應(yīng)的綜合問題 第49講 編讀互動 1 本講所復(fù)習(xí)內(nèi)容是中學(xué)物理的核心 是高考命題的首選內(nèi)容之一 考題多為計算題 分值高 綜合性強 知識點多 過程復(fù)雜 能力要求高 因此 要求學(xué)生必須掌握電磁感應(yīng)與電路的綜合習(xí)題的處理方法 把握一個關(guān)系圖 兩個聯(lián)系 一個處理思路 掌握電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律綜合題的處理方法 把握一個關(guān)系圖 三大力學(xué)解題觀點 掌握電磁感應(yīng)與圖象綜合題的處理方法 把握兩種類型習(xí)題的分析要點 會用三個途徑計算電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能 會分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的有關(guān)應(yīng)用實例 第49講 編讀互動 2 本講例題分類安排思路 1 電磁感應(yīng)與電路的綜合 2 用動力學(xué)觀點分析電磁感應(yīng)問題 3 用動量觀點分析電磁感應(yīng)問題 4 用能量觀點分析電磁感應(yīng)問題 3 本講建議課時安排第一課時 電磁感應(yīng)與電路的綜合 用動力學(xué)分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第二課時 用動量觀點分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象 用功能觀點分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第49講 考點整合 一 電磁感應(yīng)與電路的綜合 把握一個關(guān)系圖 兩個聯(lián)系 一種處理思路 1 電磁感應(yīng)與電路的知識關(guān)系圖與兩個聯(lián)系 第49講 考點整合 電源 內(nèi)能 第49講 考點整合 第49講 考點整合 2 電磁感應(yīng)與電路的綜合習(xí)題的處理思路 1 確定電源 首先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體或電路 以找到電路中的電源 其次 選擇電磁感應(yīng)定律的相應(yīng)表達形式求出感應(yīng)電動勢的大小 利用右手定則或楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向 2 分析電路結(jié)構(gòu) 畫等效電路圖 區(qū)分出內(nèi)外電路 3 利用串 并聯(lián)規(guī)律 焦耳定律 全電路的功率關(guān)系等求解 二 電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合 把握一個關(guān)系圖 三大力學(xué)觀點 三種電能計算途徑 1 電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的知識關(guān)系圖與兩個聯(lián)系 第49講 考點整合 第49講 考點整合 說明 1 用力學(xué)規(guī)律解決電磁感應(yīng)問題的習(xí)題大都是 棒生電 問題 這類力電綜合題表面為電學(xué)問題 實則為力學(xué)問題 由于力與能量是聯(lián)系力與電磁感應(yīng)的橋梁 所以我們要善于從三大力學(xué)觀點分析 選擇合適的力學(xué)規(guī)律求解習(xí)題 2 用三大力學(xué)觀點解答電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第49講 考點整合 第49講 考點整合 2 電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合習(xí)題中計算電能的途徑 1 利用克服安培力所做的功求解 在外力克服安培力做功的過程中 其他形式的能量將轉(zhuǎn)化為電能 外力克服安培力做了多少功 就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 所以 我們可直接利用克服安培力所做的功來計算對應(yīng)的電能 2 利用能量守恒求解 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 其他能轉(zhuǎn)化為電能后 根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 我們可以利用其他能的減少來計算產(chǎn)生的電能 3 利用電路特征來求解 一般地 電磁感應(yīng)中生成的電能最終是要在電路中被用電器消耗掉的 所以 計算電路中的電功 電熱是計算電能的途徑 探究點一電磁感應(yīng)與電路的綜合 第49講 要點探究 1 在電磁感應(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)生感應(yīng)電動勢 該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源 將它們接上電容器 便可使電容器充電 將它們接上電阻等用電器 便可對用電器供電 在回路中形成電流 因此 電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起 2 解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是 1 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向 第49講 要點探究 2 畫等效電路 3 運用全電路歐姆定律 串并聯(lián)電路性質(zhì) 電功率等公式聯(lián)立求解 3 解決電磁感應(yīng)的電路問題的四個注意 1 有效切割長度 2 有效接入長度 3 有效面積 4 有效包圍 第49講 要點探究 例1 2010 重慶卷 法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想 并進行了實驗研究 實驗裝置的示意圖如圖49 1所示 兩塊面積均為S的矩形金屬板 平行 正對 豎直地全部浸在河水中 間距為d 水流速度處處相同 大小為v 方向水平 金屬板與水流方向平行 地磁場磁感應(yīng)強度的豎直分別為B 水的電阻率為 水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導(dǎo)線和開關(guān)S連接到兩金屬板上 忽略邊緣效應(yīng) 求 1 該發(fā)電裝置的電動勢 2 通過電阻R的電流強度 3 電阻R消耗的電功率 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 AC 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 探究點二電磁感應(yīng)中的圖象問題 1 圖象綜述 第49講 要點探究 2 分析方法求解此類考題要抓住兩個關(guān)鍵 一是量值 它取決于磁通量的變化率 二是方向 感應(yīng)電流的實際方向與規(guī)定的正方向是否一致 一致時取正 反之取負(fù) 一般先判斷方向 后算大小 同時注意無感應(yīng)電流區(qū)域判斷 3 分析步驟 1 明確圖象的種類 是B t圖 還是 t圖 或者E t圖 I t圖等 2 分析電磁感應(yīng)的具體過程 3 結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律 歐姆定律 牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)方程 4 根據(jù)函數(shù)方程進行數(shù)學(xué)分析 例如分析斜率的變化 截距等 5 畫圖象或判斷圖象 第49講 要點探究 A 第49講 要點探究 第49講 要點探究 點評 涉及電磁感應(yīng)的圖象問題 要特別注意圖象性質(zhì)及其相應(yīng)表達式 與法拉第電磁感應(yīng)定律的基本表達式和變形式建立聯(lián)系 命題意圖 通過本題應(yīng)強化學(xué)生以下意識 第一 準(zhǔn)確認(rèn)識圖象的意識 第二 分段研究的意識 第三 圖象與解析式相結(jié)合的意識 第49講 要點探究 變式題一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場內(nèi) 磁場方向垂直線圈所在的平面 紙面 向里 如圖49 4甲所示 磁感應(yīng)強度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示 以I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 則以下的I t圖中正確的是 A 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 探究點三用動力學(xué)觀點分析電磁感應(yīng)問題 1 一般動力學(xué)問題分析步驟通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用 電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起 基本步驟是 1 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向 2 求回路中的電流強度 3 分析研究導(dǎo)體受力情況 包含安培力 用左手定則確定其方向 4 列動力學(xué)方程或平衡方程求解 第49講 要點探究 2 動態(tài)平衡問題分析思路對電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題 要抓好受力情況和運動情況的動態(tài)分析 導(dǎo)體受力運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 感應(yīng)電流 通電導(dǎo)體受安培力 合外力變化 加速度變化 速度變化 感應(yīng)電動勢變化 如此周而復(fù)始地循環(huán) 循環(huán)結(jié)束時 加速度等于零 導(dǎo)體達到穩(wěn)定運動狀態(tài) 要抓住a 0時 速度v達最大值的特點 如圖49 6所示 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 變式題 2010 唐山模擬 如圖49 8所示 閉合線圈abcd從高處自由下落一段時間后垂直于磁場方向進入一有界磁場 從ab邊剛進入磁場到cd邊剛進入磁場的這段時間內(nèi) 下列說法正確的是 A a端的電勢高于b端B ab邊所受安培力方向為水平向左C 線圈可能一直做勻速運動D 線圈可能一直做勻加速直線運動 C 第49講 要點探究 第49講 要點探究 探究點四用動量觀點分析電磁感應(yīng)問題 涉及動量的電磁感應(yīng)問題主要從以下兩方面進行構(gòu)建命題 1 安培力對物體做功W BILv t BQLv 這在本書磁場單元已經(jīng)出現(xiàn) 2 對于雙金屬棒問題 當(dāng)兩金屬棒在光滑等距水平導(dǎo)軌上運動引起電磁感應(yīng)時 若沒有人為對導(dǎo)體棒施加拉力 推力時 兩導(dǎo)體棒構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向滿足動量守恒 當(dāng)兩金屬棒速度相等時 若為勻強磁場 則此后回路感應(yīng)電流為零 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 變式題如圖49 10所示 兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi) 勻強磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直 兩根金屬桿甲和乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動 滑動過程中與導(dǎo)軌接觸良好且保持垂直 起初兩根桿都靜止 現(xiàn)突然給甲一個沖量使其獲得速度v而開始運動 回路中的電阻不可忽略 那么在以后的運動中 下列說法正確的是 A 甲克服安培力做的功等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱B 甲動能的減少量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱C 甲機械能的減少量等于乙獲得的動能與系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱之和D 最終兩根金屬桿都會停止運動 C 第49講 要點探究 解析 只有安培力對甲做功 所以甲克服安培力做的功等于甲的動能減少量 甲動能的減少量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱與乙的動能增加量之和 A B錯 根據(jù)能量守恒 甲機械能的減少量等于乙獲得的動能與系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱之和 C正確 最終兩根金屬桿達到共同速度 然后保持這一速度做勻速直線運動 D錯 第49講 要點探究 探究點五用能量觀點分析電磁感應(yīng)問題 從能量轉(zhuǎn)化和守恒著手 運用動能定律或能量守恒定律分析電磁感應(yīng)問題需要注意以下三個方面 1 基本思路受力分析 弄清哪些力做功 正功還是負(fù)功 明確有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化 如有滑動摩擦力做功 必然有內(nèi)能出現(xiàn) 重力做功 就可能有機械能參與轉(zhuǎn)化 安培力做負(fù)功將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能 做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 由動能定理或能量守恒定律列方程求解 2 基本步驟 1 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定電動勢的大小和方向 第49講 要點探究 2 畫出等效電路 求出回路中電阻消耗電功率的表達式 3 分析導(dǎo)體機械能的變化 用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程 3 計算電能的三個基本途徑 1 利用安培力的功求解 電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功 2 利用能量守恒求解 若只有電能與機械能的轉(zhuǎn)化 則機械能的減少等于產(chǎn)生的電能 3 利用電路特征求解 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)直接計算電路中所產(chǎn)生的電能 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 第49講 要點探究 B 第49講 要點探究 第49講 備用習(xí)題 BD 第49講 備用習(xí)題 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全