高三物理二轮复习（高频考点探究命题考向追踪）专题4 电路与电磁感应课件

第11讲 恒定电流和交变电流 第12讲 电磁感应,目 录,专题四 电路与电磁感应,返回目录,近年高考纵览,返回目录,近年高考纵览,返回目录,知识网络构建,返回目录,知识网络构建,熟知电路的基本概念和规律，掌握交、直流电路的基本问题的分析方法(动态分析、故障分析、能量分析等)； 理解电磁感应两大规律(楞次定律和法拉第电磁感应定律)，掌握电磁感应两个基本问题(电流的方向和感应电动势的大小)的解题技巧； 掌握力学两类问题(动力学和功与能)在电磁感应中的应用，熟悉电磁感应的两种基本模型(导体棒和导线框模型)的解题方法,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,高考真题聚焦,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,12016全国卷 一含有理想变压器的电路如图111所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为( ) A2 B3 C4 D5 图111,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查考生对理想变压器原、副线圈电压、电流关系以及交流电路的电压、功率关系的理解和应用能力,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高考真题聚焦,返回目录,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查考生对电阻的串并联、电流和电压关系以及电容器电容的理解和应用能力.,返回目录,教师备用真题,12016全国卷 (多选)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是( ) A原、副线圈匝数比为91 B原、副线圈匝数比为19 C此时a和b的电功率之比为91 D此时a和b的电功率之比为19,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用真题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,二、交变电流 1中性面 (1)线圈通过中性面时，磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零 (2)线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周则线圈两次通过中性面，故一个周期内线圈中电流方向改变两次 (3)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变,返回目录,教师知识必备,2交变电流的描述 (1)峰值：EmNBS.当线圈平面跟磁感线平行时，产生的交变电动势最大 (2)有效值：根据电流的热效应定义，让交变电流和恒定电流通过同样阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，该恒定电流的值就是交变电流的有效值,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,导思 变阻器滑片向左移动时，电路的总电阻如何变化？电压表V1和V2的读数表示哪部分电路(或电阻器)的两端电压？电容器、二极管在电路中怎么分析处理？,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,归纳 直流电路动态变化问题的一般思路： (1)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R总如何变化； 电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，反之亦然； 对电路进行简化时，理想电压表视为断路，理想电流表视为短路，达到稳定状态的电容器可视为断路； 从电路分析角度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是电路中某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题 (2)根据闭合电路欧姆定律，确定电路的总电流如何变化,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,(3)根据U内I总r确定电源的内电压如何变化，根据U外EU内确定路端电压如何变化 (4)根据部分电路欧姆定律确定干路某定值电阻两端的电压如何变化，由串并联规律确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,变式 如图114所示，一平行板电容器C，两极板是水平放置的，它与三个可变电阻、一个零刻度在中央的电流计和电源连成电路现有一个质量为m的带电油滴悬浮在两极板间不动，下列判断正确的是( ) A增大R3，油滴上升 图114 B增大电容器两极板间距离的过程中，电流计指针不动 C增大R1，R1中电流的变化量大于R3中电流的变化量 D增大R1，R1两端电压的变化量小于R3两端电压的变化量,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,考点二 交变电流的产生及描述 例 2 (多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则( ) At0.005 s时线圈平面与磁场方向平行 Bt0.01 s时线圈的磁通量变化率最大 C线圈产生的交变电动势频率为50 Hz D线圈产生的交变电动势有效值为311 V,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,导思 正弦交流电的最大值和有效值之间有何关系？如何在正弦交流电的图像与函数式描述间转换？,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,归纳 1线圈通过中性面时的特点 穿过线圈的磁通量最大；线圈中的感应电动势为零；线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次 2瞬时值表达式 书写瞬时值表达式时要弄清三个关键：最大值、角速度、零时刻线圈所处的位置 (1)确定交变电流的峰值，根据已知图像或由EmNBS求出相应峰值； (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式：从中性面开始计时，函数表达式为eEmsin t；线圈从垂直中性面开始计时，函数表达式为eEmcos t.,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,3交变电流“四值”的应用 计算线圈某时刻的受力情况时用瞬时值，讨论电容器的击穿电压时用峰值，计算与电流的热效应有关的电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等问题时用有效值，计算通过电路截面的电荷量时用平均值,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,高频考点探究,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,导思 升压变压器、降压变压器原副线圈的电压分别满足什么规律？升压变压器的副线圈的电压、降压变压器的原线圈两端的电压、输电线上损失的电压满足什么关系？输电线中的电流多大？输电线上损失的电功率怎样计算？,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,变式 如图119所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( ) 图119 A发电机输出交流电的电压有效值是500 V B用户用电器上交流电的频率是50 Hz C输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定 D保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，可减少输电线上损失的功率,返回目录,高频考点探究,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用习题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,教师备用习题,第11讲 恒定电流和交变电流,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,例4 如图所示，甲是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端已知理想变压器原线圈和副线圈的匝数之比为51，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R1 ，其他各处电阻不计，以下说法正确的是( ) A在t0.1 s和t0.3 s时，穿过线圈P的磁通量最大 B线圈P转动的角速度为10 rad/s C电压表的示数为2.83 V D电流表的示数为0.40 A,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,例5 如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图，单刀多掷开关S可以与不同接点连接下列说法正确的是( ) A当S接1或2时为直流电流挡，接1时量程较小 B当S接1或2时为直流电压挡，接1时量程较大 C当S接3或4时为直流电流挡，接3时量程较大 D当S接5或6时为直流电压挡，接5时量程较小,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,返回目录,第11讲 恒定电流和交变电流,教师备用习题,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,高考真题聚焦,第12讲 电磁感应,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,高考真题聚焦,返回目录,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,【考题定位】 难度等级：中等 出题角度：本题考查电磁感应现象中的动力学问题，考查考生对法拉第电磁感应定律、楞次定律以及闭合电路欧姆定律、安培力的大小和方向及受力分析等内容的理解与应用,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,2. 2016全国卷 如图122所示，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面(纸面)内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN(虚线)与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计求：,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,(1)在t0到tt0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值； (2)在时刻t(tt0)穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小 图122,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,【考题定位】 难度等级：较难 出题角度：本题考查电荷量、磁通量和安培力的计算，考查考生应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律分析处理电磁感应现象的能力.,高考真题聚焦,返回目录,第12讲 电磁感应,高考趋势预测：2016年本讲次电磁感应的规律及其应用为考查热点，涉及磁通量、楞次定律、法拉第电磁感应定律等知识，应用牛顿运动定律、功能关系、欧姆定律、电功率等研究电磁感应现象是考查的重点和难点，往往因力电综合、数理综合等具有能力性强、综合性高、区分度大的特点预计2017年高考，电磁感应中的动力学问题和功能问题仍是高考的热点，尤其是应用数学图像研究电磁感应现象的动力学和能量问题，高考将继续注重力电基本规律和综合分析能力的考查,返回目录,教师备用真题,12016全国卷 (多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( ) A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B若从上向下看，圆盘顺时针转动， 则电流沿a到b的方向流动 C若圆盘转动方向不变，角速度大 小发生变化，则电流方向可能发生变化 D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师备用真题,第12讲 电磁感应,返回目录,教师知识必备,返回目录,教师知识必备,二、楞次定律与左、右手定则 1左手定则与右手定则的区别：部分导体切割磁感线运动产生感应电动势情况下，用右手定则判断有关方向；通电导体在磁场中受安培力情况下，用左手定则判断有关方向抓住因果关系是解决问题的关键，“因动而电”用右手定则，“因电而力”用左手定则 2楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍本身电流的变化(自感现象),返回目录,教师知识必备,三、电磁感应与电路的综合 电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图所示： 在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能,返回目录,第12讲 电磁感应,高频考点探究,考点一 楞次定律和法拉第电磁感应定律 例1 2016浙江卷 如图123所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( ) A两线圈内产生顺时针方向的感应电流 Ba、b线圈中感应电动势之比为91 Ca、b线圈中感应电流之比为34 Da、b线圈中电功率之比为31 图123,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,变式1 2016北京卷 如图124所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直磁感应强度B随时间均匀增大两圆环半径之比为21，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响下列说法正确的是( ) 图124 AEaEb41，感应电流均沿逆时针方向 BEaEb41，感应电流均沿顺时针方向 CEaEb21，感应电流均沿逆时针方向 DEaEb21，感应电流均沿顺时针方向,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,变式2 如图甲所示，正方形导线框abcd放在绝缘水平面上，导线框的质量m1 kg，边长L1 m，电阻R0.1 ，mn为bc边中垂线，由t0时刻开始在mn左侧的线框区域内加一竖直向下的磁场，其磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示在mn右侧的线框区域内加一竖直向上、磁感应强度为B20.5 T的匀强磁场，线框abcd的四边恰在磁场的边界内若导线框与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，它们之间的动摩擦因数0.3，g取10 m/s2，则下列说法正确的是( ),返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,A导线框中的感应电动势为1.0 V Bt0.5 s时刻，导线框中感应电流为零 C导线框中产生俯视逆时针方向的感应电流 D导线框一直静止在绝缘水平面上,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,考点二 电磁感应中的图像问题 例2 如图126所示为一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一个三角形闭合导线框由位置1(左)沿纸面匀速运动到位置2(右)取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点(t0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则图127中能正确反映线框中电流与时间关系的是( ) 图126 图127,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,归纳 1电磁感应图像问题 在电磁感应现象中，磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力等物理量随时间(或位移)的变化规律，可用图像直观地表示图像问题常见命题形式有两种： (1)由给定的电磁感应过程判断相应物理量的函数图像； (2)由给定的有关图像分析电磁感应过程，确定相关的物理量 2解题思路 (1)明确图像的种类；(2)分析电磁感应的具体过程；(3)结合相关规律写出函数表达式；(4)根据函数关系进行图像分析,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,3图像问题应关注以下三点 (1)初始时刻电动势、电流等是否为零，方向是正方向还是负方向；(2)电磁感应现象分为几个阶段，各阶段是否与图像变化对应；(3)判定图像的斜率大小、图像曲直与物理过程是否对应，分析斜率对应的物理量的大小和方向的变化趋势,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,变式1 如图128甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力向右且变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是图中的( ) 图128 A B C D,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,变式2 (多选)如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计，两完全相同的导体棒、紧靠导轨置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处，磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直先由静止释放，当恰好进入磁场时由静止释放.已知进入磁场即开始做匀速直线运动，、两棒与导轨始终保持良好接触则图1211中表示、两棒的加速度a和动能Ek随各自位移x变化的图像中可能正确的是( ),返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,图1211,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,考点三 电磁感应综合问题 考向1 电磁感应的电路问题 例3如图1212所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a、b、c，a、b与b、c相距均为d1 m，导轨ac间横跨一质量为m1 kg的匀质金属棒MN，棒与导轨始终良好接触棒的总电阻r2 ，导轨的电阻忽略不计在导轨bc间接一电阻为R2 的灯泡，导轨ac间接一理想电压表整个装置放在磁感应强度B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，已知施加的水平外力功率恒定，经过t1 s时间棒达到稳定时速度3 m/s.,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,图1212 (1)金属棒达到稳定时施加水平外力F为多大？水平外力F的功率为多少？ (2)金属棒达到稳定时电压表的读数为多少？ (3)此过程中灯泡产生的热量是多少？,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,导思 金属棒达到稳定时，电动势、感应电流和安培力分别是多大？MN两端的电压与灯泡两端的电压有何关系？ 灯泡和MN分别产生的热量与什么有关？,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,归纳 电磁感应的电路问题 1电磁感应与电路的关系：,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,2分析电磁感应与电路综合问题的基本思路 (1)确定电源：把产生电磁感应现象的那部分导体棒看成电源即“等效电源”，用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)确定感应电动势的大小和方向； (2)分析电路结构：根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路，注意区分内外电路，区分电动势和路端电压； (3)由闭合电路欧姆定律、串并联电路关系、电功率公式、焦耳定律等列式联立求解,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,考向2 电磁感应的动力学问题 例4 如图所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，导轨间距L0.50 m，一根质量为m0.50 kg的匀质金属棒ab横跨在导轨上且接触良好，abMP恰好围成一个正方形该导轨平面处在磁感应强度方向竖直向上、大小可以随时间变化的匀强磁场中，ab棒与导轨间的滑动摩擦力为f1.0 N(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，棒的电阻为R0.10 ，其他电阻均不计开始时，磁感应强度B00.50 T.,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,导思 ab棒开始滑动时，受力满足什么关系？棒从静止开始运动，感应电流和安培力分别怎么表示？外力F与哪些因素有关？,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,归纳 电磁感应的动力学问题 电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，从而影响导体棒的受力情况和运动情况此类问题中运动现象与电磁感应现象相互联系、相互制约，解决此类问题的思路： (1)电路分析：确定“电源”，用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)求解感应电动势的大小和方向，并求解电路中的电流； (2)受力分析与运动分析：确定研究对象，分析安培力对运动对象速度、加速度的影响，推导出其对电路中电流的影响，定性分析出研究对象最终的运动状态 (3)应用牛顿第二定律、共点力平衡条件求解,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,考向3 电磁感应的能量问题 例5如图1216所示，宽度为L的粗糙平行金属导轨PQ和PQ倾斜放置，顶端QQ之间连接一个阻值为R的电阻和开关S，底端PP处与一小段水平轨道用光滑圆弧相连已知底端PP离地面的高度为h，倾斜导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)中若断开开关S，一根质量为m、电阻为r、长也为L的金属棒从AA处由静止开始滑下，金属棒落地点离PP的水平距离为x1；若闭合开关S，该金属棒仍从AA处由静止开始滑下，则金属棒落地点离PP的水平距离为x2.不计导轨电阻，忽略金属棒经过PP处的机械能损失，重力加速度为g.,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,导思 金属棒离开底端PP后做什么运动？在金属棒沿倾斜导轨下滑的过程中，开关闭合和开关断开两种情况下重力做功WG和摩擦力做功Wf有何关系？,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,归纳 电磁感应能量问题 电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题的关键通常是导体的稳定运动(匀速直线运动)，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程一般是机械能转化为电能，电能又转化为内能电磁感应现象中，导体杆克服安培力做的功等于产生的电能，电能一般通过电流做功的方式转化为内能(或其他形式的能)一般情况下可利用能量守恒定律求焦耳热求解电磁感应中焦耳热的方法： (1)电路中感应电流恒定时，应用焦耳定律QI2Rt求解,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,(2)导体切割磁感线运动时，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即QW安 (3)根据能量守恒定律或功能关系求解焦耳热(克服安培力做的功)： 安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，关系如下： 明确功能关系后，即可利用能量守恒定律或功能关系列方程求解,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,高频考点探究,第12讲 电磁感应,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,例1 自从英国物理学家狄拉克提出磁单极子的概念以来，寻找磁单极子一直是人类的一个追求如图所示设想一个磁N单极子从远处沿一个闭合金属线圈的轴线匀速通过，设从右向左观察顺时针方向电流为正，则和该线圈串联的仪表中记录到的线圈中感应电流的it图像是( ),返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,C 解析由楞次定律可得， 线圈中感应电流的方向始终为顺时针；由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势的大小与磁单极子在线圈位置的磁感应强度变化率成正比，C正确,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,例4 (多选)如图所示，2015年9月3日，在纪念抗战胜利70周年大阅兵时，我国预警机“空警2000”在天安门上空机翼保持水平，以4.5102 km/h的速度自东向西飞行该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，北京地区地磁场的竖直分量向下，大小为4.7105 T，则( ) A两翼尖之间的电势差为0.29 V B两翼尖之间的电势差为1.1 V C飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高 D飞行员左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,例6 (多选)如图所示，铁芯上有两个线圈A和B.线圈A跟电源相连，M和N两个LED(发光二极管，具有单向导电性)并联后接线圈B两端图中所有元件均正常，则( ) AS闭合瞬间，A中有感应电动势 BS断开瞬间，A中有感应电动势 CS闭合瞬间，M亮一下，N不亮 DS断开瞬间，M和N二者均不亮,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,例7 (多选)如图所示，足够长的光滑金属导轨倾斜放置，导轨宽度为L，其下端与电阻R连接，匀强磁场大小为B，方向垂直导轨平面向上放在导轨上的导体棒ab以某一初速度v下滑，运动过程中始终与导轨垂直关于导体棒ab，下列说法中正确的是( ) A刚下滑的瞬间，ab棒产生的电动势为BLvcos B所受安培力方向平行于导轨向上 C可能匀加速下滑 D可能以速度v匀速下滑,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,返回目录,第12讲 电磁感应,教师备用习题,例8 很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动已知磁感应强度B0.5 T，圆盘半径l0.3 m，圆盘电阻不计导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R10 的小灯泡后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U0.6 V. (1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱？ (2)圆盘匀速转动10 min，则此过