“电磁感应”复习的几点建议[文档资料]

“ 电磁感应 ” 复习的几点建议 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 电磁感应是高考的重点、热点问题，为此高三复习时要花大气力，那么这部分内容如何复习呢？本文就该话题结合具体的例题进行分析望能有助于教学实践 . 一、切割磁感线问题的概念性考查 例 1 两个圆柱形铁 芯同轴水平放置，端面半径大小均为 R，在相对的两个端面之间存在一个缝隙，铁芯上绕有导线并与电源连接（如图 1 所示），如此一来缝隙中形成磁场（可视为匀强磁场） .有一与圆柱轴线等高、 垂直的铜质细直棒 ab水平放置在缝隙中 .现释放铜棒，使其从静止开始自由下落，已知，铜棒的下落高度为 0.2R 时铜棒中感应电动势大小为 E1，下落高度为 0.8R 时电动势大小为 E2，（涡流损耗及边缘效应忽略不计），则下列关于 E1、 E2 的大小和铜棒离开磁场前两端的极性的各种判断中正确的为（ ） . A.E1E2， a 端电势高 B.E1E2， b 端电势高 C.E1E2， a 端电势高 D.E1E2， b 端电势高 解析这个问题考查最基本的规律，由问题情境可知，当铜棒下落高度为 0.2R 时，其切割有效长 度 L1=2 R2-(0.2R)2=20.96R ，切割速度 v=2g 0.2R=0.4gR，由 E=BLv，得E1=2RB0.384gR. 当铜棒下落高度为 0.8R 时，其切割有效长度 L2=2R2-(0.8R)2=20.36R，切割速度 v=2g 0.8R=1.6gR，由 E=BLv，得 E2=2RB0.576gR. 比较可得 E1E2.对于感应电动势的方向，可根据安培定则来判断 .匀强磁场方向水平向左，再结合右手定则判断出铜棒中感应电动势方向由 a 指向 b，则 b 端电势高，选项 D 正确 . 二、切割磁感线问题与力学综合性考查 例 2 两根平行长直金属导轨位于同一水平面上，且两者之间的间距为 d（如图 2 所示），在其右端有阻值为 R 的电阻接在电路中，整个空间存在着大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中 .一个质量均匀分布垂直于导轨放置的导体棒，质量为 m ，且与两导轨有良好的接触，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 u.现施加一个大小恒为 F 方向水平向左垂直于杆的恒力，导体棒在力 F 的作用下，由静止开始滑动（滑动过程中导体棒始终与导轨保持垂直），当滑行距离 L 时，导体棒的速度正好到最大值，设导体棒接入电 路部分的阻值为 r，不计导轨的电阻，重力加速度大小为 g.则（ ） . A.导体棒速度的最大值为 (F-mg)RB2d2 B.恒力 F 与安倍力所做的功之和大于导体棒动能的改变量 C.恒力 F 与摩擦力所做的功之和等于导体棒动能的该变量 D.流过电阻 R 的电量为 BdlR+r 解析当导体棒达到最大速度 vm时，合力应该为 0，即F-mg -B2d2vmR+r=0，解得 vm=(F-mg)(R+r)B2d2 ， A 错；对导体棒从开始到达到最大速度过程运用动能定理，得WF+Wf+W 安 = Ek,又 Wf=-mg 、 W 安 =-Q，可得恒力 F 与摩擦力所做的功之和等于两个部分能量的变化量之和 .即导体棒动能的变化量与回路产生的焦耳热之和 .所以 C 错；恒力 F 做与安倍力所做的功之和等于导体棒动能的变化量与克服摩擦力做的功之和， B 对 .由公式 q=(R+r)=BS(R+r)=BdLR+r ，D 对 . 三、双杆切割问题考查 例 3 如图 3 所示，有两条光滑的长直金属导轨 ab和 cd竖直放置，两根用细线连接 的金属杆 MN和 MN ， MN质量为 m， MN 质量是 MN质量的 2 倍 .现在给杆 MN施加一个竖直向上 的外力 F，两杆水平静止且刚好与导轨接触，已知两竖直导轨间的距离为 l， MN和 MN 两杆的总电阻为 R，导轨电阻可忽略 .整个装置处在一个与导轨所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 B，重力加速度为 g.在 t=0 时刻将连接两金属杆的细线烧断，但保持拉 MN的力 F 不变，且金属杆和导轨始终接触良好 .求： （ 1）试分析细线烧断后任意一个时刻两杆运动的速度之比为一定值，并求出这个值； （ 2）两杆分别能达到的最大速度 . 解析（ 1）细线烧断前，对两杆有 F=3mg 细线烧断后，两杆分别向上向 下运动，所受安培力大小相等，设两杆任意时刻所受安培力大小为 f， MN 杆向上加速运动，加速度 a1=F-mg-fm=2g-f/m，任意时刻运动的速度v1=a1t=(2g-f/m)t； MN 杆向下加速运动，加速度 a2=g-f/2m， 任意时刻运动的速度 v2=a2t=(g-f/2m)t； 任意时刻两杆运动的速度之比 v1v2=21. （ 2）当 MN 和 MN 的加速度为零时，速度最大 对 MN 受力平衡： BIl=mg I=ER E=Blv1+blv2 .由 - 得 v1=2mgR3B2l2、 v2=mgR3B2l2. 四、磁感线问题与 STS 问题综合性考查 从当前的高考模式来看，高考对物理知识的考查，除了要求学生要具有完整的知识结构外，考题更注重知识与生产、生活相关的问题，为此在高中物理复习时，要注重复习与 STS 教育有效结合，本文就该话题进行探讨望能有助于教学实践 . 例 4 为了测量某地地磁场的磁感应强度的水平分量，课外兴趣小组进行了如图 4 所示的实验：在横截面为长方形、只有上下表面 A、 B 为金属板的导管中通以带电液体，将导管按东西 方向放置时， A、 B 两面出现电势差，测出相应的值就可以求出地磁场的水平分量 .假如在某次实验中测得液体的流动速度为 v、导管横截面的宽为 a、导管横截面的高为b， A、 B 面的电势差为 U.则下列判断中正