高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题4 电路和电磁感应 第2讲 电磁感应及其应用课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题四电路和电磁感应 第2讲电磁感应及其应用 命题规律 楞次定律和法拉第电磁感应定律是高考命题的热点 既有选择题 又有计算题 主要考查 1 楞次定律的理解和应用 2 法拉第电磁感应定律的理解作用和应用 题型一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 方法点拨 1 楞次定律中 阻碍 的表现 1 阻碍磁通量的变化 增反减同 2 阻碍物体间的相对运动 来拒去留 3 阻碍原电流的变化 自感现象 2 楞次定律和右手定则的适用对象 1 楞次定律 一般适用于线圈面积不变 磁感应强度发生变化的情形 2 右手定则 一般适用于导体棒切割磁感线的情形 ac 突破点拨 1 t 1s和t 3s时 穿过正方形的磁场方向怎样 磁通量如何变化 2 t 1s和t 3s时穿过正方形的磁通量和磁通量的变化如何计算 3 怎样计算t 1s和t 3s时金属杆对挡板的压力大小 变式考法 1 在上述题1中 何时对档板p和h均无压力 答案 t 2s 时 磁感应强度b 0 金属棒受到安培力f 0 则金属棒对挡板p和h均无压力 c ab 解析 圆盘运动过程中 半径方向的金属条在切割磁感线 在圆心和边缘之间产生了感应电动势 选项a正确 圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中 内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流 产生的磁场又导致磁针转动 选项b正确 圆盘转动过程中 圆盘位置 圆盘面积和磁场都没有发生变化 所以没有磁通量的变化 选项c错误 对电磁感应定律的理解1 三定则 一定律的比较 2 e blv的 三性 1 正交性 本公式是在一定条件下得出的 除磁场为匀强磁场外 还需b l v三者互相垂直 2 瞬时性 若v为瞬时速度 则e为相应的瞬时感应电动势 3 有效性 公式中的l为导体切割磁感线的有效长度 命题规律 电磁感应图象问题在高考中多为选择题 有时也与计算题结合 主要考查 1 结合楞次定律 法拉第电磁感应定律及电路 安培力等知识 判断电流 或安培力 随时间t 或位移x 变化的图象 判断e t或u t图象 2 利用动力学观点判断棒或线圈的v t图象或a t图象 3 在计算题中考查识图能力 由图象获取信息的能力 题型二电磁感应图象问题 方法点拨 1 解题关键弄清初始条件 正负方向的对应变化范围 所研究物理量的函数表达式 进 出磁场的转折点是解决问题的关键 2 解决图象问题的一般步骤 1 明确图象的种类 是b t图象还是 t图象 或者是e t图象 i t图象等 2 分析电磁感应的具体过程 3 用右手定则或楞次定律确定方向对应关系 4 结合法拉第电磁感应定律 欧姆定律 牛顿运动定律等写出函数关系式 5 根据函数关系式进行数学分析 如分析斜率的变化 截距等 6 画出图象或判断图象 3 电磁感应中图象类选择题的两种常见解法 1 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 增大还是减小 变化快慢 均匀变化还是非均匀变化 特别是物理量的正负 排除错误的选项 2 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 然后由函数关系对图象作出分析和判断 这未必是最简洁的方法 但却是最有效的方法 1 多选 2016 淮北市二模 如图所示 abcd为用粗细均匀的同种材料制成的金属线框 其中ab和长度只有bc长度的一半 现将线框放在水平光滑绝缘的桌面上 在外力f的作用下让线框以速度v匀速穿过右边两个磁感应强度大小相等 方向相反的磁场区域 若以图示位置开始计时 规定逆时针电流方向为正 磁感线向下穿过线框时的磁通量为正 则下列关于回路电流i 外力f大小 cb间的电势差ucb及穿过线框的磁通量 随时间变化的图象正确的是 c 解析 当线框进入第一个磁场时 由右手定则知电流方向为逆时针 开始进入第二个磁场时 电流方向为顺时针 出第二个磁场电流方向为逆时针 故a错误 由e blv可知 e保持不变 而开始进入第二个磁场时 两端同时切割磁感线 电动势应为2blv 电流加倍 故每根导体棒受到安培力加倍 且cd ab两杆受力方向相同 外力将变为原来4倍 故b正确 根据u ir和电流方向知刚进入磁场和出磁场时电压相等 b点电势高 故ucb为负 两边同时切割磁感线时c点电势高 且c b两点之间的电压为原来的2倍 故c正确 当线框开始进入磁场 磁通量开始增加 当全部进入时达到最大 此后向外的磁通量增加 总磁能量减小 当运动1 5l时 磁通量最小为零 故d错误 突破点拨 1 怎样判断进入第一个磁场和第二个磁场区域的感应电流方向 电流大小如何计算 2 如何判断安培力的方向 其大小如何计算 外力f和安培力的关系如何 3 电势差ucb如何计算 电势差的正负根据什么判断 4 穿过线圈的磁通量怎样计算 变化情况如何分析 变式考法 在上题1中 外力f的功率p随时间变化的图象如何 答案 p t图象跟f t图形状相似 b bd 解析 c d两棒都进入磁场时 由于磁能量不变 故二者一起做匀加速直线运动 当c棒出磁场后 d棒受安培力和重力的作用 且f安 mg 做减速运动 c d棒出磁场后做匀加速运动 当d棒做自由落体运动到进入磁场的过程中 c棒在磁场中已经运动的位移为2h 由以上分析可知 选项a c错误 b d正确 解决电磁感应图象问题的 三点关注 1 关注初始时刻 如初始时刻感应电流是否为零 是正方向还是负方向 2 关注变化过程 看电磁感应发生的过程分为几个阶段 这几个阶段是否和图象变化相对应 3 关注大小 方向的变化趋势 看图线斜率的大小 图线的曲 直是否和物理过程相对应 题型三电磁感应电路问题 命题规律 电磁感应电路问题是高考命题的热点 题型一般为选择题 主要考查电流 电压 电功率 电热和电量的计算 b 2 2015 福建卷 如图所示 由某种粗细均匀的总电阻为3r的金属条制成的矩形线框abcd 固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中 一接入电路电阻为r的导体棒pq 在水平拉力作用下在ab dc上以速度v匀速滑动 滑动过程pq始终与ab垂直 且与线框接触良好 不计摩擦 在pq从靠近ad处向bc滑动的过程中 a pq中电流先增大后减小b pq两端电压先减小后增大c pq上拉力的功率先减小后增大d 线框消耗的电功率先减小后增大 c 3 从金属条ab进入 扇形 磁场时开始 经计算画出轮子转一圈过程中 内圈与外圈之间电势差uab随时间t变化的uab t图象 4 若选择的是 1 5v 0 3a 的小灯泡 该 闪烁 装置能否正常工作 有同学提出 通过改变磁感应强度b 后轮外圈半径r2 角速度 和张角 等物理量的大小 优化前同学的设计方案 请给出你的评价 2 通过分析 可得电路图如图所示 4 闪烁 装置不能正常工作 金属条的感应电动势只有4 9 10 2v 远小于灯泡的额定电压 因此无法正常工作 b增大 e增大 但有限度 r2增大 e增大 但有限度 增大 e增大 但有限度 增大 e不变 答案 1 4 9 10 2v 感应电流方向为b a 2 见解析 3 见解析 4 不能正常工作 评价 b增大 e增大 但有限度 r2增大 e增大 但有限度 增大 e增大 但有限度 增大 e不变 2 明确电源的正 负极 根据电源内部电流方向是从负极流向正极即可确定电源的正 负极 3 明确电源的内阻即相当于电源的那部分电路的电阻 要注意电源内阻对电路的影响 4 明确电路的关系 即构成回路的各部分电路的串 并联关系 要注意等效电源的端电压跟感应电动势的关系是u e ir 题型四电磁感应现象的动力学问题 命题规律 电磁感应现象的动力学问题在近两年高考中更为突出 由过去的选择题变为计算题 命题规律是 1 与牛顿第二定律 运动学结合的动态分析问题 2 电磁感应中的安培力计算 受力分析和功能关系的应用问题 方法点拨 1 解决电磁感应现象的动力学问题的方法一般是 先电后力 具体如下 2 解题规律有 1 电学规律 楞次定律 法拉第电磁感应定律 左手定则 右手定则 安培力公式 闭合电路欧姆定律 串并联电路规律 电功率公式 焦耳定律等等 2 力学规律 牛顿运动定律 平衡条件 运动学公式 动能定理或功能关系或能量守恒定律等等 2 若导体棒ab进入磁场 后 棒中的电流大小始终保持不变 求磁场 和 之间的距离h 3 若将磁场 的cd边界略微下移 使导体棒ab刚进入磁场 时速度大小变为v2 9m s 要使棒在外力f作用下做a 3m s2的匀加速直线运动 求所加外力f随时间t变化的关系式 突破点拨 1 导体棒ab从mn上方某处由静止下落 导体棒在磁场 中切割磁感线产生感应电动势 导体棒在合力作用下做加速运动 2 电路的连接 导体切割磁感线相当于电源 r1和r2组成外电路 3 问题 2 中导体棒ab进入磁场 后 电流大小始终保持不变 导体棒的感应电动势不变 导体棒在磁场 中做匀速运动 变式考法 1 在上述题1第 2 问中 求a b两点间的电势差大小是多少 2 在上述题1第 3 问中 请画出0 1 6s内外力f与时间t的关系图象 解析 1