高考物理一轮复习 第9章 电磁感应 第3讲 电磁感应规律的综合应用课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 电磁感应 第九章 第3讲电磁感应规律的综合应用 第九章 1 能认识电磁感应中的电路结构 并能计算电动势 电压 电流 电功等 2 能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程 求解相应的物理量 3 能解决电磁感应中涉及安培力的动态分析和平衡问题 4 会分析电磁感应问题中的能量转化 并会进行有关计算 1 电源 切割磁感线运动的导体或 发生变化的回路相当于电源 2 电流 电路闭合时的电流i可由欧姆定律求出 i 路端电压u e ir 3 电势 在外电路中 电流由 电势流向 电势 在内电路中 电流由 电势流向 电势 电磁感应中的电路问题 磁通量 ir 高 低 低 高 电磁感应中的图象问题 法拉第电磁感应定律 时间 位移 楞次定律 电磁感应中的动力学问题 右手 2 用楞次定律判断 安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向 选填 相同 或 相反 3 安培力参与物体的运动 导体棒 或线框 在安培力和其他力的作用下 可以做加速运动 减速运动 匀速运动 静止或做其他类型的运动 可应用动能定理 牛顿运动定律等规律解题 相反 1 能量转化 感应电流在磁场中受安培力 外力克服安培力做功 将 转化为 电流做功再将电能转化为 的能 2 转化实质 电磁感应现象的能量转化 实质是其他形式的能与 之间的转化 3 计算方法 1 利用克服安培力做功求解 电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功 2 利用能量守恒求解 机械能的减少量等于电能的增加量 3 利用电路特征求解 通过电路中所产生的电能来计算 电磁感应中的能量问题 机械能 电能 其他形式 电能 答案 bd 答案 c 电磁感应和电路的综合 1 处理电磁感应电路问题的一般思路 1 确定电路电源 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 电源内部电流的方向是从低电势流向高电势 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 注意区别内 外电路 区别路端电压 电动势 2 误区分析 1 不能正确分析感应电动势及感应电流的方向 因产生感应电动势的那部分电路为电源部分 故该部分电路中的电流应为电源内部的电流 而外电路中的电流方向仍是从高电势到低电势 2 应用欧姆定律分析求解电路时 没有注意等效电源的内阻对电路的影响 3 对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析 特别是并联在等效电源两端的电压表 其示数应该是路端电压 而不是等效电源的电动势 1 根据图乙写出ab bc段对应的i与 的关系式 2 求出图乙中b c两点对应的p两端的电压ub uc 3 分别求出ab bc段流过p的电流ip与其两端电压up的关系式 思路引导 1 哪一部分相当于电源 如何求电动势 2 ab段电子元件p是否处于导通状态 a 圆形线圈中产生的感应电动势e 6vb 在0 4s时间内通过电阻r的电荷量q 8cc 设b端电势为零 则a端电势 a 3vd 在0 4s时间内电阻r上产生的焦耳热q 18j答案 d 电磁感应的图象问题 解决图象问题的一般步骤 1 明确图象的种类 即是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 牛顿运动定律等规律写出函数关系式 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 思路引导 1 线圈转动过程 哪一部分相当于电源 2 如何判断感应电流的方向 答案 1 线圈转动过程 两条半径切割磁感线 相当于电源 2 利用楞次定律或右手定则判断 解析 由图示位置线圈转过60 过程中 通过线圈的磁通量不变 故无感应电流产生 c d项错 线圈转过60 到120 过程中 通过线圈的磁通量增大 由楞次定律可知 线圈中感应电流方向为逆时针方向 即负方向 故a错b正确 答案 b 名师归纳 1 对图象的认识 应注意以下几方面 1 明确图象所描述的物理意义 2 必须明确各种 号的含义 3 必须明确斜率的含义 4 必须明确所建立图象和电磁感应过程之间的对应关系 5 注意三个相似关系及其各自的物理意义 电磁感应中的动力学问题 1 导体的两种运动状态 1 导体的平衡状态 静止状态或匀速直线运动状态 处理方法 根据平衡条件 合外力等于零 列式分析 2 导体的非平衡状态 加速度不为零 处理方法 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析 思路引导 1 求平均感应电动势用哪个公式 2 求瞬时感应电动势用哪个公式 3 ab杆受几个力 根据什么列方程 名师归纳 电磁感应与动力学问题的解题策略此类问题中力现象和电磁现象相互联系 相互制约 解决问题前首先要建立 动 电 动 的思维顺序 可概括为 1 找准主动运动者 用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向 2 根据等效电路图 求解回路中感应电流的大小及方向 3 分析安培力对导体棒运动速度 加速度的影响 从而推理得出对电路中的感应电流有什么影响 最后定性分析导体棒的最终运动情况 4 列牛顿第二定律或平衡方程求解 答案 c解析 当导线mn匀速向右运动时 导线mn产生的感应电动势恒定 稳定后 电容器既不充电也不放电 无电流产生 故电阻两端没有电压 电容器两极板间的电压为u e blv 所带电荷量q cu cblv 故a b错 c对 mn匀速运动时 因无电流而不受安培力 故拉力为零 d错 电磁感应中的能量问题 1 能量转化过程 1 导体切割磁感线或磁通量发生变化产生感应电流的过程就是机械能或其他形式的能转化成电能的过程 2 克服安培力做的功等于转化的电能 纯电阻电路中 电能以内能形式消耗 2 选用解题规律 1 动能定理 合外力 包含安培力 所做的功等于导体棒动能的增量 2 能量转化和守恒定律 判断选定的系统在某一过程中能量形式 哪种能量增加 哪种能量减少 增加的能量等于减少的能量 名师归纳 求解焦耳热q的方法 1 若回路中电流恒定 可以利用电路结构及w uit或q i2rt直接进行计算 2 若电流变化 则 利用安培力做的功求解 电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功 利用能量守恒求解 若只有电能与机械能的转化 则机械能的减少量等于产生的电能 在分析电磁感应的动态问题时盲目套用公式 动力学和能量观点的综合应用 根据杆的数目 对于 导轨 杆 模型题目 又常分为单杆模型和双杆模型 1 单杆模型是电磁感应中常见的物理模型 此类问题所给的物理情景一般是导体棒垂直切割磁感线 在安培力 重力 摩擦力 拉力作用下的变加速直线运动或匀速直线运动 所涉及的知识有牛顿运动定律 功能关系 能量守恒定律等 此类问题的分析要抓住三点 杆的稳定状态一般是匀速运动 达到最大速度或最小速度 此时合力为零 整个电路产生的电能等于克服安培力所做的功 电磁感应现象遵从能量守恒定律 2 双杆类问题可分为两种情况 一是 假双杆 甲杆静止不动 乙杆运动 其实质是单杆问题 不过要注意问题包含着一个条件 甲杆静止 受力平衡 另一种情况是两杆都在运动 对于这种情况 要注意两杆切割磁感线产生的感应电动势是相加还是相减 线框进入磁场和离开磁场的过程和单杆的运动情况相同 在磁场中运动的过程与双杆的运动情况相同 1 导体棒与涂层间的动摩擦因数 2