高考物理总复习 单元知识章节考点课件28.ppt

1 电磁感应与电路相结合的问题解答 在电磁感应中 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势 该导体或回路相当于电源 因此 电磁感应问题往往与电路问题联系在一起 解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是 1 用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向 当切割磁感线的导体棒匀速运动或磁通量均匀变化时 感应电动势不变 是恒定电流的问题 当切割磁感线的导体棒变速运动或磁通量非均匀变化则是变化电流的问题 2 画出等效电路 对整个回路分析清楚哪一部分是电源 哪一部分为负载以及负载的连接性质 3 运用全电路欧姆定律 串 并联电路性质 电功率公式联立求解 这一部分知识涉及基础知识和基本概念较多 要深刻理解物理概念 熟练运用楞次定律 电磁感应定律和欧姆定律 电阻定律 焦耳定律以及能量的转化及守恒规律 2 电磁感应中的图象问题解答 1 图象问题是一种半定量分析 电磁感应中常涉及磁感应强度b 磁通量 感应电动势e和感应电流i随时间变化的图象 即b t图象 t图象 e t图象和i t图象 此外还有切割磁感线产生感应电动势和电流i随线圈位移变化的图象 即e x图象和i x图象 2 这些图象问题大体可分为两类 由给出的电磁感应过程选出或画出正确的图象 由给定的有关图象分析电磁感应过程 求解相应物理量 不管是哪种类型 电磁感应中图象问题常需利用右手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决 3 电磁感应现象中图象问题的分析 要抓住磁通量的变化是否均匀 从而推知感应电动势 电流 大小是否恒定 用楞次定律判断出感应电动势 或电流 的方向 从而确定其正负 以及在坐标中的范围 4 回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律 要利用法拉第电磁感应定律来分析 有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析 5 要正确理解图象问题 必须既能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去 又能根据实际过程的抽象规律对应到图象中去 最终根据实际过程的物理规律进行判断 这样 才抓住了解决图象问题的根本 图9 3 1 1 电磁感应和电路相结合的问题例1 如图9 3 1所示 金属圆环的半径为r 阻值为2r 金属杆oa一端可绕环的圆心o旋转 另一端a搁在环上 电阻值为r 另一金属杆ob一端固定在o点 另一端b固定在环上 电阻值也是r 加一个垂直圆环的磁感应强度为b的匀强磁场 并使oa杆以角速度 匀速旋转 如果所有触点接触良好 ob不影响oa的转动 求流过oa的电流的范围 方法点拨 本题要正确区分导体杆旋转和平动产生的感应电动势 对于电学问题首先要分析电路画电路图 养成好的解题习惯 变式训练1 如图9 3 2所示 粗细均匀金属环的电阻为r 可转动的金属杆oa的电阻为r 4 杆长为l a端与环相接触 电刷d和d 分别与杆的端点o及环边接触 杆oa在垂直于环面向里的 磁感应强度为b的匀强磁场中 以角速度 沿顺时针方向转动 外电路上接有一电阻r 2 则电路中总电流的最小值为 最大值为 图9 3 3 2 电磁感应的图象问题例2 在竖直向上的匀强磁场中 水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈 规定线圈中感应电流的正方向如图9 3 3 a 所示 当磁场的磁感应强度b随时间t如图 b 变化时 选项中正确表示线圈感应电动势e变化的是 方法点拨 此类型的题目大体上可以分为两大类 由给定的电磁感应过程是选出或画出正确的图象 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 解决这些问题常常要利用右手定则 楞次定律和法拉第电磁感应定律来分析求解 变式训练2 如图9 3 4所示 两个垂直纸面的匀强磁场方向相反 磁感应强度的大小均为b 磁场区域的宽度均为a 一正三角形 高度为a 导线框abc从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域 以逆时针方向为电流的正方向 在下图中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是 图9 3 4 解析 由楞次定律可判断 线圈在x a的区域内沿x正方向运动的过程中 线框中的磁通量增加 产生逆时针方向的电流 因此b项错误 线圈在a x 2a之间运动的过程中 线框中向纸面内的磁通量减少 而向纸面外的磁通量增加 这两种磁通量变化情况使线框中产生的电流方向一致 均为顺时针方向 而且磁通量变化率随线框移动距离x的增大而增大 所以电流增大 导线框向右运动在2a x 3a的过程中易得电流逆时针 变化规律与0 a过程相同 所以a d项错误 c选项正确 3 电磁感应结合图象的综合问题例3 如图9 3 5所示 光滑的平行金属导轨水平放置 电阻不计 导轨间距为l 左侧接一阻值为r的电阻 区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场 磁场宽度为s 一质量为m 电阻为r的金属棒mn置于导轨上 与导轨垂直且接触良好 受到f 0 5v 0 4 n v为金属棒运动速度 的水平力作用 从磁场的左边界由静止开始运动 测得电阻两端电压随时间均匀增大 已知l 1m m 1kg r 0 3 r 0 2 s 1m 图9 3 5 4 可能图线如下 方法点拨 闭合线框在磁场中运动时产生的感应电流随线框的位置变化而发生的变化涉及楞次定律 法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律等多个主干知识 是每年高考必现的热点问题 其中感应电流的大小和方向判断是解题要点 牢记楞次定律中 结果阻碍原因 的应用规律 变式训练3 如图9 3 6 甲 所示 圆形金属框与一个平行金属导轨相连接 并置于水平桌面上 圆形金属框面积为s 内有垂直于线框平面的磁场 磁感应强度b1随时间t的变化关系如图 乙 所示 0 1s内磁场方向垂直线框平面向里 长为l 电阻为r的导体棒