鲁科版选修32 第1章 电磁感应 章末复习课 学案.doc

巩固层知识整合体系构建核心速填一、基本概念1电磁感应现象中产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化2感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势3涡流：当穿过金属块的磁通量发生变化时，金属块内部所产生的像旋涡一样的感应电流二、基本定律法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，表达式为en. 提升层能力强化电磁感应中的电路问题电磁感应与电路问题的联系就是电源与电路的连接问题解决问题的关键就是把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，其主要步骤是：1确定电源应用闭合电路欧姆定律分析问题，应明确产生电动势的那部分导体相当于电源，该部分电路的电阻是电源的内阻，而其余部分电路则是用电器，是外电路2分析电路结构，画出等效电路图这一步的实施的本质是确定“分析”的到位与准确承上启下，为下一步的处理做好准备3利用电路规律求解主要是欧姆定律、串并联电路、电功、电热如图11所示，面积为0.2 m2的100匝线圈a处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里磁感应强度随时间变化的规律是b(60.2t) t，已知电路中的r14 ，r26 ，电容c30 f，线圈a的电阻不计求：图11(1)闭合s后，通过r2的电流大小(2)闭合s一段时间后，再断开s，s断开后通过r2的电荷量是多少？【解析】(1)磁感应强度变化率的大小0.2 t/s，线圈a中的感应电动势的大小ens1000.20.2 v4 v，通过r2的电流：i a0.4 a.(2)r2两端的电压uir22.4 v，电容器稳定后所带的电荷量qcu31052.4 c7.2105c，s断开后通过r2的电荷量为7.2105c.【答案】(1)0.4 a(2)7.2105c一语通关解决这类问题的关键在于要清楚(1)谁是电源.用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式确定感应电动势的大小，分析清楚感应电动势是恒定的还是变化的；若是变化的，那么感应电动势随时间(或位置)的变化规律是怎样的.(2)谁是外电路.画出等效电路图，弄清外电路是如何连接的，是串联还是并联；外电路是不是稳定的，电路总电阻是恒定的还是变化的.针对训练1如图12所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为r的电阻质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域mnpq的磁感应强度大小为b、方向竖直向下当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：图12(1)mn刚扫过金属杆时，杆中感应电流i的大小；(2)mn刚扫过金属杆时，杆的加速度a的大小；(3)pq刚要离开金属杆时，感应电流的功率p.【解析】(1)mn刚扫过金属杆时，杆上产生的感应电动势ebdv0感应电流i.(2)mn刚扫过金属杆时，杆受到的安培力为fbid根据牛顿第二定律有fma解得a.(3)pq刚要离开金属杆时，金属杆切割磁感线的速度为vv0v此时感应电动势为ebd(v0v)电功率为p.【答案】(1)(2)(3)电磁感应现象中的电荷量、能量问题1.感应电荷量电磁感应现象中流过导体某横截面的电荷量是一个不断积累的过程，是由于电路中磁通量发生变化，产生感应电流，使电路中的自由电荷定向移动的结果求解此类问题要用平均感应电动势求出平均感应电流，进而求出电荷量qttntn，该式中n为线圈的匝数，为磁通量的变化量，r总为闭合电路的总电阻可见，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，通过导线某横截面的电荷量q仅由线圈的匝数n、磁通量的变化量和闭合电路的电阻r总决定，与发生磁通量的变化量的时间无关2能量问题在电磁感应现象中其他形式的能向电能转化，根据能量的转化与守恒定律，获得的电能等于其他形式能的减少量当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能，如焦耳热就本章而言，分析此类问题要从能量转化与守恒的角度着手，弄清各种形式能量的相互转化，然后应用能量守恒定律解题如图13所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为mn的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于mn.第一次ab边平行mn进入磁场，线框上产生的热量为q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行mn进入磁场，线框上产生的热量为q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则()图13aq1q2，q1q2bq1q2，q1q2cq1q2，q1q2 dq1q2，q1q2a根据法拉第电磁感应定律eblv、欧姆定律i和焦耳定律qi2rt，得线圈进入磁场产生的热量q，因为lablbc，所以q1q2.根据，及qt得q，故q1q2.选项a正确，选项b、c、d错误一语通关对于电磁感应中通过导体横截面的电荷量，用表达式可以快速地进行分析，其中为回路中的磁通量的变化量，r为回路中的总电阻.如果线圈有n匝，则.q的大小与导体切割磁感线的快慢或磁场变化的快慢无关.另外，对于电磁感应中的能量问题，一般有三种求解方法：利用电流产生的热量等于外力克服安培力所做的功；利用动能定理；利用能量守恒定律.具体用哪种方法，要根据题目中的已知条件来决定.针对训练2做磁共振(mrl)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r5.0 cm，线圈导线的截面积a0.80 cm2，电阻率1.5 m.如图14所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度b在0.3 s内从1.5 t均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字)图14(1)该圈肌肉组织的电阻r；(2)该圈肌肉组织中的感应电动势e；(3