2011年高中物理二轮总复习 法拉第电磁感应定律教案

用心 爱心 专心 1 第二十五讲法拉第电磁感应定律第二十五讲法拉第电磁感应定律 20 10 年 命 题 特 点 对本部分内容的考查呈现以下特点 1 本专题是高中物理的主干知识 也是高考热点和重点之一 考查频率极高 这两年高考中都有试题 而且都是计算题 2 主要考查切割磁感线产生的感应电动势的计算 且要求较 高 常出与磁场 电路 力学 能量等问题相联系的综合问题 应 试 高 分 瓶 颈 在这部分试题中 考生容易出现的问题是综合能力差 乱代 公式 解题没有章法 没有形成知识和方法体系 加大练习量 在理解的基础上熟练应用相关内容 形成解题 方法是解决问题保证得分的有效方法 命题点 1 法拉第民磁感应定律 右手定则 命题点 2 电磁感应综合题 命题点命题点 1 法拉第电磁感应定律 右手定则法拉第电磁感应定律 右手定则 本类考题解答锦囊本类考题解答锦囊 解答 法拉第电磁感应定律 右手定则 一类试题 主要掌握以下几点 1 1 应用法拉第电磁感应定律 E n t 要注意严格区分磁通量 磁通变化量 磁通变化率 t 当 由磁场变化引起时 用 E nS B t 来计算 当 由面积变化引起时 用 E nS B t 来计算 2 由 E n t 算出的通常是在时间 t 内的平均感应电动势 一般并不等于初态与末态电动势的平 均值 3 计算电磁感应过程中的流过回路电量的方法 Q I t E t R n R 2 应用 E BlV 要注意 l 为有效切割长度 即在磁场中的直导线的长度 V 为垂直切割磁感线的 线速度 高考最新热门题高考最新热门题 1 典型例题 一矩形线圈位于一随时间 t 变化的匀强磁场内 磁场方向垂直线圈所在的平面 纸 面 向里 如图 25 1 1 甲 所示 磁感应强度 B 随 t 的变化规律如图 乙 所示 以 表示线圈中的 感应电流 以图 甲 中线圈上箭头所示方向的电流为正 则图 25 1 2 中的 I t 图正确的是 命题的目的与解题技巧命题的目的与解题技巧 法拉第电磁感应定律 E tB t n 与图象结合考查 B t 图象的斜率即 t B 在 s 不变时 t B nS t nE 解析 由图 25 1 1 乙 可知 在 0 1s 的时间内 磁感应强度均匀增大 则由楞决定律判断出感应 电流的方向为逆时针方向 和图 25 1 1 甲 中所示电流相反 所以为负值 根据法拉第电磁感应定律 其 大小 Rt SB R E I t SB t E 为一定值 在 2 3s 和 4 5s 内 磁感应强度不变 磁通量不变化 无感应电流产生 故 A 选项正确 答案 A 2 典型例题 一直升飞机停在南半球的地磁极上空 此处地磁场的方向竖直向上 磁感应强度为且直 用心 爱心 专心 2 升飞机螺旋桨叶片的长度为 l 螺旋桨转动的频率为 f 顺着地磁场的方向看螺旋桨 螺旋桨按顺时针方向转 动 螺旋桨叶片的近轴端为 a 远轴端为 b 如图 25 1 3 所示 如果忽略 a 到转轴中心线的距离 用 E 表 示每个叶片中的感应电动势 则 A E Bfl2 且 a 点电势低于 b 点电势 B E Bfl22 且 a 点电势低于 b 点电势 C BflE 2 且 a 点电势高于 b 点电势 D E Bfl22 且 a 点电势高于 b 点电势 命题目的与解题技巧命题目的与解题技巧 本题考查考生应用右手定则和电磁感应定律 E Bl 乙分析直升飞机螺旋浆叶片 产生的电磁感应现象 解析 螺旋浆叶片转动时切割磁场线产生感应电动势 E BflBfl 22 2 1 选项 B D 错误 顺着地磁场的方向看地磁场和螺旋浆的转动关系 如图 25 1 4 所示 根据右手定则 感应电流的方向从 a b b 点电势高于 a 点电势 故选项 A 正确 答案 A 3 典型例题 如图 25 1 5 所示 MN GH 为平行导轨 AB ED 为跨在导轨上的两根横杆 导轨和 横杆均为导体 有匀强磁场垂直于导轨所在平面 方向如图 用 表示回 路中的电流 则 A 当 AB 不动而 ED 向右滑动时 I 0 且沿顺时针方向 B 当 AB 向左 CD 向右滑动且速度大小相等时 I 0 C 当 AB CD 都向右滑动且速度大小相等时 O 0 D 当 AB ED 都向右滑动 且 AB 速度大于 CD 时 I 0 且沿逆时针方 向 答案答案 C 指导 指导 首先确定是否产生感应电流 那就要看穿过回路的磁通量是否发生变化 所以 A B D 三种情况在回路中都会产生感应电流 随后再利用右手定则或楞次定律判断出感应电流的方向 A B 产生逆时针方向感应电流 D 产生顺时针方向感应电流 4 典型例题 图 25 1 6 中 EF GH 为平行的金属导轨 其电阻可不计 R 为电阻器 C 为电容器 AB 为可在 EF 和 GH 上滑动的导体横杆 有均匀磁场垂直于导轨平面 若用 I1和 I2分别表示图中该处导线中 的电流 则当横杆 AB A 匀速滑动时 I1 0 I2 0 B 匀速滑动时 I1 0 I2 0 C 加滑动时 I1 0 I2 0 D 加速滑动时 I1 0 I2 0 答案答案 D 指导 指导 当 AB 匀速滑动时 AEGB 形成闭合电路 故 I1 0 电容两极电压稳定 不需充电 不需 要充电 I2 0 当 AB 加速滑动时 I1 O 同时 AB 产生的感应电动势不断增大 电容器可持续充电 故 I2 O 题点经典类型题题点经典类型题 1 典型例题 物理实验中 常用一种叫做 冲击电流计 的仪器测定通过电路的电荷量 如图 25 1 7 所示 将探测线圈与冲击电计 C 串联后测定磁场的磁感应强度 已知线圈的匝数为 n 面积为 S 线圈 与冲击电流计组成回路的总电阻为兄将线圈放在被测实强磁场中 开始时线圈平面与磁场垂直 现把探测线 圈翻转 180 测出通过线圈的电荷量为 Q 由上述数据可得出被测磁场的磁感应强 度为 用心 爱心 专心 3 A qR S B qR nS C qR 2nS D qR 2S 命题目的与解题技巧命题目的与解题技巧 电磁感应中求电荷量的方法应用 使用电磁感应现象中一个特殊公式 q E R n 解析 电磁感应中 R nt ot E tIq 本题磁场为匀强磁场 则 CnSqRBRnBS R S nBq 2 2 所以 答案 C 2 典型例题 如图 25 1 8 所示 A B 两闭合线圈为同种导线绕成 A 为 10 匝 B 为 20 匝 半径 rA 2rB 匀强磁场只分布在 B 线圈内 若磁场均匀地减弱 则 A A 中无感应电流 B A B 中均有感应电流 C A B 中感应电动势之比为 2 1 D A B 中感应电流之比为 1 2 答案答案 0BD 指导 指导 法拉第电磁感应定律 t nE 的应用考查 3 典型例题 如图 25 1 9 所示 处于同一竖直平面内的平行金属导轨 CD 和 EF 相距为 L 在 CE 间接有阻值为及的电阻 金属 杆 CD 长为 2L 紧贴导轨由竖直位置开始绕 a 点匀速转动 角速度 整 个装置处在磁感应强度大小为 B 方向与导轨平面垂直的匀强磁场中 则金属杆由竖直匀速转到水平位置的 过程中通过电阻履的电荷量为 金属杆与导轨接触良好 两者电阻均不计 答案答案 因为 A B 两线圈中磁场变化率相同 由 t nE 知 EA EB 1 2 又因为 RA R lA lB nArA nBrB 1 1 所以 IA IB 1 2 故 B D 正确 3 R Bl 2 3 2 指导 指导 电磁感应中求电荷量 R nq 的应用 金属杆由竖直位置转到水平位置的过程中 有 一段时间不能与电阻履形成闭合回路 这段时间内没有电荷通过兄从竖直位置到金属杆 b 端刚要离开 CD 导 轨的过程中 回路中的磁通量的变化量 RR Bl 2 3 2 4 典型例题 如图 25 1 10 所示是一种测通电螺线管中磁场的装置 把一个很小的测量线圈 A 放在 待测处 线圈与测量电量的电表 Q 串联 当用双刀双掷开关 K 使螺线管的电流反向时 测量线圈中就产生感 应电动势 从而引起电荷的迁移 由 Q 表测出该电荷电量为 q 就可以算出线圈所在处的磁感应强度且已知 测量线圈共有 n 匝 直径为 d 它和 Q 表串联电路的总电阻为 R 则被测处的磁感强度 B 答案答案 B 2 2 nd qR 指导 指导 电流由正方形变为反方向时 测量线圈中的磁场变化为 22 2 1 2 2dB d B 而 E t n 解得 q I t E IR 解得 2 2 nd qR B 新高考命题方向预测新高考命题方向预测 1 有一个 10 匝的线圈放在匀强磁场中 磁场方向垂直于线圈平面 线圈的面积为 10cm2 当 t 0 时 B1 0 2T 经过 0 1s 后 磁场减弱为 B2 0 05T 磁场方向不变 则线圈中的感应电动势为 A 1 5 10 2 V B 150 V C 15 V D 1 5 V 用心 爱心 专心 4 答案答案 A 指导 指导 当线圈平面与磁场方向垂直时 穿过线圈的磁通量可由 BS 求得 所以 E t n VV 2 4 105 1 1 0 1010 05 0 2 0 10 故应选 A 求感应电动势关键是找出某时间内的磁通量的变化量 磁通量的变化量与初磁通量 末磁通量无直 接关系 另外本题应 注意是 10 匝线圈 感应电动势是 10 倍的t 2 如图 25 1 11 所示 导线长为 L 磁场的磁感应强度为 B 导线切割磁感线的速度为 v 导线与水 平夹角为 则导线切割磁感线产生的感应电动势为多少 答案答案 E Blv 指导 指导 因为图中 B L V 两两重直 所有 E BLv 3 如图 25 1 12 所示 图中圆圈为导体棒横截面 导体棒长 磁场 切割方向均如图 求导体棒切 割磁感线产生的感应电动势 答案答案 E Blvcos 指导 指导 因为 Ucos 所以 E Blvcos 4 如图 25 1 13 所示 长为工的铜杆 OA 以 O 为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动 磁场的磁感应强度为 B 求杆 OA 两端的电势差 答案答案 2 2 1 LBuOA 指导 指导 解法一 棒上各处速率不等 不能直接用 E Blv 来求 但棒上各点的速率发 v r 与半径成正比 因此可用棒的中心速度作为平均切割速度代入公式计算 2 2 1 LBv 由右手定 则可判断 O 点的电势高 解法二 设经过 t 时间 t 为极短的一段时间 铜杆扫过的扇形面为 S S 2 2 1 LB t 在这段时 间内磁通量的变化量 B S BWL2 t 由 E n 得 E n 由右手定则可判断 O 点的电势高 5 如图 24 1 14 所示 电容器 PQ 的电容为 10 F 垂直于回路的磁场的磁感应强度以 5 10 3T s 的变化率均匀 增加 回路面积为 10 2m2 则 PQ 两