高三物理二轮复习 专题5 第2讲电磁感应规律及应用课件.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 新课标版 二轮专题复习 电路和电磁感应 专题五 第二讲电磁感应规律及应用 专题五 2014 四川 如图所示 不计电阻的光滑u形金属框水平放置 光滑 竖直玻璃挡板h p固定在框上 h p的间距很小 质量为0 2kg的细金属杆cd恰好无挤压地放在两档板之间 与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形 其有效电阻为0 1 此时在整个空间加方向与水平面成30 角且与金属杆垂直的匀强磁场 磁感应强度随时间变化规律是b 0 4 0 2t t 图示磁场方向为正方向 框 档板和杆不计形变 则 椤次定律和法拉第电磁感应定律的应用 a t 1s时 金属杆中感应电流方向从c到db t 3s时 金属杆中感应电流方向从d到cc t 1s时 金属杆对档板p的压力大小为0 1nd t 3s时 金属杆对挡板h的压力大小为0 2n 解析 本题考查电磁感应规律和平衡条件的综合 解题的关键是根据磁感应强度变化规律分析电流方向 进而根据平衡条件求解各力 t 1s时 b1 0 2t 并且逐渐减小 由楞次定律知感应电流方向从c到d 选项a正确 画出金属杆受力图如图所示 由平衡条件fnp f安sin30 答案 ac 拓展提升一 基础知识要记牢1 感应电流 1 产生条件 闭合电路的部分导体在磁场内做切割磁感线运动 穿过闭合电路的磁通量发生变化 2 方向判断 右手定则 常用于情况 楞次定律 常用于情况 二 方法技巧要用好1 楞次定律推广的三种表述 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍相对运动 来拒去留 3 阻碍原电流的变化 自感现象 2 解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法 1 用法拉第电磁感应定律和楞次定律 右手定则 确定感应电动势的大小和方向 2 画出等效电路 对整个回路进行分析 确定哪一部分是电源 哪一部分为负载以及负载间的连接关系 3 运用闭合电路欧姆定律 串并联电路的性质 电功率等公式求解 2014 山东 如图 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定 导体棒与轨道垂直且接触良好 在向右匀速通过m n两区的过程中 导体棒所受安培力分别用fm fn表示 不计轨道电阻 以下叙述正确的是 a fm向右b fn向左c fm逐渐增大d fn逐渐减小 答案 bcd 解析 本题主要考查安培定则 左手定则和楞次定律等知识 解题的关键是根据安培定则判断通电导线磁场的方向 以及磁场的变化情况 由安培定则知 m区的磁场方向向外 n区的磁场方向向里 导体棒不管在哪一区 安培力总是阻碍导体棒的运动 即安培力的方向总是向左 选项a错误 b正确 在m区 导体棒越来越靠近通电导线 其磁场越来越强 感应电流越来越大 安培力越来越大 选项c正确 同理在n区 导体棒越来越远离通电导线 安培力将越来越小 选项d正确 本题易漏选d 原因是没有认真分析受力 想当然的认为在n区和m区的受力是一样的 2014 江西八校联考 如图甲所示 光滑绝缘水平面上 虚线mn的右侧存在磁感应强度b 2t的匀强磁场 mn的左侧有一质量m 0 1kg的矩形线圈abcd bc边长l1 0 2m 电阻r 2 t 0时 用一恒定拉力f拉线圈 使其由静止开始向右做匀加速运动 经过时间1s 线圈的bc边到达磁场边界mn 此时立即将拉力f改为变力 又经过1s 线圈恰好完全进入磁场 整个运动过程中 线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示 则 电磁感应的图象问题 a 恒定拉力大小为0 05nb 线圈在第2s内的加速度大小为1m s2c 线圈ab边长l2 0 5md 在第2s内流过线圈的电荷量为0 2c 答案 abd 拓展提升一 基础知识要记牢1 电磁感应的图象问题分类在电磁感应现象中 回路产生的感应电动势 感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律 也可用图象直观地表示出来 如i t b t e t e x i x图象等 此问题可分为两类 1 由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图象 2 由给定的有关图象分析电磁感应过程 确定相关的物理量 2 分析思路 1 明确图象的种类 2 分析电磁感应的具体过程 3 结合相关规律写出函数表达式 4 根据函数关系进行图象分析 二 方法技巧要用好1 图象选择问题求解物理图象的选择类问题可用 排除法 即排除与题目要求相违背的图象 留下正确图象 也可用 对照法 即按照题目要求画出正确的草图 再与选项对照 选出正确选择 解决此类问题的关键就是把握图象特点 分析相关物理量的函数关系 分析物理过程的变化规律或关键物理状态 2 图象分析问题在定性分析物理图象时 要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量 要弄清图象的物理意义 借助有关的物理概念 公式 定理和定律作出分析判断 而对物理图象定量计算时 要搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系 并要注意物理量的单位换算问题 要善于挖掘图象中的隐含条件 明确有关图线所包围的面积 图象在某位置的斜率 或其绝对值 图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义 2014 湖北八校二联 如图所示 两个垂直于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 高度为a的正三角形导线框abc从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域 以逆时针方向为电流的正方向 在下列图形中能正确描述感应电流i与线框移动距离x关系的是 答案 b 2014 银川模拟 如图所示 质量为3m的重物与一质量为m的线框用一根绝缘细线连接起来 挂在两个高度相同的定滑轮上 已知线框电阻为r 横边边长为l 水平方向匀强磁场的磁感应强度为b 磁场上下边界的距离 线框竖直边长均为h 初始时刻 磁场的下边缘和线框上边缘的高度差为2h 将重物从静止开始释放 线框穿出磁场前 若线框已经做匀速直线运动 滑轮质量 摩擦阻力均不计 则下列说法中正确的是 电磁感应中的力学问题 答案 acd 拓展提升一 基础知识要记牢1 动力学问题电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用 因此 电磁感应问题往往与力学问题联系在一起 解决这类电磁感应中的力学问题 要重视动态分析 电磁感应现象中感应电动势 感应电流 通电导体受安培力 合外力变化 加速度变化 速度变化 感应电动势变化 周而复始地循环 循环结束时 加速度等于零 导体达到稳定状态 2 明确功能关系 确定有哪些形式的能发生了转化 如有摩擦力做功 必有内能产生 有重力做功 重力势能必然发生变化 安培力做负功 必然有其他形式的能转化为电能等 二 方法技巧要用好1 解决电磁感应中的力学问题的具体步骤为 1 明确哪一部分电路产生感应电动势 则这部分电路就是等效电源 2 正确分析电路的结构 画出等效电路图 3 分析所研究的导体的受力情况 包括安培力 用左手定则确定其方向 4 列出动力学方程或平衡方程或功能关系并求解 2 弄清两种状态 1 导体处于平衡状态 静止或匀速直线运动 根据平衡条件 合外力为零列式分析 2 导体处于非平衡状态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析 三 易错易混要明了安培力是变力时 安培力的功不能用功的定义式求解 而应用功能关系求解 a 把运动导体棒视为电源 最大输出功率6 75wb 导体棒最后可以下滑到导轨底部 克服摩擦力做的总功为10 0jc 当导体棒向上滑d 2m时 速度为7 07m sd 导体棒上滑的整个过程中 在定值电阻r上产生的焦耳热为2 46j 答案 ad 解析 本题考查导体切割磁感线时的感应电动势 焦耳定律 本题从两个角度研究电磁感应现象 一是力的角度 关键是推导安培力的表达式 二是能量的角度 关键分析涉及几种形式的能 分析能量是如何转化的 意在考查考生对物理知识的综合分析能力 开始时 导体棒产生的感应电动势最大 e blv0 1 0 6 10 6v 电流i e r r0 1 5a 最大输出功率p i2r 1 52 3 6 75w 故a正确 导体棒到达最高点时 摩擦力f mgcos37 0 3 0 2 10 0 8 0 48n 重力沿斜面向下的分力mgsin37 0 2 10 0 6 1 2n f 导体棒到达最高点后向下加速运动 整个过程中克服摩擦力做的总功w f 2s 0 48 2 4 3 84j 故b错误 导体棒向上做减速运动 导体棒的机械能转化