优化探究届高考物理一轮复习电磁感应规律的综合应用课件

1、O 【想一想】O 用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示在磁场以10 T/s的变化率增强时，O (1)线圈中产生的感应电动势是多少？O (2)a、b两端电势差是多大？哪端电势高？第第3 3单元电磁感应规律的综合应用单元电磁感应规律的综合应用O 基础探究电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题O 【填一填】O 1内电路和外电路O (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于 O (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的 ，其余部分是O 2电源电动势和路端电压电源电源外电阻外电阻内电阻内电阻Blv O 【想一想】O 圆形导

2、线框固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示O (1)若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，请画出it图象O (2)在it图象中的“面积”代表什么含义？电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题O 【填一填】O 【想一想】O 如图所示，两光滑倾斜导轨与水平面的夹角为，磁场垂直于导轨所在平面向上，一导体棒静止释放O (1)导体棒下滑过程中受几个力的作用？O (2)若导轨足够长，导体棒最终做什么运动？O (3)运动过程中有哪些能量转化？O 提示：(1)受重力、导轨的支持力、安培力三个力作用O (2)匀速直线运动O (3)重力

3、势能减少转化为动能和电能电磁感应中的力学综合问题电磁感应中的力学综合问题O (2)安培力的方向判断O 右手定则和左手定则相结合，先用确定感应电流方向，再用 判断感应电流所受安培力方向O 用楞次定律判断，感应电流所受安培力的方向一定和导体切割磁感线运动的方向 O (3)分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)O (4)根据平衡条件或牛顿第二定律列方程Blv 右手定则右手定则左手定则左手定则相反相反O 2电磁感应中的能量转化问题O (1)电磁感应现象的实质是其他形式的能转化为 O (2)感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力 ，将其他形式的能转化为，电流做功再将电能转化为 O (3)电流

4、做功产生的热量用焦耳定律计算，公式为.电能电能做功做功电能电能内能内能QI2RtO 答案：BO 解析：金属棒PQ进入磁场前和出磁场后，不产生感应电动势，而在磁场中，由于匀速运动产生的感应电动势不变，故正确选项为A.O 答案：AO 3如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则下图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()O 解析：条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率是非均匀变化的，故环中产生的感应电动势、环中

5、的感应电流也是非均匀变化的，A错误在关于O点对称的位置磁场分布对称，但环的速率是增大的，则环在O点下方的电流最大值大于在O点上方电流的最大值，故C错误由于磁通量在O点上方是向上增大而在O点下方是向上减小的，故环中电流方向在经过O点时发生改变，D错误可知B选项正确O 答案：BO 【互动探究】O 1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，该导体或回路就相当于电源，在此电源内部电流方向与电势有什么关系？O 2把切割磁感线的导体棒接入电路，并联在导体棒两端的电压表测量的是电源电动势吗？O 【核心突破】O 1对电磁感应中电源的理解O (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势

6、的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题O 2对电磁感应电路的理解O (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能O (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势O 3解题的基本方法O (1)确定电源，先判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体，该部分导体可视为电源O (2)分析电路结构，画等效电路图O (3)利用电路规律求解，主要有欧姆定律、串并联规律等O 【典例1】如图(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L0.3 m，导轨左端连接R0.6 的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B0.6 T的

7、匀强磁场，磁场区域宽D0.2 m细金属棒A1和A2用长为2D0.4 m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r0.3 .导轨电阻不计. 使金属棒以恒定速度v1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场计算从金属棒A1进入磁场(t0)到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图(b)中画出O 思路探究分析细金属棒运动过程中的电流及电路结构：O (1)细金属棒A1切割磁感线的时间：_.O (2)金属棒A1切割时，电流是_和电阻是并联关系O (3)细金属棒A2切割时，电流是_，_和电阻是并联关系O (4)双棒都不切割磁感线的时间：_.O 答案见解析O 【

8、核心突破】O 1图象问题的求解类型电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象问题O 2.解题关键O 弄清初始条件，正、负方向的对应变化范围，所研究物理量的函数表达式，进出磁场的转折点是解决问题的关键O 3解决图象问题的一般步骤O (1)明确图象的种类，即是Bt图象还是t图象，或者Et图象、It图象等O (2)分析电磁感应的具体过程O (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系O (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式O (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O (6)画图象或判断图象O 特别提醒对于图象问题，应做“三看”、“三明确”，即O (1)看

9、轴看清变量O (2)看线看图线的形状O (3)看点看特殊点和转折点O (4)明确图象斜率的物理意义O (5)明确截距的物理意义O (6)明确“”“”的含义O 【典例2】(2013年高考新课标全国卷)如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨空间存在垂直于纸面的均匀磁场用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()O 思路探究(1)利用公式EBlv计算时，l的意义是什么？该题中如何确定l的大小？O (2)该题中随MN的移动，

10、总电阻如何随时间变化？O 答案AO 2(2013年高考浙江理综)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图所示如果只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()O 解析：刷卡速度改为原来一半时，磁卡通过检测线圈的时间即有感应电动势产生的时间变为原来的2倍，可知A、B错误；由EBlv知当只减小v时，磁卡与检测线圈在相同的相对位置处产生的感应电动势也减小，故C错误、D正确O 答案：DO 【互动探究】O 1导体棒由于通电而运动，导体棒所受安培力是阻力还是动力？由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培力是阻

11、力还是动力？O 2电磁感应现象中，是怎样实现其它形式的能向电能转化的？O 【核心突破】O 1安培力对导体棒运动的两种作用O (1)导体棒由于通电而运动时，安培力是动力O (2)由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培力为阻力电磁感应中的动力学和能量问题电磁感应中的动力学和能量问题O 2两种状态及处理方法O 3.力学对象和电学对象的相互关系O 4电磁感应现象中能量的三种计算方法：O (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O (2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能O (3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算O 【典例3】(2

12、014年江西南昌模拟)如图所示，OP1Q1与OP2Q2是位于同一水平面上的两根金属导轨，处在沿竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B，长度相等的导轨OP1段与OP2段相互垂直，交于O点导轨的P1Q1与P2Q2段相互平行，相距为2b.一根质量为m的金属杆，在t0时从O点出发，在外力作用下以恒定的速度v沿导轨向右滑动在滑动的过程中，杆速度的方向始终保持与导轨的平行段相平行，且与OP1成45夹角，杆与导轨有良好的接触假定导轨与金属杆有电阻，且每单位长度的电阻都是r.不计金属杆与导轨之间的摩擦求：O 思路点拨解此题的关键有两点：O (1)明确电源及电路结构O (2)分析受力、做功及能量转化O 3(2014年西安高三十校联考)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s1.15 m，两导轨间距L0.75 m，导轨与水平面的倾角为30，导轨上端ab接一阻值R1.5 的电阻，磁感应强度B0.8 T的匀强磁场垂直导轨平面向上阻值r0.5 、质量m0.2 kg的金属棒与导轨垂直且接触良好，从导轨上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr0.1 J(取g10 m/s2)求：O (1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；O (2)金属棒下滑过程中速度v2 m/s时的加速度a；O (3)金属棒下滑的最大速度vm.O 答案：(1)0.4 J(2)3.2 m/s2(3)2