2014届高考物理一轮复习 电磁感应规律的综合应用教学案.docVIP

电磁感应规律的综合应用 一．考点整理 基本概念 1．电磁感应中的电路问题内电路和外电路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．电源电动势和路端电压电动势或Eφ/Δt．路端电压：UIR = ．．电磁感应现象中的动力学问题安培力的大小．安培力的方向先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向电磁感应现象中的能量问题能量的转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为能，电流做功再将电能转化为能．实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化⑴ 图象类型：电磁感应中常涉及磁感应强度 B、磁通量φ、感应电动势 E 和感应电流 I 等随______变化的图线，即 B – t 图线、φ – t图线、E – t 图线和 I – t 图线． E 和感应电流 I 等随________变化的图线，即 E – x 图线和 I – x 图线等． ⑵ 两类图象问题：① 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象；② 由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量．解决问题时需要分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势（电流）或安培力的大小是否恒定，然后运用__________或左手定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标中的范围．图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键． 二．思考与练习 思维启动 1．用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，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，当磁场以的变化率增大时，则A．线圈中感应电流方向为acbdaB．线圈中产生的电动势EC．线圈中a点电势高于b点电势D．线圈中a、b两点间的电势差为MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是3．如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程A．安培力对ab棒所做的功不相等B．电流所做的功相等 C．产生的总内能相等D．通过ab棒的电荷量相等4．半径为 a 的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为 B = 0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为 b 的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中 a = 0.4 m，b = 0.6 m，金属环上分别接有灯 L1、L2，两灯的电阻均为 R = 2Ω．一金属棒 MN 与金属环接触良好,棒上单位长度的电阻为 1 Ω，环的电阻忽略不计．若棒以 v05 m/s 的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径 OO′ 的瞬时如图所示MN 中的电动势和流过灯 L1 的电流撤去中间的金属棒 MN，将右面的半圆环 OL2O′ 以OO′ 为轴向上翻转 90°，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为＝ T/s，求L1的功率 典型问题 〖考点电磁感应中的电路问题 【例1】为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图所示，自行车后轮由半径r15.0×10－2 m的金属内圈、半径r20.40 m的金属外圈和绝缘辐条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡．在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B0.10 T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ = 30°．后轮以角速度ω2π rad/s相对于转轴转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应．当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab – t图象；⑷ 若选择的是“1.5 V，0.3 A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价【变式跟踪1】如图所示，在倾角为θ37°的斜面内，放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨，该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中．导轨