高三总复习之电磁感应基础经典讲解高三总复习之电磁感应基础经典讲解.docVIP

2013高考物理复习专题 电磁感应教学案 【重点知识整合】 法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比．在具体问题的分析中，针对不同形式的电磁感应过程，法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式． 磁通量变化的形式 表达式 备注 通过n匝线圈内的磁通量发生变化 E＝n· (1)当S不变时，E＝nS· (2)当B不变时，E＝nB· 导体垂直切割磁感线运动 E＝BLv 当v∥B时，E＝0 导体绕过一端且垂直于磁场方向的转轴匀速转动 E＝BL2ω 线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动 E＝nBSω· sinωt 当线圈平行于磁感线时，E最大为E＝nBSω，当线圈平行于中性面时，E＝0 1．左手定则与右手定则的区别：判断感应电流用右手定则，判断受力用左手定则． 2．应用楞次定律的关键是区分两个磁场：引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场．感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化，“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化，同时伴随着能量的转化． 3．楞次定律中“阻碍”的表现形式：阻碍磁通量的变化(增反减同)，阻碍相对运动(来拒去留)，阻碍线圈面积变化(增缩减扩)，阻碍本身电流的变化(自感现象)． 三、电磁感应与电路的综合 电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容，两者的核心内容与联系主线如图4－12－1所示： 1．产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路，产生电动势的那一部分电路相当于电源，产生的感应电动势就是电源的电动势，在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极，该部分电路两端的电压即路端电压，U＝E. 2．在电磁感应现象中，电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和．若为纯电阻电路，则产生的电能将全部转化为内能；若为非纯电阻电路，则产生的电能除了一部分转化为内能，还有一部分能量转化为其他能，但整个过程能量守恒．能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线，抓住这条主线也就是抓住了解题的关键．在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能． 说明：求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时，要区别平均电动势和瞬时电动势，切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影． 【高频考点突破】 考点一 B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变化的图象,即B－t图、Φ－t图、E－t图、I－t图、F－t图.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况,还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移s变化的图象,即E－s图、I－s图等. 图象问题大体上可分为两类： 1.由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象,此类问题要注意以下几点： (1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系; (2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值来反映; (3)画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达. 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． 不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律进行分析解决. 例1.如图所示,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁 场宽度均为L.边长为L的正方形线框 abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上.使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域,若以逆时针方向为电流的正方向,能反映线框中感应电流变化规律的是(　　) 【解析】线框做匀加速直线运动则有v＝atv＝由欧姆定律可得电流I＝＝＝即感应电流大小与时间成正比与位移的平方根成正比故A、C两项正确B、D两项错误 【答案】AC 【变式探究】如图所示,水平面内有一平 行金属导轨,导轨光滑且电阻不 计,匀强磁场与导轨平面垂直.阻 值为R的导体棒垂直于导轨静止 放置,且与导轨接触良好.t＝0时,将开关S由1掷到2.q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是(　　) 考点二 电磁感应中的动力学问题 1．动力学问题的研究对象 2．解决电磁感应中动力学问题的具体思路 电源―→电路―→受力情况―→功、能问题 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)分析所研究的导体受力情况； (4)列出动力学方程或平衡方程并求解． 例2、如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻R.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着