2016全国高考理综物理第11讲电磁感应的综合应用剖析.docx

第2讲　电磁感应的综合应用 【自主学习】 第2讲　电磁感应的综合应用 (本讲对应学生用书第52~57页) 自主学习 【考情分析】 全国考情 核心考点2013年2014年2015年法拉第电 磁感应定律T17：法拉第电磁感应定律； T25：电磁感应动力学问题T14：感应电流产生条件T19：感应电动势楞次定律无T18：楞次定律无  【备考策略】 电磁感应是历年高考考查的重点和难点，高考的压轴题常考以电磁感应为核心内容的综合题. 本课时内容可以从以下角度命题： (1) 楞次定律的理解和应用. (2) 电磁感应图象. (3) 电磁感应过程中的动态分析. (4) 综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题. 应考策略：复习应注意“抓住两个定律，运用两种观点”.两个定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；两种观点是指动力学观点和能量观点. 一、 感应电动势的几种表达式 1．穿过回路的磁通量发生变化时E=n. 2．导体棒做切割磁感线运动时E=BLv. 3．导体棒在磁场中匀速旋转做切割磁感线运动时 E=Bl=Bl2ω(平均速度等于中点位置线速度lω). 二、 楞次定律的理解 1．三种阻碍： (1) 阻碍原磁通量的变化——增反减同. (2) 阻碍物体间的相对运动——来拒去留. (3) 阻碍自身电流的变化——增反减同. 2．判定步骤(四步走)： (1) 明确原磁场的方向. (2) 明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少. (3) 根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向. (4) 利用安培定则判定感应电流的方向. 三、 电磁感应中的图象问题 1．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随时间t变化的图象，即B-t图象、Φ-t图象、E-t 图象和I-t图象等.对于导线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随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象. 这些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. 2．求解方法 电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决；求解过程中如能找出相应物理量随时间或位移变化的函数关系，则图象问题常常能迎刃而解. 四、 电磁感应中的动力学问题 1．明确动力与电磁间相互制约的关系 电磁感应与动力学、运动学结合的动态分析，其思考方法是：电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线受安培力→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．解决电磁感应中的力学问题的一般思路是“先电后力”，即： (1) 作“源”的分析——分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r. (2) 作“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便安培力的求解. (3) 作“力”的分析——分析力学研究对象(常是金属杆、导体线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力. (4) 作“运动”状态的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型. 五、 电磁感应中的电路问题 1．求出感应电动势 用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (1) 当切割磁感线的导体棒匀速运动或磁通量均匀变化时，感应电动势不变，是恒定电流的问题. (2) 当切割磁感线的导体棒变速运动或磁通量非均匀变化时，感应电动势变化，是变化电流的问题. 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．列方程求解 根据闭合电路欧姆定律，串、并联电路的特点，电功率公式、焦耳定律以及能量转化及守恒定律，列方程求解. 六、 电磁感应中的能量问题 1．安培力做功和电能变化的特定对应关系：安培力做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能.即W安=W电. 2．解决电磁感应中的能量问题的一般思路 (1) 利用动能关系的观点分析电磁感应问题，首先应对研究对象进行准确的受力分析，判断各力做功情况，利用动能定理或功能关系列式求解. (2) 利用能量守恒分析电磁感应问题时，应注意明确初、末状态及其能量转化，根据力做功和相应形式能的转化列式求解. 1．(2014·新课标Ⅰ)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 (　　) A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B. 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C. 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察