高考物理一轮复习讲义 第3讲 专题 电磁感应的综合应用.docVIP

第3讲专题：电磁感应的综合应用 一、电磁感应中的电路问题 1．内电路和外电路 (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电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路． 2．电源电动势和路端电压ΦΔnBlvEE. ＝(1)电动势：或＝tΔ (2)电源正、负极：用右手定则或楞次定律确定．IREUIr. ＝＝－(3)路端电压： 二、电磁感应图象问题ttBttEI －图象和图象、Φ随时间变化的图象如－图象图象、－－(1) 图象类型IxxxE图象图象和(2)随位移－变化的图象如 －(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (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 问题类型 (3)利用给出的图象判断或画出新的图象 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数 应用知识图象知识等 三、感应电流在磁场中所受的安培力 1．安培力的大小 vlEBEBlvIFBIlF＝＝. 得和安培力公式由感应电动势＝，感应电流＝RR2．安培力的方向判断 - 1 - ?先用右手定则确定感应电流方向，再用—感应电流左手定则确定安培力方向?受安培力 — 根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割的方向?—磁感线运动方向相反 四、电磁感应中的能量转化与守恒 1．能量转化的实质 电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化． 2．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电能，电流 )．做功再将电能转化为内能(或其他形式的能 3．热量的计算RtQI. 做功产生的热量用焦耳定律计算，公式＝电流(恒定) t变化的图象分别如图①～④所示．下列关于回路随时间1．穿过闭合回路的磁通量Φ) ( 中产生的感应电动势的论述中正确的是 A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变 B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大ttt时间内产生的感应电动时间内产生的感应电动势小于在～C．图③中，回路在0～ 势 ．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大DΦΔnE－＝Φ解析： 由法拉第电磁感应定律可得，闭合回路产生的感应电动势取决于 tΔtt错误；图A图象的斜率为零，故感应电动势为零，－图象的斜率的绝对值大小．图①中Φttt－时间内B错误；图③中回路中0～②中Φ－Φ图象斜率不变，故感应电动势为定值，tttt时间内产生的0Φ－图象的斜率的绝对值大于～～图象的斜率的绝对值，故在时间内ttt图象的斜率的绝对值－时间内产生的感应电动势，C感应电动势大于错误；图④中～Φ D正确．先变小再变大，故回路产生的感应电动势先变小再变大，D 答案： Rdblabcd，导轨电阻的平行直导轨、、间连有一固定电阻，2．如图所示，两根相距为RabMNabcd整个装置处于匀强为放在垂直，其电阻也为和.上的一导体杆，与忽略不计，MNB，现对指向图中纸面内磁场中，磁感应强度的大小为)，磁场方向垂直于导轨所在平面(MNUv) ( 表示 两端电压的大小，则施力使它沿导轨方向以速度做匀速运动，令(如图)1dbRUvBl A．的感应电流由＝到，流过固定电阻 21bdvBlRU ，流过固定电阻＝到B．的感应电流由 2 dvBlURb ，流过固定电阻到C．＝的感应电流由bRUvBld D．＝，流过固定电阻的感应电流由到- 2 - RBlv和导体杆形成一串联电路，，解析： 导体杆向右做匀速直线运动产生的感应电动势Blv1dMbURBlvA→·→N，＝→，由右手定则可判断出感应电流方向由N→由分压原理得故＝ RR2＋ 选项正确．A 答案： Rmr0.5 ＝0.5 m如图所示，在光滑的水平面上，一质量为＝0.1 kg，半径为，电阻为＝3.TvB的有界匀强磁场滑去的初速度向一磁感应强度为0.1 Ω的均匀金属圆环，以＝＝5 m/srd秒末2秒，圆环上产生的焦耳热为0.5 J，则＞22)．圆环的一半进入磁场历时(磁场宽度) 圆环中感应电流的瞬时功率为( WW B．．0.15 0.2 A WW ．C．0.3 0.6 D1mvv＝，圆环刚好有一半进入磁场时，设瞬时速度为由解析： 21rBvEmvv，15 m/s－，此时环上的瞬时感应电动势为，解得×2＝＝ 2WERP. /0.3 故瞬时功率为＝＝C 答案： m的金属水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为4.如图所示，BabR的匀强磁场垂直于导轨平面.导轨的一端连接电阻棒，其他电阻均不计，磁感应强度为Fab) 作用下由静止开始向右运动，则向下．金属棒( 在一水平恒力 ab ．随着运动速度的增大，其加速度也增大AabF 对B．外力做的功等于电路