2010届高考二轮复习物理教案（6）电磁感应 doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网专题六专题六电磁感应电磁感应 教案教案一一专题要点专题要点1.感应电流：产生条件：闭合电路的磁通量发生变化。方向判断：楞次定律和右手定则。“阻碍”的表现：阻碍磁通量的变化（增反减同），阻碍物体间的相对运动（来斥去吸），阻碍原电流的变化（自感现象）。2.感应电动势的产生：感生电场：英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论认为，变化的磁场周围产生电场，这种电场叫感生电场。感生电场是产生感生电动势的原因。动生电动势：由于导体的运动而产生的感应电动势为动生电动势。产生动生电动势的那部分导体相当于电源3.感应电动势的分类、计算二二考纲要求考纲要求考点要求考点解读电磁感应现象本专题有对单一知识点的考查，也有对其它知识的综合考查考查的主要内容有楞次定律和法拉第电磁感应定律尤其是电磁感应与动力学、电路、能量守恒定律、图像相互结合的题目磁通量法拉第电磁感应定律楞次定律自感、涡流http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网三三教法指引教法指引此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题的知识点较为综合，高考要求普遍较高，属于必考知识点 因为这部分的综合题较多，二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本规律，基本解题步骤出发再进行提升。四四知识网络知识网络五五典例精析典例精析题型 1.（楞次定律的应用和图像）如图甲所示，存在有界匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为 L，在磁场区域的左侧相距为 L 处，有一边长为L 的正方形导体线框，总电阻为 R，且线框平面与磁场方向垂直.现使线框以速度 v 匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B 垂直纸面向里时为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流、和电功率的四个图象描述不正确的是（）http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析：在第一段时间内，磁通量等于零，感应电动势为零，感应电流为零，电功率为零。在第二段时间内，BLvtBS，BLvE，RBLvREI，RBLvP2)(。在第三段时间内，BLvtBS2，BLvE2，RBLvREI2，RBLvP2)2(。在第四段时间内，BLvtBS，BLvE，REI，RBLvP2)(。此题选 B。规律总结：对应线圈穿过磁场产生感应电流的图像问题，应该注意以下几点：要划分每个不同的阶段，对每一过程采用楞次定律和法拉第电磁感应定律进行分析。要根据有关物理规律找到物理量间的函数关系式，以便确定图像的形状线圈穿越方向相反的两磁场时，要注意有两条边都切割磁感线产生感应电动势。题型 2.（电磁感应中的动力学分析）如图所示，固定在绝缘水平面上的的金属框架 cdef 处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒 ab 电阻为 r，跨在框架上，可以无摩擦地滑动，其余电阻不计在 t=0 时刻，磁感应强度为 B0，adeb 恰好构成一个边长为 L 的正方形若从 t=0 时刻起，磁感应强度均匀增加，增加率为 k(T/s)，用一个水平拉力让金属棒保持静止在 t=t1 时刻，所施加的对金属棒的水平拉力大小是多大？若从 t=0 时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属棒以速度 v 向右匀速运动时，可以使金属棒中恰好不产生感应电流 则磁感应强度 B 应怎样随时间 t 变化？写出 B 与 t 间的函数关系式解析：http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网规律总结：题型 3.（电磁感应中的能量问题）如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计.在距边界OO也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab.（1）若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动 3L距离，其速度一位移的关系图象如图乙所示（图中所示量为已知量）.求此过程中电阻R上产生的焦耳QR及ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小a.（2）若ab杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变，绕OO轴匀速转动.若从磁场方向由图示位置开始转过2的过程中，电路中产生的焦耳热为Q2.则磁场转动的角速度大小是多少？解析：（1）ab杆离起起始位置的位http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网移从L到 3L的过程中，由动能定理可得)(21)3(2122vvmLLF（2 分）ab杆在磁场中由起始位置发生位移L的过程，根据功能关系，恒力F做的功等于ab杆杆增加的动能与回路产生的焦耳热之和，则总QmvFL2121（2 分）联立解得4)3(2122vvmQ总，（1 分）R上产生热量)(4)3(2122rRvvRmQR（1 分）ab杆刚要离开磁场时，水平向上受安培力F总和恒力F作用，安培力为：rRvLBF122安（2 分）由牛顿第二定律可得：maFF安（1 分）解得)(41222122rRmvLBLvva（1 分）（2）磁场旋转时，可等效为矩形闭合电路在匀强磁场中反方向匀速转动，所以闭合电路中产生正弦式电流，感应电动势的峰值2BLBSEm（2 分）有效值2mEE（2 分）422TrREQ（1 分）而2T（1 分）题型 4.（电磁感应中的电路问题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度1.0BT，金属棒 AD 长0.4m，与框架宽度相同，电阻R13，框架电阻不计，电阻 R1=2，R2=1当金属棒以 5ms 速度匀速向右运动时，求：(1)流过金属棒的感应电流为多大?(2)若图中电容器 C 为 0.3F，则电容器中储存多少电荷量?http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网题型 5.（电磁感应定律）穿过闭合回路的磁通量随时间 t 变化的图像分别如下图所示。下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是：A 图中回路产生的感应电动势恒定不变B 图中回路产生的感应电动势一直在变大C 图中回路 0t1时间内产生的感应电动势小于在 t1t2时间内产生的感应电动势D 图中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：tnEEttnE)(为图像斜率是定值乙图：丙图：0t0 斜率（不变）大于 t02t0 的斜率（不变）丁图：斜率先减小后增大D 选项对。题型 6.（流过截面的电量问题）如图 7-1，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻 R 的直角形金属导轨 aob(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面朝里，另有两根金属导轨 c、d 分别平行于 oa、ob 放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：以速度 v 移动 d,使它与 ob 的距离增大一倍;再以速率 v 移动 c,使它与 oa 的距离减小一半；然后，再以速率 2v 移动 c,使它回到原处；最后以速率 2v 移动 d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻 R 的电量的大小依次为 Q1、Q2、Q3和 Q4,则（）A、Q1=Q2=Q3=Q4B、Q1=Q2=2Q3=2Q4C、2Q1=2Q2=Q3=Q4D、Q1Q2=Q3Q4解析：设开始导轨 d 与 Ob 的距离为 x1，导轨 c 与 Oa 的距离为 x2，由法拉第电磁感应定律知移tttt1t2tooooORacdbhttp:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网动 c 或 d 时产生的感应电动势：Et tSB，通过 R 的电量为：QIREtRSB。可见通过 R 的电量与导体 d 或 c 移动的速度无关，由于 B 与 R 为定值，其电量取决于所围成面积的变化。若导轨 d 与 Ob 距离增大一倍，即由 x1变 2x1，则所围成的面积增大了S1x1x2；若导轨 c 再与 Oa 距离减小一半，即由 x2变为 x2/2，则所围成的面积又减小了S22x1x2/2x1x2；若导轨 c 再回到原处，此过程面积的变化为S3S22x1x2/2x1x2；最后导轨 d又回到原处，此过程面积的变化为S4x1x2；由于S1S2S3S4，则通过电阻 R 的电量是相等的，即 Q1Q2Q3Q4。选 A。规律总结：计算感应电量的两条思路：思路一：当闭合电路中的磁通量发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势 E=N/t，平均感应电流 IE/RN/Rt，则通过导体横截面的电量 q=ItN/R。思路二：当导体棒在安培力(变力)作用下做变速运动，磁通量的变化难以确定时，常用动量定理通过求安培力的冲量求通过导体横截面积的电量。要快速求得通过导体横截面的电量 Q，关键是正确求得穿过某一回路变化的磁通量。题型7.（自感现象的应用）如图1所示电路中,D1和D2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S接通和断开瞬间,D1和D2发亮的顺序是怎样的？解析：开关接通时，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流为零，D2与R并联再与D1串联，所以两灯同时亮；开关断开时，D2立即熄灭，由于线圈的自感作用，流过线圈的电流不能突变，线圈与等D1组成闭合回路，D1滞后一段时间灭。规律总结：自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零，在自感现象发生的一瞬间电路中的电流为原值，然后逐渐改变。题型 8.（导体棒平动切割磁感线问题）如图所示，在一磁感应强度 B0.5T 的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为 h0.1m 的平行金属导轨 MN 和 PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点 N、Q 之间连接一阻值 R0.3的电阻。导轨上跨放着一根长为 L0.2m，http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网每米长电阻 r2.0/m 的金属棒 ab，金属棒与导轨正交放置，交点为 c、d，当金属棒在水平拉力作用于以速度 v4.0m/s 向左做匀速运动时，试求：（1）电阻 R 中的电流强度大小和方向；（2）使金属棒做匀速运动的拉力；（3）金属棒 ab 两端点间的电势差；（4）回路中的发热功率。解析：金属棒向左匀速运动时，等效电路如图、所示。在闭合回路中，金属棒 cd 部分相当于电源，内阻 rcdhr，电动势 Ecd Bhv。（1）根据欧姆定律，R 中的电流强度为IERrBhvRhrcdcd0.4A，方向从 N 经 R 到 Q。（2）使金属棒匀速运动的外力与安培力是一对平衡力，方向向左，大小为 FF安BIh0.02N。（3）金属棒 ab 两端的电势差等于 Uac、Ucd与 Udb三者之和，由于 UcdEcdIrcd，所以 UabEabIrcdBLvIrcd0.32V。（4）回路中的热功率 P热I2（Rhr）0.08W。规律总结：不要把 ab 两端的电势差与 ab 棒产生的感应电动势这两个概念混为一谈。金属棒匀速运动时，拉力和安培力平衡，拉力做正功，安培力做负功，能量守恒，外力的机械功率和回路中的热功率相等，即PFvWW热0024008.。题型 9.（导体棒转动切割磁感线问题）一直升飞机停在南半球某处上空设该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为 B直升飞机螺旋桨叶片的长度为 l，螺旋桨转动的频率为 f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动螺旋桨叶片的近轴端为 a，远轴端为 b，如图所示如果忽略到转轴中心线的距离，用 E 表示每个叶片中的感应电动势，则（）AE=fl2B，且 a 点电势低于 b 点电势BE=2fl2B，且 a 点电势低于 b 点电势CE=fl2B，且 a 点电势高于 b 点电势http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网DE=2fl2B，且 a 点电势高于 b 点电势解析：棒转动切割电动势 E=BLV棒中，选 A。规律总结：若转轴在 0 点：)2(LBLBLvE棒中若转轴不在棒上：)2(1LLBLBLvE棒中w.w.w.k.s.5.u.c.o.m