【高考调研】2015高考物理总复习-9-4电磁感应的综合应用课件-新人教版..优秀PPT.ppt

高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第1页页第第4单元单元 电磁感应的综合应用电磁感应的综合应用 高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第2页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第3页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第4页页一、电磁感应中的力学问题一、电磁感应中的力学问题通通过过导导体体的的感感应应电电流流在在磁磁场场中中将将受受到到安安培培力力作作用用，电电磁磁感感应应往往往往和和力力学学问问题题结结合合在在一一起起解解决决这这类类问问题题基基本本方方法法：确确定定探探讨讨对对象象，进进行行受受力力分分析析，运运动动状状况况的的动动态态分分析析，导导体体受受力力运运动动产产生生感感应应电电动动势势感感应应电电流流通通电电导导体体受受安安培培力力合合外外力力变变更更加加速速度度变变更更速速度度变变更更，周周而而复复始始地地循循环环，循循环环结结束束时时，加加速速度度等等于于零零，导导体体达达稳稳定定状状态态，抓抓住住a0时时，速速度度达达最最大大紧紧紧紧抓抓住住，物物体体的的运运动动状状态态与与其其受受力力亲亲密密相相关关高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第5页页【例例1】如如图图所所示示，两两平平行行导导轨轨M、N水水平平固固定定在在一一个个磁磁感感应应强强度度为为B、方方向向竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场场中中；两两根根相相同同的的导导体体棒棒、垂垂直直于于导导轨轨放放置置，它它们们的的质质量量都都为为m，电电阻阻都都为为R，导导体体棒棒与与导导轨轨接接触触良良好好，导导轨轨电电阻阻不不计计，导导体体棒棒与与导导轨轨间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为，起起先先时时两两导导体体棒棒处处于于静静止止状状态态现现对对棒棒施施加加一一平平行行于于导导轨轨的的恒恒力力F，方方向向如如图图所所示示，使使棒棒运运动动起起来来关关于于两两棒棒的的最最终终运运动动状状态态，下下列列说说法法可可能能正正确确的的是是()高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第6页页A棒最终做匀速运动而棒最终做匀速运动而棒静止棒静止B、两棒最终都以相同的速度做匀速运动两棒最终都以相同的速度做匀速运动C两棒最终都匀速运动，但两棒最终都匀速运动，但棒的速度较大棒的速度较大D两棒最终都以相同的加速度运动两棒最终都以相同的加速度运动【解析】分两种状况探讨【解析】分两种状况探讨(1)F2mg，则则导导体体棒棒先先做做加加速速运运动动，随随着着所所受受的的安安培培力力增增大大，导导体体棒棒的的加加速速度度越越来来越越小小，直直到到FmgF安安，若若mgF安安，此此时时导导体体棒棒处处于于静静止止，导导体体棒棒做做匀匀速速运运动动高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第7页页(2)F2mg，导导体体棒棒先先做做加加速速运运动动，当当所所受受的的安安培培力力大大于于mg时时，导导体体棒棒也也起起先先做做加加速速运运动动，始始终终到到两两导导体体棒棒的的加加速速度度相相等等，即即两两者者的的速速度度差差恒恒定定，此此时时安安培培力力的的大大小小不不变，两棒均保持匀加速直线运动变，两棒均保持匀加速直线运动【答案】【答案】AD高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第8页页二、电磁感应与做功相结合二、电磁感应与做功相结合【例例2】(2011重重庆庆)有有人人设设计计了了一一种种可可测测速速的的跑跑步步机机，测测速速原原理理如如图图所所示示该该机机底底面面固固定定有有间间距距为为L、长长度度为为d的的平平行行金金属属电电极极，电电极极间间充充溢溢磁磁感感应应强强度度为为B、方方向向垂垂直直纸纸面面对对里里的的匀匀强强磁磁场场，且且接接有有电电压压表表和和电电阻阻R.绝绝缘缘橡橡胶胶带带上上镀镀有有间间距距为为d的的平平行行细细金金属属条条，磁磁场场中中始始终终仅仅有有一一根根金金属属条条，且且与与电电极极接接触触良良好好，不不计计金金属属电电阻阻若若橡橡胶胶带带匀匀速速运运动动时时，电电压压表表读读数为数为U，求：，求：高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第9页页(1)橡胶带匀速运动的速率；橡胶带匀速运动的速率；(2)电阻电阻R消耗的电功率：消耗的电功率：(3)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第10页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第11页页三、电磁感应中的电路问题三、电磁感应中的电路问题【例例3】(2012浙浙江江)为为了了提提高高自自行行车车夜夜间间行行驶驶的的平平安安性性，小小明明同同学学设设计计了了一一种种“闪闪烁烁”装装置置如如图图所所示示，自自行行车车后后轮轮由由半半径径r15.0102m的的金金属属内内圈圈、半半径径r20.40 m的的金金属属外外圈圈和和绝绝缘缘辐辐条条构构成成后后轮轮的的内内、外外圈圈之之间间等等间间隔隔地地接接有有4根根金金属属条条，每每根根金金属属条条的的中中间间均均串串联联有有一一电电阻阻值值为为R的的小小灯泡灯泡 高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第12页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第13页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第14页页(2)ab边边切切割割充充当当电电源源，其其余余为为外外电电路路，且且并并联联，其其等等效效电路如图所示电路如图所示【答答案案】4.9102 V，电电流流方方向向由由b到到a；电电路路见见解解析析高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第15页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第16页页一、奇异选取探讨对象一、奇异选取探讨对象【例例1】如如图图所所示示，两两电电阻阻不不计计的的足足够够长长光光滑滑平平行行金金属属导导轨轨与与水水平平面面夹夹角角为为，导导轨轨间间距距为为l，所所在在平平面面的的正正方方形形区区域域abcd内内存存在在有有界界匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度为为B，方方向向垂垂直直斜斜面面对对上上将将甲甲、乙乙两两阻阻值值相相同同、质质量量均均为为m的的相相同同金金属属杆杆放放置置在在导导轨轨上上，甲甲金金属属杆杆处处在在磁磁场场的的上上边边界界，甲甲乙乙相相距距l，从从静静止止释释放放两两金金属属杆杆的的同同时时，在在甲甲金金属属杆杆上上施施加加一一个个沿沿着着导导轨轨的的外外力力，使使甲甲金金属属杆杆在在运运动动过过程程中中始始终终沿沿导导轨轨向向下下做做匀匀加加速速直直线线运运动动，加速度大小为加速度大小为gsin，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第17页页(1)甲、乙的电阻甲、乙的电阻R为多少？为多少？(2)从从刚刚释释放放两两金金属属杆杆时时起起先先计计时时，写写出出从从计计时时起起先先到到甲甲金金属属杆杆离离开开磁磁场场的的过过程程中中，外外力力F随随时时间间t的的变变更更关关系系式式，并并说明说明F的方向的方向(3)若若从从起起先先释释放放到到乙乙金金属属杆杆离离开开磁磁场场，乙乙金金属属杆杆中中共共产产生热量生热量Q，试求此过程中外力，试求此过程中外力F对甲做的功对甲做的功高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第18页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第19页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第20页页(3)分分两两个个过过程程考考虑虑，第第一一过过程程，乙乙进进入入磁磁场场前前做做匀匀加加速速运运动动，只只有有甲甲切切割割磁磁感感线线，甲甲乙乙产产生生相相同同的的热热量量，设设为为Q1，此此过过程程中中甲甲始始终终在在磁磁场场中中，外外力力F始始终终等等于于安安培培力力，则则有有WFW安安2Q1；其其次次过过程程，乙乙在在磁磁场场中中切切割割磁磁感感线线，产产生生的的热热量量Q2QQ1，对对乙乙匀匀速速过过程程用用动动能能定定理理(受受三三个个力力，重重力力、支支持持力力、安安培培力力，留留意意安安培培力力做做功功，就就是是这这个个过过程程消消耗耗的的总总热量热量)有有mglsin2Q200，联立解得，联立解得WF2Qmglsin高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第21页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第22页页【学学法法指指导导】本本题题的的第第一一问问，不不能能以以甲甲为为探探讨讨对对象象，因因为为甲甲的的外外力力和和安安培培力力相相等等，但但都都随随时时间间变变更更，无无法法列列出出相相应应方方程程求求解解；第第三三问问原原题题中中解解法法为为分分过过程程求求解解，若若从从起起先先释释放放到到乙乙金金属属杆杆离离开开磁磁场场，乙乙金金属属杆杆中中共共产产生生热热量量Q，由由于于电电流流始始终终相相同同，故故整整个个过过程程中中甲甲金金属属杆杆中中也也产产生生热热量量Q，事事实实上上，本本题题也也可可将将甲甲乙乙作作为为整整体体应应用用动动能能定定理理对对从从起起先先到到乙乙离离开开磁磁场场过过程程用用动动能能定定理理，受受力力分分析析知知做做功功的的力力为为外外力力、重重力力、安培力，安培力，高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第23页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第24页页二、科学分析，不能想当然二、科学分析，不能想当然【例例2】(2011上上海海)电电阻阻可可忽忽视视的的光光滑滑平平行行金金属属导导轨轨长长s1.15 m，两两导导轨轨间间距距L0.75 m，导导轨轨倾倾角角为为30，导导轨轨上上端端ab接接一一阻阻值值R1.5 的的电电阻阻，磁磁感感应应强强度度B0.8 T的的匀匀强强磁磁场场垂垂直直轨轨道道平平面面对对上上阻阻值值r0.5，质质量量m0.2 kg的的金金属属棒棒与与轨轨道道垂垂直直且且接接触触良良好好，从从轨轨道道上上端端ab处处由由静静止止起起先先下下滑滑至至底底端端，在在此此过过程程中中金金属属棒棒产产生生的的焦焦耳耳热热Qr0.1 J(取取g10 m/s2)求：求：高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第25页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第26页页【解解析析】(1)下下滑滑过过程程中中安安培培力力的的功功即即为为在在电电阻阻上上产产生生的焦耳热，由于的焦耳热，由于R3r，因此，因此QR3Qr0.3 JW安安QQRQr0.4 J高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第27页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第28页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第29页页【学学法法指指导导】有有些些考考生生一一看看到到供供应应的的解解法法，第第一一反反应应就就是是不不对对本本题题对对动动能能定定理理的的应应用用只只是是供供应应一一个个思思路路，具具体体的解题步骤并未详尽给出的解题步骤并未详尽给出高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第30页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第31页页一、电磁感应中的图象问题一、电磁感应中的图象问题【例例1】(2010上上海海)如如图图所所示示，一一有有界界区区域域内内，存存在在着着磁磁感感应应强强度度大大小小均均为为B，方方向向分分别别垂垂直直于于光光滑滑水水平平桌桌面面对对下下和和向向上上的的匀匀强强磁磁场场，磁磁场场宽宽度度均均为为L，边边长长为为L的的正正方方形形线线框框abcd的的bc边边紧紧靠靠磁磁场场边边缘缘置置于于桌桌面面上上，使使线线框框从从静静止止起起先先沿沿x轴轴正正方方向向匀匀加加速速通通过过磁磁场场区区域域，若若以以逆逆时时针针方方向向为为电电流流的的正正方向，能反映线框中感应电流变更规律的是方向，能反映线框中感应电流变更规律的是()高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第32页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第33页页【答案】【答案】AC 高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第34页页【触触类类旁旁通通】(2013山山东东)将将一一段段导导线线绕绕成成图图甲甲所所示示的的闭闭合合电电路路，并并固固定定在在水水平平面面(纸纸面面)内内，回回路路的的ab边边置置于于垂垂直直纸纸面面对对里里的的匀匀强强磁磁场场中中，回回路路的的圆圆形形区区域域内内有有垂垂直直纸纸面面的的磁磁场场，以以向向里里为为磁磁场场的的正正方方向向，其其磁磁感感应应强强度度B随随时时间间t变变更更的的图图象象如如图图乙乙所所示示用用F表表示示ab边边受受到到的的安安培培力力，以以水水平平向向右右为为F的的正正方方向向，能能正正确确反反映映F随随时时间间t变变更更的的图图象象是是()高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第35页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第36页页【解解析析】分分析析一一个个周周期期内内的的状状况况：在在前前半半个个周周期期内内，磁磁感感应应强强度度匀匀整整变变更更，磁磁感感应应强强度度B的的变变更更率率确确定定，由由法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律得得知知，圆圆形形线线圈圈中中产产生生的的感感应应电电动动势势恒恒定定不不变变，则则感感应应电电流流恒恒定定不不变变，ab边边在在磁磁场场中中所所受受的的安安培培力力也也恒恒定定不不变变，由由楞楞次次定定律律可可知知，圆圆形形线线圈圈中中产产生生的的感感应应电电流流方方向向为为顺顺时时针针方方向向，通通过过ab的的电电流流方方向向从从ba，由由左左手手定定则则推推断断得得知知，ab所所受受的的安安培培力力方方向向水水平平向向左左，为为负负值值；同同理理可可知知，在在后后半半个个周周期期内内，安安培培力力大大小小恒恒定定不不变变，方方向向水水平平向向右右，故故B项项正正确确【答案】【答案】B高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第37页页二、电磁感应中的能量问题二、电磁感应中的能量问题【例例2】(2012上上海海)如如图图所所示示，质质量量为为M的的足足够够长长金金属属导导轨轨abcd放放在在光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平面面上上，一一电电阻阻不不计计、质质量量为为m的的导导体体棒棒PQ放放置置在在导导轨轨上上，始始终终与与导导轨轨接接触触良良好好，PQbc构构成成矩矩形形，棒棒与与导导轨轨间间动动摩摩擦擦因因数数为为，棒棒左左侧侧有有两两个个固固定定于于水水平平面面的的立立柱柱导导轨轨bc段段长长为为L，起起先先时时PQ左左侧侧导导轨轨的的总总电电阻阻为为R，右右侧侧导导轨轨单单位位长长度度的的电电阻阻为为R0，以以ef为为界界，其其左左侧侧匀匀强强磁磁场场方方向向竖竖直直向向上上，右右侧侧匀匀强强磁磁场场水水平平向向左左，磁磁感感应应强强度度大大小小均均为为B，在在t0时时，一一水水平平向向左左的的拉拉力力F垂垂直直作作用用在在导导轨轨的的bc边上，使导轨由静止起先做匀加速直线运动，加速度为边上，使导轨由静止起先做匀加速直线运动，加速度为a.高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第38页页(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变更的表达式；求回路中感应电动势及感应电流随时间变更的表达式；(2)经经过过多多长长时时间间拉拉力力F达达到到最最大大值值，拉拉力力F的的最最大大值值为为多多少？少？(3)某某过过程程中中回回路路产产生生的的焦焦耳耳热热为为Q，导导轨轨克克服服摩摩擦擦力力做做功为功为W，求导轨动能的增加量，求导轨动能的增加量高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第39页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第40页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第41页页高考调研高考调研 第九章第九章 电磁感应电磁感应高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第42页页