《（全国）2017年高二物理暑期作业 复习方法策略16讲 第15讲 电磁感应中综合问题的复习策略》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国）2017年高二物理暑期作业 复习方法策略16讲 第15讲 电磁感应中综合问题的复习策略（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第15讲电磁感应中综合问题的复习策略高考热点1电磁感应中的电路问题2电磁感应中的图象问题3电磁感应中的动力学和能量问题一、电磁感应中的电路问题1电磁感应电路中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，电流的流向是从“电源”的负极经电源流向正极，这一部分电路两端的电压相当于路端电压，即UE.感应电动势是联系电磁感应与电路的桥梁之一2电磁感应与电路知识的关系图例1半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度B0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m，b0.6 m，金属圆环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0
2、2 ，一金属棒MN与金属圆环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计图1 (1)若棒以v05 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬间(如图1所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流；(2)撤去中间的金属棒MN，将右边的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为 T/s，求L1的功率变式1如图2所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导
3、轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g.求：图2(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.规律总结解决电磁感应中的电路问题三步曲1确定电源切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用En或EBlvsin 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向2分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图3利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解二、电磁感应中的图象问题1
4、明确图象的种类，即是Bt图象还是t图象，或者是Et图象、It图象等；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随线圈位移x变化的图象，即Ex图象和Ix图象2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3弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键例2 (2016四川理综7)(多选)如图3所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻
5、为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是FF0kv(F、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有()图3变式2将一段导线绕成图4甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反应F随时间t变化的图象是()图4方法提炼1
6、对图象的认识，应注意以下几方面(1)明确图象所描述的物理意义；(2)必须明确各种“”、“”的含义；(3)必须明确斜率的含义；(4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系2电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法三、电磁感应中的动力学和能量问题解决电磁感应综合问题的策略是“先电后力”即1先作“源”的分析分析电路中由电磁
7、感应所产生的电源，求出电源参数E和r.2再进行“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然后是“力”的分析分析研究对象(通常是金属杆、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力4接着进行“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5最后是“能量”的分析寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系例3(多选)如图5所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B.将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导
8、轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g.下列选项正确的是()图5AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度达到时加速度大小为sin D在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功变式3如图6所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角(090)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的
9、速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中()图6A运动的平均速度大小为vB下滑的位移大小为C产生的焦耳热为qBLvD受到的最大安培力大小为sin 规律总结电磁感应综合问题的规范求解电磁感应综合问题往往涉及法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、动力学问题、能量问题等，综合性较强，解答时可以从以下三方面进行突破：1明确电学对象2建立动力学模型3明确功能关系确定有哪些形式的能量发生了转化例如：有摩擦力做功必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电能题组1电磁感应中的电路问题1. (2016全国卷20)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图7所示铜圆
10、盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()图7A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍2.如图8所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间
11、的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一端时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()图8A2.5 m/s，1 W B5 m/s，1 WC7.5 m/s，9 W D15 m/s，9 W3.如图9所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻
12、)()图9A通过电阻R的电流方向为PRMBa、b两点间的电压为BLvCa端电势比b端电势高D外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热4如图10甲所示，面积为0.1 m2的10匝线圈EFG处在某磁场中，t0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R4 ，电容器电容C10 F，线圈EFG的电阻为1 ，其余部分电阻不计则当开关S闭合，电路稳定后，在t10.1 s至t20.2 s这段时间内()图10A电容器所带的电荷量为8105 CB通过R的电流是2.5 A，方向从b到aC通过R的电流是2 A，方向从b到aDR消耗的电功率是0.16 W题组2电磁感应中的图象问题5一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向里的磁场中，如图11甲所示，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示以i表示线圈中的感应电流，以图甲线圈上箭头所示方向的电流为正，则以下的it图中正确的是()
