《创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 9.3电磁感应定律的综合应用（一）（33页Word）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 9.3电磁感应定律的综合应用（一）（33页Word）（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 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电阻，其余部分是 外电路。2电源电动势和路端电压(1)电动势：En 或 E。t(2)路端电压：UE对电磁感应电源的理解(1)电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极。(2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为 E大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。(3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体( 或线
2、圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势。(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零)2解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)确定电源及正负极，并利用 EBl v 或 En 求出电源电动势。当电路中有两棒它们求和(同向时) 或求差(反向时)；(2)分析电路结构，画等效电路图；(3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律求电流、电压、电功率、焦耳热、感应电荷量等。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2013汕头模拟)用均匀导线做成的正方形线圈边长为 l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图 931 所示，当磁场以 的变化率增强时，则()31A线圈
3、中感应电流方向为 圈中产生的电动势 E 圈中 a 点电势高于 b 点电势D线圈中 a、b 两点间的电势差为 磁场增强时，由楞次定律可判定感应电流的方向为 A 项正确；由法拉第电磁感应定律的 E ，B 项正确；由于内电路上电流由负极到正极， a，故 C 项错误；线圈中 a、b 两点的电势差为电动势的一半，即 ，故 D 项错12磁感应的图象问题电磁感应中的图象问题图象类型(1)磁感应强度 B、磁通量 、感应电动势 E 和感应电流 I 随时间 t 变化的图象，即 Bt 图象、 t 图象、Et 图象和 It 图象(2)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
4、随导体位移 x 变化的图象，即 Ex 图象和 Ix 图象问题类型(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，求解相应的物理量应用知识 左手定则、安培定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、牛顿运动定律、相关数学知识等(1)电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势( 或电流) 大小是否恒定。用楞次定律判断出感应电动势 (或电流)的方向，从而确定其正负、以及在坐标中的范围。(2)要正确解决图象问题，必须能根据图象的意义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过
5、程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断。(3)解决图象问题的基本步骤：明确图象的种类，即是 Bt 图象还是 t 图象，或者 Et 图象、i t 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 Ex 图象和 ix 图象。分析电磁感应的具体过程。用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。根据函数关系式进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。判断图象(或描绘图象、变换图象或应用图象分析解决问题) 。2(2012北京四中模拟)一矩形线圈位于一随时间 t 变化的磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面
6、)向里，如图 932 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，以图甲中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()图 932光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 33解析：选 A由题干图乙可知，在 01 s 的时间内，磁感应强度均匀增大，由楞次定律判断出感应电流的方向为逆时针方向，和题干图甲中所示电流相反，所以为负值，B 选项和 C 选项都错误；根据法拉第电磁感应定律，其大小 E ，I 为一定t BR B值，在 23 s 和 45 s 时间内，磁感应强度不变，磁通量不变化，无感应电流生成，D 选项错，所以 A 选项正确。电磁感应
7、中的电路问题命题分析 本考点是高考热点，主要考查法拉第电磁感应定律及电路的分析与运算，以选择或计算题呈现。例 1(2012浙江高考)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置。如图 934 所示，自行车后轮由半径 0 2 m 的金属内圈、半径m 的金属外圈和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间等间隔地接有 4 根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为 R 的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度 BT、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为 半径为 角 。后轮以角速度 2 s 相对于转轴转动。若不计其他电阻，忽略磁场的边缘效应。6光世昌老师高中物理精品资源免费下
8、载地址 34(1)当金属条 入“扇形”磁场时，求感应电动势 E，并指出 的电流方向；(2)当金属条 入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；(3)从金属条 入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差 t 变化的 t 图象；(4)若选择的是“、”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度 B、后轮外圈半径 速度 和张角 等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)后轮有内外圈 金属条切割磁感线产生的电动势为 EB(r 2r 1)v(2)扇形磁场张角6 车轮转动过程只有一根金属条切
9、割磁感线(3)4 根金属条等间隔感应电流出现的时刻等间隔，且持续时间相等第二步：找解题突破口先由转动切割求得电动势，画出等效电路图进而由欧姆定律求出电势差 三步：条理作答解析(1)金属条 磁场中切割磁感线时EB( r2r 1) v 式并代入数值得E B(r r )0 2 V 12 2 21根据右手定则(或楞次定律)，可得感应电流方向为 ba。 (2)通过分析，可得电路图为(3)设电路中的总电阻为 R 总 ，根据电路图可知，R 总 R R R 13 43端电势差 R E0 2 V 4设 开磁场区域的时刻为 一根金属条进入磁场区域的时刻为 t2， s 112 s 2 14设轮子转一圈的时间为 T，
10、T 1 s 2由 T1 s，金属条有四次进出，后三次与第一次相同。 由、可画出如下 t 图象。光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (4)“闪烁”装置不能正常工作。( 金属条的感应电动势只有 02 V)，远小于小灯泡的额定电压，因此无法工作。B 增大，E 增大，但有限度；大，E 增大，但有限度； 增大，E 增大，但有限度； 增大，E 不变。答案见解析 解决电磁感应的电路问题先用 En 或 E出电动势，并由右手定则或楞次出等效电路图，再应用欧姆定律及串并联特点列方程求解。变式训练35 所示，匀强磁场 B，金属棒 0.4 m，与框架宽度相同，电阻为 ，框架电阻不计，电阻 ，R 21 ，当金属棒以
11、 5 m/s 的速度匀速向左运动13时，求：图 935(1)流过金属棒的感应电流多大？(2)若图中电容器 C 为 F，则所充电荷量多少？解析：(1)由 EBL v 得 E V R 212 1 23光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 Ar 13(2)路端电压 U V U 2 06 C410 8 1) (2)410 8 题分析 本考点为高考热点，主要考查识图作图能力及分析判断能力，以选择题呈现。例 2(2012福建高考)如图 936，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合。若取磁铁中心 O 为坐标原点，建立竖直向下为正方向的
12、 x 轴，则图 937 中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图象是( )图 936图 937解析闭合铜环由高处静止下落，首先是向上穿过铜环的磁通量增大，根据楞次定律知铜环中产生顺时针方向的感应电流(从上向下看) ；从 N 极到 O 点的过程中，穿过铜环的合磁通量向上且增大，则感应电流仍为顺时针方向；从 O 点到 S 极的过程中，穿过铜环光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，则感应电流为逆时针方向；离开 S 极后，向上穿过铜环的磁通量减小，感应电流仍为逆时针方向；因铜环速度越来越大，所以逆时针方向感应电流的最大值比顺时针方向感应电流的最大值大，故选项 B 正确。答案B 已知电磁感应过程，选出 i t 图象，先由楞次定律或右手定则判定整个过程感应电流是否改变方向，再由 En 或 EBl v 分析感应电动势的大小是否变化及如何变化，进变式训练38，通有恒定电流 I 的长直导线位于 xa 处，距该导线为 r 的某点磁感应强度大小 B 。一宽度为 a 的矩形导体框从 x0 处匀速滑过 3a 距离的过程中，
