《高考物理二轮专题突破 专题七 电磁感应和电路（1）电磁感应问题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮专题突破 专题七 电磁感应和电路（1）电磁感应问题课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2017届高考二轮,专题七 电磁感应和电路 第1讲：电磁感应问题,学习目标,1、掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 2、学会利用图象解决电磁感应问题 3、学会解决电磁感应中的电路问题 4、学会综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题,知识梳理,1.楞次定律中“阻碍”的表现 (1)阻碍磁通量的变化(增反减同). (2)阻碍物体间的_(来拒去留). (3)阻碍_的变化(自感现象). 2.感应电动势的计算,原电流,相对运动,平均,知识梳理,(2)导体棒垂直切割磁感线：EBlv，主要用于求电动势的_值. (3)如图所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面 内做匀速圆周运动而切割磁感线，产
2、生的电动势E .,瞬时,3.感应电荷量的计算 回路中发生磁通量变化时，在t时间内迁移的电荷量,阻R和_的变化量决定，与发生磁通量变化的时间t无关.,磁通量,知识梳理,4.电磁感应电路中产生的焦耳热 当电路中电流恒定时，可用_计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或_计算.,焦耳定律,能量守恒定律,知识梳理,规律方法,解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即： 先作“源”的分析分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E 和r； 接着进行“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，以便求解安培力； 然后是“力”的分析分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的
3、受力情况，尤其注意其所受的安培力； 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； 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.,难点突破,高考题型1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用,【例1】(多选) (2016 全国甲卷 20)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示.铜圆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( ) A.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.
4、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,难点突破,【解析】将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，流过电阻的电流方向从a到b，B对；,【答案】AB,难点突破,1、(多选)如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r的闭合回路，Rr，导线单位长度的电阻为A，导线截面半径远小于R和r.圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按Bkt(k0，为常数)的规律变化的磁场，下列说法正确
5、的是( ),高考预测,难点突破,【解析】根据穿过整个回路的磁通量增大，依据楞次定律，及Rr，则大圆环中电流的方向为逆时针，小圆环中电流的方向为顺时针，故A错误，B正确；,【答案】BD,难点突破,高考题型2 电磁感应图象问题,对于电磁感应图象问题的分析要注意以下三个方面： 1.注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向如何. 2.注意看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应. 3.注意观察图象的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应.,难点突破,【例2】如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为R，边长
6、为L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中Pt图象为抛物线，则上述物理量随时间变化的关系正确的是( ),典例精析,难点突破,【答案】C,难点突破,高考预测,2、(多选)如图甲所示，在水平面上固定宽d1 m的金属“U”型导轨，右端接一定值电阻R0.5 ，其余电阻不计.在“U”型导轨右侧a0.5 m的范围存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示.在t0时刻，质量m0.1 kg的导
7、体棒以v01 m/s的初速度从距导轨右端b2 m开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数0.1，不计地球磁场的影响，g10 m/s2.用E、I、P、Q分别表示4 s内回路中的电动势大小、电流大小、电功率及电热，则下列图象正确的是( ),难点突破,难点突破,【解析】 因为在进入磁场前回路中没有电流产生，并且02 s内磁感应强度不变化，回路的磁通量不变化，没有感应电动势产生，故不会从t0时刻就产生电热，D错误；,【答案】 AB,难点突破,高考题型3 电磁感应电路问题,解答电磁感应中电路问题的三个步骤 1.确定电源：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感应电流的
8、方向.如果在一个电路中切割磁感线的部分有多个并相互联系，可等效成电源的串、并联. 2.分析电路结构：分析内、外电路，以及外电路的串、并联关系，画出等效电路图. 3.利用电路规律求解：应用闭合电路欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解.,难点突破,典例精析,【例3】均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图7所示.线框由静止开始自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时， (1)求线框中产生的感应电动势大小；,【解析】 cd边刚进入磁场时，线框
9、速度为v 线框中产生的感应电动势：EBLvBL,【答案】,难点突破,(2)求cd 两点间的电势差大小；,【解析】此时线框中电流： cd切割磁感线相当于电源，cd两点间的电势差即路端电压：,【答案】,难点突破,(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件.,难点突破,3、如图所示，平行极板与单匝圆线圈相连，极板距离为d，圆半径为r，单匝线圈的电阻为R1，外接电阻为R2，其他部分的电阻忽略不计.在圆中有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度均匀增加，有一个带电粒子静止在极板之间，带电粒子质量为m、电量为q.则下列说法正确的是( ),高考预测,难点突破,【解析】穿过线圈的磁通量垂直纸面向
10、里增加，由楞次定律可知，平行板电容器的上极板电势高，下极板电势低，板间存在向下的电场，粒子受到竖直向下的重力而静止，因此粒子受到的电场力方向向上，电场力方向与场强方向相反，粒子带负电，故A错误；,难点突破,保持开关闭合，则极板间的电压不变，当向上移动下极板时，导致间距减小，那么电场强度增大，则电场力增大，因此粒子将向上运动，故C错误； 断开开关S，电容器既不充电，也不放电，则电场强度不变，因此电场力也不变，故粒子静止不动，故D错误.,【答案】B,难点突破,高考题型4 综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题,【例4】(2016 浙江理综 24)小明设计的电磁 健身器的简化装置如图所示，两根
11、平行金属导轨 相距l0.50 m，倾角53，导轨上端串接一个R 0.05 的电阻.在导轨间长d0.56 m的区域内， 存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度 B2.0 T.质量m4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s0.24 m.一位健身者用恒力F80 N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直.当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，,难点突破,不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求： (1)C
12、D棒进入磁场时速度v的大小；,【答案】 2.4 m/s,难点突破,【解析】 感应电动势EBlv,安培力FAIBl,(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；,【答案】 48 N,难点突破,(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.,【解析】 健身者做功WF(sd)64 J 又Fmgsin FA0 CD棒在磁场区做匀速运动,焦耳热QI2Rt26.88 J.,【答案】 64 J 26.88 J,难点突破,4、(多选)如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L(Ld)，质量为m，电阻为R，将线圈在磁场
13、上方高h处静止释放，cd边始终水平，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0.则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)，以下说法正确的是( ),高考预测,难点突破,【解析】线圈在下落过程中分别经过图中的四个位置： 1位置cd边刚进入磁场，2位置ab边进入磁场，3位置cd边 刚出磁场，4位置ab边刚出磁场，根据题意1、3位置速度 为v0；2到3位置磁通量不变，无感应电流，线圈只受重力， 做加速度为g的匀加速运动；结合1、3位置速度相同，可知 1到2减速，2到3匀加速，3到4减速，并且1到2减速与3到4减速所受合力相同，运动情况完全相同.对线圈由1
14、到3位置用动能定理：mgdWEk0，W为克服安培力所做的功，根据能量守恒定律，这部分能量转化为电能(电流所做的功)，所以线圈由1到3位置电流做功为mgd；线圈由1到3位置过程中只有线圈由1到2位置有电流，所以线圈,难点突破,由1到3位置电流做功为mgd；线圈由1到3位置过程中只有线圈由1到2位置有电流，所以线圈由1到2位置有电流做功为mgd，线圈由3到4位置与线圈由1到2位置完全相同，所以线圈由3到4位置有电流做功也为mgd.综上所述，从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止，即1到4位置电流做功为2mgd.A错误，B正确. 线圈速度最小时并未受力平衡，不满足mg ，所以C错误.,【答案】
15、 BD,拓展练习,1、(多选)如图所示，在0xL和2Lx3L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有一定电阻的正方形线框abcd边长为2L，位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速直线运动，则线框中的感应电流i(取逆时针方向的电流为正)、bc两端电势差Ubc随时间t的函数图象大致是下图中的( ),拓展练习,拓展练习,拓展练习,bc两端电势差UbcIR，bc为外电路，故电势差变化和电流变化相同，C正确，D错误.,【答案】 AC,本课小结,本节重点,1、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 2、利用图象解决电磁感应问题 3、电磁感应中的电路问题 4、综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题,作业布置,1.完成课时作业(电磁感应和电路(1),
