2018山東科技版物理高考第一輪復(fù)習(xí)——電磁感應(yīng)（學(xué)案）

1、.年 級(jí)高三學(xué) 科物理版 本魯教版內(nèi)容標(biāo)題高三第一輪復(fù)習(xí)：電磁感應(yīng)【本講教育信息】一、教學(xué)內(nèi)容：電磁感應(yīng)本章的知識(shí)點(diǎn)：一本章要點(diǎn)及高考展望1、本章以電場和磁場等知識(shí)為根底，重點(diǎn)討論了楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律。2、楞次定律不僅含義深化，且可結(jié)合的知識(shí)點(diǎn)多，在高考中以選擇為主，但有一定的難度。3、法拉第電磁感應(yīng)定律常綜合幾乎所有的力學(xué)知識(shí)及大部分電學(xué)知識(shí)，多為中檔以上的題目，區(qū)分度較大，分值也較多。4、本章的學(xué)習(xí)要處理好根底知識(shí)和綜合才能的關(guān)系，要重視對(duì)物理過程、物理現(xiàn)象的分析，要建立正確的物理情景，深化理解根本知識(shí)、根本規(guī)律的內(nèi)涵、外延，在掌握一般解題方法的根底上，掌握綜合性問題的分析思路和

2、方法，形成較完好的解題策略。二知識(shí)構(gòu)造重點(diǎn)和難點(diǎn)分析：一、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件、楞次定律1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。它有兩種情況：切割2、右手定那么適用于判斷閉合電路中一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流的方向。3、楞次定律的本質(zhì)是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的表達(dá)，其應(yīng)用步驟：明確閉合電路中的原磁場方向；分析穿過閉合電路的磁通量的變化；根據(jù)楞次定律斷定感應(yīng)電流的磁場方向；利用安培定那么，斷定感應(yīng)電流的方向。二、法拉第電磁感應(yīng)定律1、公式感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與電路的電阻及電路是否閉合等無關(guān)；一般而言，公式求的是t內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；在電磁感應(yīng)中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體可等效成

3、一個(gè)電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和導(dǎo)體電源內(nèi)的電流方向一致。2、公式假設(shè)B、l、v三者互相垂直，；假設(shè)直導(dǎo)線與B、v不垂直，那么應(yīng)取B、l、v互相垂直的分量；假設(shè)導(dǎo)體是彎曲的，那么l應(yīng)取與B、v垂直的有效長度；假設(shè)v是瞬時(shí)速度，那么E為瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)；假設(shè)v為平均速度，那么E為平均電動(dòng)勢(shì)。3、公式為導(dǎo)體棒繞其一端轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。三、自感由于線圈自身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。本章的疑難點(diǎn)辨析：1、左手定那么與右手定那么的區(qū)別左手定那么右手定那么適用條件通電導(dǎo)線在磁場中的受力方向因電而動(dòng)閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流因動(dòng)生電斷定方法略略能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系電能機(jī)械能

4、電動(dòng)機(jī)機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)2、磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別磁通量磁通量的變化量磁通量的變化率物理意義某時(shí)刻穿過某個(gè)面的磁感線的條數(shù)某一段時(shí)間內(nèi)穿過某個(gè)面的磁通量的變化穿過某個(gè)面的磁通量變化的快慢大小是與B垂直的面的面積或附注線圈平面與磁感線平行時(shí)，0，但最大線圈平面與磁感線垂直時(shí)，最大，但0要嚴(yán)格區(qū)分、的含義，的大小與、無關(guān)。3、對(duì)楞次定律中“阻礙的理解 “阻礙是指感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化，與引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量原來的大小沒有關(guān)系；“阻礙不是“阻止，“阻礙變化是使變化進(jìn)展得緩慢些，但并沒有被終止；“阻礙不等于“反向，實(shí)際上是增“反減“同。例：如

5、下圖，光滑固定導(dǎo)軌M、N程度放置，兩根導(dǎo)棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，P、Q將如何運(yùn)動(dòng)？磁鐵的加速度怎樣變化？解析：P、Q將互相靠攏；磁鐵加速度減小。4、分清感應(yīng)電流和感應(yīng)電量當(dāng)閉合電路在時(shí)間發(fā)生磁通量變化時(shí)，通過電路的感應(yīng)電量為例：如下圖，空間存在垂直于紙面的均勻磁場，在半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)、外，磁場方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B。一半徑為b、電阻為R的圓形導(dǎo)線放置在紙面內(nèi)，其圓心與圓形區(qū)域的中心重合，在內(nèi)、外磁場同時(shí)由B均勻地減小到零的過程中，通過導(dǎo)線截面的電量q_。解析：或存在兩種答案的原因是合磁通可能垂直紙面向外，也可能垂直紙面向里。5、

6、兩種自感現(xiàn)象的比較【典型例題】一電磁感應(yīng)現(xiàn)象例3、2019上海如下圖，在一固定圓柱形磁鐵的N極附近置一平面線圈abcd，磁鐵軸線與線圈程度中心線xx軸重合，以下說法中正確的選項(xiàng)是C、DA、當(dāng)線圈剛沿xx軸向右平移時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，方向?yàn)閍dcbaB、當(dāng)線圈剛繞軸xx轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ad向外，bc向里，線圈中有感應(yīng)電流，方向?yàn)閍bcdaC、當(dāng)線圈剛沿垂直紙面方向向外平移時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，方向?yàn)閍dcbaD、當(dāng)線圈剛繞yy軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)ab向里，cd向外，線圈中有感應(yīng)電流，方向?yàn)閍dcba解析：此題考察磁鐵的磁場、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和楞次定律等知識(shí)點(diǎn)。例4、如下圖，在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈

7、M相連接要使小線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，那么放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是兩線圈共面A、向右勻速運(yùn)動(dòng)B、向左加速運(yùn)動(dòng)C、向右加速運(yùn)動(dòng)D、向右減速運(yùn)動(dòng)解析：B、D此題宜采用逆向思維分析法進(jìn)展解答，就是從結(jié)果出發(fā)找原因。二右手定那么的應(yīng)用：例5、如下圖為地磁場磁感線的示意圖，在北半球地磁場的豎直分量向下。飛機(jī)在我國上空勻速巡航，機(jī)翼保持程度，飛行高度不變，由于地磁場的作用，金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差。設(shè)飛行員左方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為U1，右方機(jī)翼末端處電勢(shì)為U2，那么A、假設(shè)飛機(jī)從西往東飛，U1比U2高B、假設(shè)飛機(jī)從東往西飛，U2比U1高C、假設(shè)飛機(jī)從南往北飛，U1比U2高D、假設(shè)飛機(jī)從北往南飛

8、，U2比U1高解析：A、C三和的應(yīng)用例6、如下圖的勻強(qiáng)磁場中，有兩根相距0.2m固定的金屬滑軌MN和PQ?；壣戏胖弥鴄b、cd兩根平行的可動(dòng)金屬細(xì)棒，在兩棒中點(diǎn)O、O之間拴一根0.4m長的絲繩，繩長保持不變。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B以1T/s的變化率均勻減小，abcd回路的電阻為0.5。求當(dāng)B減小到10T時(shí)，兩可動(dòng)棒所受磁場作用力為多大？B與abcd回路所在平面垂直解析：0.32N例7、2019上海半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.2T，磁場方向垂直紙面向里。半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a0.4m，b0.6m。金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R0

9、2。一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)。其棒以v05m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng)，求棒滑過圓環(huán)直徑OO的瞬時(shí)如下圖MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過燈L1的電流。撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O以O(shè)O為軸向上翻轉(zhuǎn)90º，假設(shè)此時(shí)磁場隨時(shí)間均勻變化，其變化率為T/s，求L1的功率。解析：0.4A；1.28×102W四電磁感應(yīng)和電路規(guī)律的綜合應(yīng)用在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源。將它們接上電阻等用電器，便可對(duì)用電器供電，在電路中形成電流。因此電磁感應(yīng)問題往往跟電路問題聯(lián)絡(luò)在一起，這類問題通常需要綜合

10、應(yīng)用閉合電路歐姆定律。例8、2019上海如下圖，長為l、電阻r0.3、m0.1kg的金屬棒CD垂直跨擱在位于程度面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是l，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌左端接有R0.5的電阻，量程為03.0A的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為01.0V的電壓表接在電阻R的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場向下穿過平面?，F(xiàn)以向右恒定外力F使金屬棒右移。當(dāng)金屬棒以v2m/s的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏。問：此滿偏的電表是哪個(gè)表？說明理由。拉動(dòng)金屬棒的外力F多大？解析：電壓表；1.6N五電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)中產(chǎn)

11、生的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一起，解決這類問題除了要應(yīng)用到電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律。例9、2019上海如下圖，有兩根和程度方向成角的光滑平行的金屬軌道，上端接有可變電阻R，下端足夠長，空間有垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下，經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，金屬桿的速度會(huì)趨近于一個(gè)最大速度vm，那么B、CA、假如B增大，vm將變大B、假如變大，vm將變大C、假如R變大，vm將變大D、假如m變小，vm將變大解析：金屬桿向下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過程可表示為例10、無限長的平行金屬軌道M、N，相距l(xiāng)0.5m

12、，且程度放置；金屬棒b和c可在軌道上無摩擦地滑動(dòng)，兩金屬棒的質(zhì)量均為0.1kg，電阻均為1，軌道的電阻不計(jì)。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與軌道平面垂直，如下圖。假設(shè)使b棒以初速度v010m/s開場向左運(yùn)動(dòng)，求： c棒的最大加速度；c棒的最大速度c棒中產(chǎn)生的焦耳熱。解析：12.5m/s2；5m/s；1.25J六電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化例11、2019全國如下圖，虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，ab2bc，磁場方向垂直于紙面；實(shí)線框abcd是一正方形導(dǎo)線框，ab邊與ab邊平行。假設(shè)將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場區(qū)域，以W1表示沿平行于ab的方向拉出過程中外力所做的功，W2表示以同樣

13、速率沿平行于bc的方向拉出過程中外力所做的功，那么BA、W1W2B、W22W1C、W12W2D、W24W1例12、如下圖，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的長L為lm，質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN，其電阻R為1，導(dǎo)體棒架在處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T豎直放置的框架上，當(dāng)導(dǎo)體棒上升h為4m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度。在電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒時(shí)，電路中電壓表和電流表的讀數(shù)分別穩(wěn)定在10V和1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為1，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g取l0m/s2。求：棒能到達(dá)的穩(wěn)定速度；假設(shè)棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度共用1s的時(shí)間，那么此過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？解析：4.5m/s；4J例13、如下圖，位于同一程度面內(nèi)的兩根平行導(dǎo)軌間

14、距為l，左端連接一個(gè)耐壓足夠大的電容器，電容為C。導(dǎo)體桿cd與導(dǎo)軌接觸良好，在平行導(dǎo)軌平面的程度力作用下從靜止開場勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為a。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面豎直向下，導(dǎo)軌足夠長，不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體桿、導(dǎo)線的電阻，忽略摩擦。求從導(dǎo)體桿開場運(yùn)動(dòng)經(jīng)過時(shí)間t電容器獲得的能量E？解析：七自感現(xiàn)象、電磁感應(yīng)中的圖象問題例14、如下圖，自感線圈電阻很小可忽略不及，自感系數(shù)很大，A、B、C是三只完全一樣的燈泡，那么S閉合后，以下說法正確的選項(xiàng)是BCDA、閉合瞬間，三個(gè)燈都亮B、S閉合瞬間，A燈最亮，B和C燈的亮度一樣C、S閉合后，過一會(huì)兒，A燈逐漸變暗，最后完全熄滅D、S閉合后過一會(huì)兒，B、C燈逐漸變亮，最后亮度一樣例15、2019全國如圖a所示，一寬40cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里。一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v20cm/s通過磁場區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進(jìn)入磁