(課標版5年高考3年模擬A版)2020年物理總復(fù)習專題十一電磁感應(yīng)課件

專題十一電磁感應(yīng)高考物理（課標專用）專題十一電磁感應(yīng)高考物理（課標專用）考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律考點清單考向基礎(chǔ)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象當穿過閉合電路的磁通量①發(fā)生變化

時,電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件條件穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化特例閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做②切割磁感線

的運動電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生③感應(yīng)電動勢

,如果電路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流;如果電路不閉

合,則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而不產(chǎn)生感應(yīng)電流能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律考點清單考向基礎(chǔ)電磁感當穿過閉2

內(nèi)容適用范圍楞次定律感應(yīng)電流的磁場總要④阻礙

引起感應(yīng)電

流的磁通量的變化一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象右手定則伸開右手,使大拇指與其余四指垂直且在同一

平面內(nèi),讓磁感線穿過掌心,大拇指指向⑤

導(dǎo)體運動

方向,其余四指指向就是感應(yīng)電流的方向?qū)w切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流二、感應(yīng)電流方向的判定內(nèi)容適用范圍楞次定律感應(yīng)電流的磁場總要④阻礙

引起3(課標版5年高考3年模擬A版)2020年物理總復(fù)習專題十一電磁感應(yīng)課件4

磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率

物理意義某時刻穿過某個面的磁感線的條

數(shù)某一段時間內(nèi)穿過某個面的磁通

量的變化量穿過某個面的磁通量變化的快慢大小Φ=B·S,S是與B垂直的面的面積ΔΦ=Φ2-Φ1ΔΦ=B·ΔSΔΦ=S·ΔB

=B·

=S·

注意穿過某個面有方向相反的磁場,

則不能直接用Φ=B·S求解,應(yīng)考慮

相反方向的磁通量抵消后所剩余

的磁通量開始時和轉(zhuǎn)過180°時平面都與磁

場垂直,穿過平面的磁通量是一

正一負,ΔΦ=-2BS而不是0既不表示磁通量的大小,也不表

示磁通量變化的多少,實際它就

是單匝線圈上產(chǎn)生的電動勢附注線圈平面與磁感線平行時,Φ=0,但

最大;線圈平面與磁感線垂直時,Φ最大,但

=0;Φ、ΔΦ、

都與

線圈匝數(shù)無關(guān)三、磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率?物理某時刻穿過某5考向突破考向一

電磁感應(yīng)現(xiàn)象常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

判斷能否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,關(guān)鍵是看回路的磁通量是否發(fā)生了變化。

考向突破考向一

電磁感應(yīng)現(xiàn)象6磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1主要有下列四種形式:(1)S、θ不變,B改變,則ΔΦ=ΔB·Ssinθ(θ為B與S的夾角)。(2)B、θ不變,S改變,則ΔΦ=B·ΔSsinθ。(3)B、S不變,θ改變,則ΔΦ=B·S(sinθ2-sinθ1)。(4)B、S、θ中的兩個或三個量同時變化引起的磁通量變化。磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1主要有下列四種形式:7例1

(2017課標Ⅰ,18,6分)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面

原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動,在圓底盤

周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微

小振動,如圖所示。無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;

出現(xiàn)擾動后,對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是(

)例1

(2017課標Ⅰ,18,6分)掃描隧道顯微鏡(S8解析由于要求有效衰減紫銅薄板的上下及左右的微小振動,則在紫銅

薄板發(fā)生微小的上下或左右振動時,通過紫銅薄板橫截面的磁通量應(yīng)均

能發(fā)生變化,由圖可以看出,只有A圖方案中才能使兩方向上的微小振動

得到有效衰減。答案

A解析由于要求有效衰減紫銅薄板的上下及左右的微小振動,則在紫9考向二

楞次定律及其應(yīng)用1.楞次定律中“阻礙”的含義2.楞次定律的推廣含義楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起

感應(yīng)電流的原因,列表說明如下:誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁場本身如何阻礙當磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反;當磁通量

減小時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同,即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化快慢,這種變化將繼續(xù)進

行,最終結(jié)果不受影響考向二

楞次定律及其應(yīng)用2.楞次定律的推廣含義誰阻礙誰10內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”

磁鐵靠近線圈,B感與B原反向阻礙相對運動——“來拒去留”

磁鐵靠近,是斥力

磁鐵遠離,是引力使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”

P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,a、b靠近阻礙原電流的變化——“增反減同”合上S,B先亮內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”?磁鐵靠近線圈,11例2

(2017課標Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中

有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)

軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線

框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于

感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是

()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向例2

(2017課標Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于12解析金屬桿PQ向右運動,穿過PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,

PQRS中產(chǎn)生逆時針方向的電流。這時因為PQRS中感應(yīng)電流的作用,依

據(jù)楞次定律可知,T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。故只有D項正確。答案

D易錯點撥

對楞次定律的深度理解線框與導(dǎo)軌共面且與磁場垂直。當金屬桿PQ向右運動時,PQRS中向里

的磁通量增加,從而產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流。T中原有向里的磁通

量不變,而增加了因PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的向外的磁通量,導(dǎo)致T中合

磁通量減小,從而產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。解析金屬桿PQ向右運動,穿過PQRS的磁通量增加,由楞次定13考點二法拉第電磁感應(yīng)定律考向基礎(chǔ)一、法拉第電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與穿過這一電路

的磁通量的變化率成正比,即E=①

n

,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有兩種,

一種是感生電動勢,另一種是動生電動勢?？键c二法拉第電磁感應(yīng)定律考向基礎(chǔ)142.感生電動勢與動生電動勢的比較

感生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原因磁場的變化導(dǎo)體做切割磁感線運動移動電荷的非靜電力感生電場對自由電荷的電場力導(dǎo)體中自由電荷所受洛倫茲力沿導(dǎo)體方向的

分力回路中相當于電源的部分處于變化磁場中的線圈部分做切割磁感線運動的導(dǎo)體方向判斷方法由楞次定律判斷通常由右手定則判斷,也可由楞次定律判斷大小計算方法由E=n

計算通常由E=Blvsinθ計算,也可由E=n

計算2.感生電動勢與動生電動勢的比較感生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原15二、互感和自感1.互感兩個相互靠近的線圈中,有一個線圈中的電流變化時,它所產(chǎn)生的變化

的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這種現(xiàn)象叫做互感,這種電

動勢叫做互感電動勢。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。2.自感(1)自感:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自

感。(2)自感電動勢:由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。自感

電動勢總是阻礙導(dǎo)體自身電流的變化,與電流變化的快慢有關(guān),大小正二、互感和自感16比于電流的變化率,表示為E=②

L

。(3)自感系數(shù):E=L

中的比例系數(shù)L叫做自感系數(shù),簡稱自感或電感。線圈的長度越長,線圈的橫截面積越大,單位長度上匝數(shù)越多,線圈的自感

系數(shù)越大,線圈有鐵芯比無鐵芯時自感系數(shù)③大得多

。三、渦流線圈中的電流變化時,在附近導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流在導(dǎo)體內(nèi)

形成閉合回路,很像水的漩渦,因此把它叫做渦電流,簡稱渦流。在冶煉

爐、電動機、變壓器、探雷器等實際應(yīng)用中都存在著渦流,它是整塊導(dǎo)

體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵守電磁感應(yīng)定律。比于電流的變化率,表示為E=②

L?

。17考向突破考向一

磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢1.法拉第電磁感應(yīng)定律表達式:E=n

說明

①式中的n為線圈的匝數(shù),ΔΦ是線圈磁通量的變化量,Δt是磁通

量變化所用的時間。

叫做磁通量的變化率。②ΔΦ的單位是韋伯,Δt的單位是秒,E的單位是伏特。③E=n

在中學階段一般只用來計算平均感應(yīng)電動勢,如果

是恒定的,那么E是穩(wěn)恒的?？枷蛲黄瓶枷蛞?/p>

磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明

①18例1

(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、

b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩

圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮

兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是

()A.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向B.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向C.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向D.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向解析由題意可知

=k,導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=

=

·S=

·πr2,因ra∶rb=2∶1,故Ea∶Eb=4∶1;由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向,選項B正確。答案

B例1

(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁192.通電自感和斷電自感的比較

通電自感斷電自感電路圖

器材要求A1、A2同規(guī)格,R=RL,L較大L很大(有鐵芯),RL?RA現(xiàn)象在S閉合的瞬間,A2燈立即亮起來,A1燈逐漸變

亮,最終一樣亮在開關(guān)S斷開時,燈A突然閃亮一下后再漸漸

熄滅原因由于開關(guān)閉合時,流過電感線圈的電流迅速增

大,使線圈產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的增

大,使流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加

得慢斷開開關(guān)S時,流過線圈L的電流減小,產(chǎn)生自

感電動勢,阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)存

在一段時間;在S斷開后,通過L的電流反向通

過燈A,且由于RL?RA,使得流過A燈的電流在

開關(guān)斷開的瞬間突然增大,從而使A燈的功率

突然變大,即閃亮一下能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能2.通電自感和斷電自感的比較通電自感斷電自感電??器材A120例2如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以

忽略,下列說法中正確的是

()

A.合上開關(guān)S接通電路時,A2先亮,A1后亮,最后一樣亮B.合上開關(guān)S接通電路時,A1和A2始終一樣亮C.斷開開關(guān)S切斷電路時,A2立刻熄滅,A1過一會兒才熄滅D.斷開開關(guān)S切斷電路時,A1和A2都要過一會兒才熄滅例2如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的21解析自感線圈具有阻礙電流變化的作用,當電流增大時,它阻礙電流

增大;當電流減小時,它阻礙電流減小,但阻礙并不能阻止。閉合開關(guān)時,

L中電流從無到有,L將阻礙這一變化,使L中電流不能迅速增大,而無線

圈的A2支路,電流能夠瞬時達到較大值,故A1后亮,A2先亮,最后通過兩燈

電流相等,一樣亮;斷開開關(guān)時,L中產(chǎn)生自感現(xiàn)象,使A1、A2都要過一會

兒才熄滅。故A、D正確。答案

AD解析自感線圈具有阻礙電流變化的作用,當電流增大時,它阻礙電22考向二

導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的分析與計算(1)公式:E=BLv。(2)關(guān)于求解導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢公式的兩點說明:①公式中的B、L、v要求兩兩互相垂直。當L⊥B,L⊥v,而v與B成θ夾

角時,導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢大小為E=BLvsinθ。②若導(dǎo)體不是直的,則E=BLvsinθ中的L為切割磁感線的導(dǎo)體的有效長

度。如圖中,導(dǎo)體的有效長度為a、b間的距離。考向二

導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢23

(3)有關(guān)計算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小的兩個特例:①長為L的導(dǎo)體棒在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,

導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:a.以中點為軸時,E=0(不同兩段的代數(shù)和);b.以端點為軸時,E=

BωL2(平均速度取中點位置時的線速度

ωL);c.以任意點為軸時,E=

Bω(

-

)(不同兩段的代數(shù)和)。

24②面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中以角速度ω繞線圈平面內(nèi)垂直于

磁場的任意軸勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:a.線圈平面與磁感線垂直時,E=0;b.線圈平面與磁感線平行時,E=BSω;c.線圈平面與磁感線夾角為θ時,E=BSωcosθ。②面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中以角速度ω繞線圈平面內(nèi)垂直25例3

(2014課標Ⅱ,25,19分)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同

一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓

導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整

個裝置位于一勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向豎直向下。在內(nèi)

圓導(dǎo)軌的C點和外圓導(dǎo)軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫

出)。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)

動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因

數(shù)為μ,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小;(2)外力的功率。例3

(2014課標Ⅱ,25,19分)半徑分別為r和226解題導(dǎo)引解題導(dǎo)引27解析(1)解法一由感應(yīng)電動勢公式E=

Bω(

-

)得導(dǎo)體棒AB的感應(yīng)電動勢E=

Bω[(2r)2-r2]=

通過R的電流I=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D。解析(1)解法一由感應(yīng)電動勢公式E=?Bω(?-?)得導(dǎo)28解法二在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒掃過的面積為ΔS=

ωΔt[(2r)2-r2]

①根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的大小為E=

②根據(jù)右手定則,感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端。因此,通過電阻R的

感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端。由歐姆定律可知,通過電阻R的感

應(yīng)電流的大小I滿足I=

③聯(lián)立①②③式得I=

④解法二在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒掃過的面積為29解法三E=Br

=Br

=

Br2ωI=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D解法三E=Br?=Br?=?Br2ω30解法四取Δt=TE=

=

=

Br2ωI=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D。(2)解法一在豎直方向有mg-2N=0

⑤式中,由于質(zhì)量分布均勻,內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的正壓力大小相等,其

值為N。兩導(dǎo)軌對運行的導(dǎo)體棒的滑動摩擦力均為f=μN

⑥在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為解法四取Δt=T31l1=rωΔt

⑦和l2=2rωΔt

⑧克服摩擦力做的總功為Wf=f(l1+l2)

⑨在Δt時間內(nèi),消耗在電阻R上的功為WR=I2RΔt

⑩根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知,外力在Δt時間內(nèi)做的功為W=Wf+WR

外力的功率為P=

l1=rωΔt?⑦32由④至

式得P=

μmgωr+

解法二由能量守恒P=PR+Pf在豎直方向2N=mg,則N=

mg,得f=μN=

μmgPf=

μmgωr+

μmg·ω·2r=

μmgωrPR=I2R=

所以P=

μmgωr+

答案(1)方向:由C端到D端

(2)

μmgωr+

由④至?式得解法二由能量守恒答案(1)方向:由C端到D端33考點三電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用考向基礎(chǔ)一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.電源和電阻考點三電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用考向基礎(chǔ)342.電流方向在外電路,電流由高電勢流向低電勢;在內(nèi)電路,電流由低電勢流向高電

勢。二、電磁感應(yīng)中的圖像問題圖像類型(1)磁感應(yīng)強度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化

的圖像,即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像和I-t圖像(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)

電動勢E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移x變化的圖像,即E-x圖像和I-x圖像問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定

律、牛頓運動定律和相關(guān)數(shù)學知識等2.電流方向圖像(1)磁感應(yīng)強度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和35三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學問題1.安培力的大小

?F=③

2.安培力的方向(1)先用右手定則判斷感應(yīng)電流方向,再用左手定則判定安培力方向。(2)根據(jù)楞次定律,安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線的運動方向相

反。四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是其他形式的能和④電能

之間的轉(zhuǎn)化。三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學問題362.感應(yīng)電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)

化為電能,電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能?？枷蛲黄瓶枷蛞?/p>

電磁感應(yīng)中的電路、圖像問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分電路當做電源,作出等效電路圖,結(jié)合歐姆定

律用相關(guān)電路知識求解。2.感應(yīng)電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將其他形式37例1如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里,極板

間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動變阻器通過平行導(dǎo)軌連

接,電阻為R0的導(dǎo)體棒MN可在外力的作用下沿導(dǎo)軌從左向右做勻速直

線運動。當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置且導(dǎo)體棒MN

的速度為v0時,位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若不

計摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻,各接觸處接觸良好,重力加速度為g,則

下列判斷正確的是

()例1如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里,38A.油滴帶正電荷B.若將上極板豎直向上移動距離d,油滴將向上加速運動,加速度a=g/2C.若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?v0,油滴將向上加速運動,加速度a=gD.若保持導(dǎo)體棒的速度為v0不變,而將滑動觸頭置于a端,同時將電容器

上極板向上移動距離d/3,油滴仍將靜止解題導(dǎo)引A.油滴帶正電荷解題導(dǎo)引39解析根據(jù)右手定則可知,M端為正極,則上極板帶正電,板間場強豎直

向下,又油滴靜止,對其受力分析知受豎直向下的重力和豎直向上的電

場力,兩力大小相等,因此油滴帶負電荷,選項A錯誤;設(shè)導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)

體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E1=BLv0,則電容器兩端電壓為U1=

=

,開始油滴靜止時有:q

=mg,若將上極板豎直向上移動距離d,對油滴有:mg-

q=ma1,解得:a1=

,方向豎直向下,同理,若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?v0,可得油滴的加速度為:a2=g,方向豎直向上,選項B錯

誤、C正確;若保持導(dǎo)體棒的速度不變,而將滑動觸頭置于a端,同時將電

容器上極板向上移動距離

,則此時電容器兩端電壓為:U2=

=解析根據(jù)右手定則可知,M端為正極,則上極板帶正電,板間場強40

BLv0,油滴所受電場力為:F=

q=

=mg,因此油滴仍然靜止,選項D正確。答案

CDBLv0,油滴所受電場力為:F=?q=?=mg,因此412.q=n

的分析與應(yīng)用在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中

就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,設(shè)在時間Δt內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q,則根據(jù)

電流定義式I=

及法拉第電磁感應(yīng)定律E=

,得q=IΔt=

Δt=

Δt=

。需要說明的是:上面式中I為平均值,因而E為平均值。如果閉合電路是一個單匝線圈(n=1),則q=

。q=n

中n為線圈的匝數(shù),ΔΦ為磁通量的變化量,R總為閉合電路的總電阻。2.q=n?的分析與應(yīng)用42例2

(2018課標Ⅰ,17,6分)如圖,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓

弧,Q為半圓弧的中點,O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定

電阻、可繞O轉(zhuǎn)動的金屬桿,M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好?？?/p>

間存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B?，F(xiàn)使

OM從OQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程Ⅰ);再使

磁感應(yīng)強度的大小以一定的變化率從B增加到B‘(過程Ⅱ)。在過程Ⅰ、

Ⅱ中,流過OM的電荷量相等,則

等于

()例2

(2018課標Ⅰ,17,6分)如圖,導(dǎo)體軌道OP43A.

B.

C.

D.2解析本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及電荷量公式。由公式E=

,I=

,q=It得q=

,設(shè)半圓弧半徑為r,對于過程Ⅰ,q1=

,對于過程Ⅱ,q2=

,由q1=q2得,

=

,故B項正確。答案

B規(guī)律總結(jié)

電磁感應(yīng)中電荷量的求解方法(1)q=It。(2)q=

,其中ΔΦ的求解有三種情況:(1)只有S變化,ΔΦ=B·ΔS;(2)只有B變化,ΔΦ=ΔB·S;(3)B和S都變化,ΔΦ=Φ2-Φ1。A.?

B.?

C.?

44二、電磁感應(yīng)中的圖像問題1.圖像問題中的“三看”“三明確”對于圖像問題,應(yīng)做到“三看”、“三明確”,即(1)看軸——看清變量。(2)看線——看圖線的形狀。(3)看點——看特殊點和轉(zhuǎn)折點。(4)明確圖像斜率的物理意義。(5)明確截距的物理意義。(6)明確“+”“-”的含義。二、電磁感應(yīng)中的圖像問題(5)明確截距的物理意義。452.圖像問題的求解類型類型據(jù)電磁感應(yīng)過程選圖像據(jù)圖像分析判斷電磁感應(yīng)過程

2.圖像問題的求解類型類型據(jù)電磁感應(yīng)過程選圖像據(jù)圖像分析判斷463.解題關(guān)鍵弄清初始條件、正負方向的對應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達

式、進出磁場的轉(zhuǎn)折點等是解決此類問題的關(guān)鍵。4.解決圖像問題的一般步驟(1)明確圖像的種類,即是B-t圖還是Φ-t圖,或者E-t圖、I-t圖等。(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程。(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對應(yīng)關(guān)系。(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運動定律等知識寫出函

數(shù)關(guān)系式。(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式,進行數(shù)學分析,如分析斜率的變化、截距等。(6)畫圖像或判斷圖像。3.解題關(guān)鍵47例3邊長為a的閉合金屬正三角形輕質(zhì)框架,左邊豎直且與磁場右邊界

平行,完全處于垂直于框架平面向里的勻強磁場中,現(xiàn)把框架勻速水平

向右拉出磁場,如圖所示,則下列圖像與這一拉出過程相符合的是

(

)例3邊長為a的閉合金屬正三角形輕質(zhì)框架,左邊豎直且與磁場右48解題導(dǎo)引解題導(dǎo)引49解析設(shè)正三角形輕質(zhì)框架開始出磁場的時刻t=0,則其切割磁感線的

有效長度L=2xtan30°=

x,則感應(yīng)電動勢E電動勢=BLv=

Bvx,則C項正確,D項錯誤?？蚣軇蛩龠\動,故F外力=F安=

=

∝x2,A項錯誤。P外力功率=F外力v∝F外力∝x2,B項正確。答案

BC解析設(shè)正三角形輕質(zhì)框架開始出磁場的時刻t=0,則其切割磁感50考向二

電磁感應(yīng)中的動力學、能量問題一、電磁感應(yīng)中的動力學問題1.電磁感應(yīng)中的動力學問題通電導(dǎo)體在磁場中受到安培力作用,因此電磁感應(yīng)問題往往和力學問題

綜合在一起。解決的基本方法如下:

考向二

電磁感應(yīng)中的動力學、能量問題512.電磁感應(yīng)中的動力學臨界問題基本思路是:2.電磁感應(yīng)中的動力學臨界問題52例4如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角

為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L。M、P兩點間接有阻值為R的電

阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整

套裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下。導(dǎo)

軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬

桿接觸良好,不計它們之間的摩擦。例4如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在53(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程

中某時刻的受力示意圖;(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求ab桿中的電流及其加

速度的大小;(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值。(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿54解析(1)如圖所示,重力mg,豎直向下;支持力N,垂直斜面向上;安培力F,

沿斜面向上。

(2)當ab桿速度為v時,感應(yīng)電動勢E=BLv,此時電路中電流I=

=

。ab桿受到的安培力解析(1)如圖所示,重力mg,豎直向下;支持力N,垂直斜面55F=BIL=

,根據(jù)牛頓運動定律,有ma=mgsinθ-F=mgsinθ-

解得a=gsinθ-

。(3)當

=mgsinθ時,ab桿達到最大速度,解得vm=

。答案(1)見解析(2)

gsinθ-

(3)

F=BIL=?,答案(1)見解析56二、電磁感應(yīng)中的能量問題1.電磁感應(yīng)中的功能問題電磁感應(yīng)過程的實質(zhì)是不同形式的能量之間轉(zhuǎn)化的過程,而能量的轉(zhuǎn)化

是通過安培力做功的形式實現(xiàn)的,安培力做功的過程,是電能轉(zhuǎn)化為其

他形式能的過程,外力克服安培力做功,則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能

的過程。二、電磁感應(yīng)中的能量問題57(1)能量轉(zhuǎn)化

(2)求解焦耳熱Q的三種方法①焦耳定律:Q=I2Rt。②功能關(guān)系:Q=W克服安培力。③能量轉(zhuǎn)化:Q=ΔE其他能的減少量。3.解決此類問題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(右手定則)確定感應(yīng)電動勢的大

小和方向。(2)畫出等效電路圖,寫出回路中電阻消耗的電功率的表達式。2.能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化2.能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法58(3)分析導(dǎo)體機械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變與回

路中電功率的改變所滿足的方程,聯(lián)立求解。注意

在利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問題時,第一要準確把握

參與轉(zhuǎn)化的能量的形式和種類,第二要確定哪種能量增加,哪種能量減

少。(3)分析導(dǎo)體機械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機械功率的改變59例5如圖所示,間距為L的平行且足夠長的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成:傾

斜部分與水平部分平滑相連,傾角為θ,在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值為r

的定值電阻。質(zhì)量為m、電阻也為r的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌跨放在導(dǎo)軌

上,在傾斜導(dǎo)軌區(qū)域加一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻

強磁場;在水平導(dǎo)軌區(qū)域加另一垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強度大小也

為B的勻強磁場。閉合開關(guān)S,讓金屬桿MN從圖示位置由靜止釋放,已知

金屬桿運動到水平導(dǎo)軌前,已達到最大速度,不計導(dǎo)軌電阻且金屬桿始

終與導(dǎo)軌接觸良好,重力加速度為g。求:例5如圖所示,間距為L的平行且足夠長的光滑導(dǎo)軌由兩部分組成60(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速度vm;(2)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上運動,速度未達到最大速度vm前,當流經(jīng)定值

電阻的電流從零增大到I0的過程中,通過定值電阻的電荷量為q,求這段

時間內(nèi)在定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q;(3)金屬桿MN在水平導(dǎo)軌上滑行的最大距離xm。(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的最大速度vm;61解析(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時,其受到的合力

為零對其受力分析,可得:mg

sinθ-BIL=0根據(jù)歐姆定律可得:I=

解得:vm=

(2)設(shè)在這段時間內(nèi),金屬桿運動的位移為x由電流的定義可得:q=

Δt根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律得:

=

=

解得:x=

設(shè)電流為I0時金屬桿的速度為v0,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律,解析(1)金屬桿MN在傾斜導(dǎo)軌上滑行的速度最大時,其受到的62可得:I0=

此過程中,電路產(chǎn)生的總焦耳熱為Q總,由功能關(guān)系可得:mgxsinθ=Q總+

m

定值電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q=

Q總解得:Q=

-

(3)金屬桿在水平導(dǎo)軌上滑行的最大距離為xm由牛頓第二定律得:BIL=ma由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律可得:I=

可得:

v=m

可得:I0=?63

vΔt=mΔv,即

xm=mvm得:xm=

答案(1)vm=

(2)Q=

-

(3)xm=

?vΔt=mΔv,即?xm=mvm答案(1)vm=?64方法

電磁感應(yīng)中滑軌類問題的分析方法這類問題的實質(zhì)是不同形式的能量的轉(zhuǎn)化過程,從功和能的觀點入手,

弄清導(dǎo)體切割磁感線運動過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,處理這類問題有三種

觀點,即:①力學觀點;②能量觀點;③圖像觀點。1.單桿模型的常見情況方法技巧

v0≠0v0=0示意圖

質(zhì)量為m,電阻不計的單桿

ab,以一定初速度v0在光滑

水平軌道上滑動,兩平行

導(dǎo)軌間距為L

軌道水平光滑,單桿ab質(zhì)

量為m,電阻不計,兩平行

導(dǎo)軌間距為L

軌道水平光滑,單桿ab質(zhì)

量為m,電阻不計,兩平行

導(dǎo)軌間距為L,拉力F恒定

軌道水平光滑,單桿ab質(zhì)

量為m,電阻不計,兩平行

導(dǎo)軌間距為L,拉力F恒定方法

電磁感應(yīng)中滑軌類問題的分析方法方法技巧v0≠065力學觀點導(dǎo)體桿以速度v切割磁感

線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv,

電流I=

=

,安培力F=BIL=

,做減速運動:v

?F

?a

,當v=0時,F=0,a=0,桿保持靜止S閉合,ab桿受安培力F=

,此時a=

,桿ab速度v

?感應(yīng)電動勢BLv

?I

?安培力F=BIL

?

加速度a,當E感=E時,v最

大,且vm=

開始時a=

,桿ab速度v?感應(yīng)電動勢E=BLv

?I

?安培力F安=BIL

,由F-F安=ma知a

,當a=0時,v

最大,vm=

開始時a=

,桿ab速度v

?感應(yīng)電動勢E=BLv

,經(jīng)過Δt速度為v+Δv,此時感應(yīng)電動勢E’=BL(v+Δv),Δt時間內(nèi)流入電容器的電荷量Δq=CΔU=C(E’-E)=CBLΔv電流I=

=CBL

=CBLa安培力F安=BLI=CB2L2aF-F安=ma,a=

,所以桿以恒定的加速度勻加

速運動圖像觀點

能量觀點動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能:Q=

m

電源輸出的電能轉(zhuǎn)化為動

能:W電=

m

F做的功一部分轉(zhuǎn)化為桿

的動能,一部分產(chǎn)生電熱:WF=Q+

m

F做的功一部分轉(zhuǎn)化為動

能,一部分轉(zhuǎn)化為電場能:

WF=

mv2+EC力學觀點導(dǎo)體桿以速度v切割磁感

線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv,66例1如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬

“U”形導(dǎo)軌,在“U”形導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的

勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。在t=0時刻,質(zhì)量

為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運動,

導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電

阻均為λ=0.1Ω/m,不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影

響(取g=10m/s2)。例1如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=167(1)通過計算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況;(2)計算4s內(nèi)回路中電流的大小,并判斷電流方向;(3)計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱。(1)通過計算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況;68解析(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動,有-μmg=ma,vt=v0+at,x=v0t+

at2導(dǎo)體棒速度減為零時,vt=0。代入數(shù)據(jù)解得:t=1s,x=0.5m,導(dǎo)體棒沒有進入磁場區(qū)域。導(dǎo)體棒在1s末已停止運動,以后一直保持靜止,離左端位置仍為x=0.5m(2)前2s磁通量不變,回路電動勢和電流分別為E=0,I=0后2s回路產(chǎn)生的電動勢為E=

=ld

=0.1V回路的總長度為5m,因此回路的總電阻為解析(1)導(dǎo)體棒先在無磁場區(qū)域做勻減速運動,有69R=5λ=0.5Ω電流為I=

=0.2A根據(jù)楞次定律,在回路中的電流方向是順時針方向(3)前2s電流為零,后2s有恒定電流,焦耳熱為Q=I2Rt=0.04J答案見解析名師點撥本題綜合了牛頓運動定律、運動學公式、法拉第電磁感應(yīng)

定律和楞次定律、電能等知識,難度適中?？疾閷W生的理解分析能力和

判斷推理能力。R=5λ=0.5Ω答案見解析名師點撥本題綜合了牛頓運動702.雙桿模型的常見情況(1)初速度不為零,不受其他水平外力的作用

光滑的平行導(dǎo)軌光滑不等距導(dǎo)軌

質(zhì)量m1=m2電阻r1=r2長度L1=L2

質(zhì)量m1=m2電阻r1=r2長度L1=2L2規(guī)律

分析桿MN做變減速運動,桿PQ做變加速運動,穩(wěn)定

時,兩桿的加速度均為零,以相等的速度勻速

運動桿MN做變減速運動,桿PQ做變加速運動,穩(wěn)定

時,兩桿的加速度均為零,兩桿的速度之比為

1∶22.雙桿模型的常見情況光滑的平行導(dǎo)軌光滑不等距導(dǎo)軌???規(guī)71(2)初速度為零,一桿受到恒定水平外力的作用

光滑的平行導(dǎo)軌不光滑平行導(dǎo)軌

質(zhì)量m1=m2電阻r1=r2長度L1=L2

摩擦力Ff1=Ff2質(zhì)量m1=m2電阻r1=r2長度L1=L2規(guī)律

分析開始時,兩桿做變加速運動;穩(wěn)定時,兩桿以相

同的加速度做勻加速運動開始時,若Ff<F≤2Ff,則PQ桿先變加速后勻速

運動;MN桿靜止。若F>2Ff,PQ桿先變加速后

勻加速運動,MN桿先靜止后變加速最后和PQ

桿同時做勻加速運動,且加速度相同(2)初速度為零,一桿受到恒定水平外力的作用光滑的平行導(dǎo)軌72例2如圖,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ,間距為L。導(dǎo)

軌上端接有一平行板電容器,電容為C。導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強

度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒,

棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金

屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g。忽略所有電

阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑,求:(1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系;(2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系。例2如圖,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ,間距為73解析(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v,則感應(yīng)電動勢為E=BLv

①平行板電容器兩極板之間的電勢差為U=E

②設(shè)此時電容器極板上積累的電荷量為Q,按定義有C=

③聯(lián)立①②③式得Q=CBLv

④(2)設(shè)金屬棒的速度大小為v時經(jīng)歷的時間為t,通過金屬棒的電流為i,金

屬棒受到的磁場的作用力方向沿導(dǎo)軌向上,大小為f1=BLi

⑤解析(1)設(shè)金屬棒下滑的速度大小為v,則感應(yīng)電動勢為74設(shè)在時間間隔(t,t+Δt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為ΔQ,按定義有i=

⑥ΔQ也是平行板電容器極板在時間間隔(t,t+Δt)內(nèi)增加的電荷量。由④

式得ΔQ=CBLΔv

⑦式中,Δv為金屬棒的速度變化量。按定義有a=

⑧金屬棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小為f2=μN

⑨式中,N是金屬棒對導(dǎo)軌的正壓力的大小,有設(shè)在時間間隔(t,t+Δt)內(nèi)流經(jīng)金屬棒的電荷量為ΔQ,按定75N=mgcosθ

⑩金屬棒在時刻t的加速度方向沿斜面向下,設(shè)其大小為a,根據(jù)牛頓第二定

律有mgsinθ-f1-f2=ma

聯(lián)立⑤至

式得a=

g

由

式及題設(shè)可知,金屬棒做初速度為零的勻加速運動。t時刻金屬棒的速度大小為v=

gt

答案(1)Q=CBLv(2)v=

gtN=mgcosθ?⑩答案(1)Q=CBLv(2)v=76(課標版5年高考3年模擬A版)2020年物理總復(fù)習專題十一電磁感應(yīng)課件77(課標版5年高考3年模擬A版)2020年物理總復(fù)習專題十一電磁感應(yīng)課件78專題十一電磁感應(yīng)高考物理（課標專用）專題十一電磁感應(yīng)高考物理（課標專用）考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律考點清單考向基礎(chǔ)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象當穿過閉合電路的磁通量①發(fā)生變化

時,電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件條件穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化特例閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做②切割磁感線

的運動電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是產(chǎn)生③感應(yīng)電動勢

,如果電路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流;如果電路不閉

合,則只產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,而不產(chǎn)生感應(yīng)電流能量轉(zhuǎn)化發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,機械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律考點清單考向基礎(chǔ)電磁感當穿過閉80

內(nèi)容適用范圍楞次定律感應(yīng)電流的磁場總要④阻礙

引起感應(yīng)電

流的磁通量的變化一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象右手定則伸開右手,使大拇指與其余四指垂直且在同一

平面內(nèi),讓磁感線穿過掌心,大拇指指向⑤

導(dǎo)體運動

方向,其余四指指向就是感應(yīng)電流的方向?qū)w切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流二、感應(yīng)電流方向的判定內(nèi)容適用范圍楞次定律感應(yīng)電流的磁場總要④阻礙

引起81(課標版5年高考3年模擬A版)2020年物理總復(fù)習專題十一電磁感應(yīng)課件82

磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率

物理意義某時刻穿過某個面的磁感線的條

數(shù)某一段時間內(nèi)穿過某個面的磁通

量的變化量穿過某個面的磁通量變化的快慢大小Φ=B·S,S是與B垂直的面的面積ΔΦ=Φ2-Φ1ΔΦ=B·ΔSΔΦ=S·ΔB

=B·

=S·

注意穿過某個面有方向相反的磁場,

則不能直接用Φ=B·S求解,應(yīng)考慮

相反方向的磁通量抵消后所剩余

的磁通量開始時和轉(zhuǎn)過180°時平面都與磁

場垂直,穿過平面的磁通量是一

正一負,ΔΦ=-2BS而不是0既不表示磁通量的大小,也不表

示磁通量變化的多少,實際它就

是單匝線圈上產(chǎn)生的電動勢附注線圈平面與磁感線平行時,Φ=0,但

最大;線圈平面與磁感線垂直時,Φ最大,但

=0;Φ、ΔΦ、

都與

線圈匝數(shù)無關(guān)三、磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的區(qū)別磁通量Φ磁通量的變化量ΔΦ磁通量的變化率?物理某時刻穿過某83考向突破考向一

電磁感應(yīng)現(xiàn)象常見的產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種情況

判斷能否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,關(guān)鍵是看回路的磁通量是否發(fā)生了變化。

考向突破考向一

電磁感應(yīng)現(xiàn)象84磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1主要有下列四種形式:(1)S、θ不變,B改變,則ΔΦ=ΔB·Ssinθ(θ為B與S的夾角)。(2)B、θ不變,S改變,則ΔΦ=B·ΔSsinθ。(3)B、S不變,θ改變,則ΔΦ=B·S(sinθ2-sinθ1)。(4)B、S、θ中的兩個或三個量同時變化引起的磁通量變化。磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1主要有下列四種形式:85例1

(2017課標Ⅰ,18,6分)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面

原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動,在圓底盤

周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微

小振動,如圖所示。無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;

出現(xiàn)擾動后,對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是(

)例1

(2017課標Ⅰ,18,6分)掃描隧道顯微鏡(S86解析由于要求有效衰減紫銅薄板的上下及左右的微小振動,則在紫銅

薄板發(fā)生微小的上下或左右振動時,通過紫銅薄板橫截面的磁通量應(yīng)均

能發(fā)生變化,由圖可以看出,只有A圖方案中才能使兩方向上的微小振動

得到有效衰減。答案

A解析由于要求有效衰減紫銅薄板的上下及左右的微小振動,則在紫87考向二

楞次定律及其應(yīng)用1.楞次定律中“阻礙”的含義2.楞次定律的推廣含義楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起

感應(yīng)電流的原因,列表說明如下:誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化,而不是阻礙磁場本身如何阻礙當磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反;當磁通量

減小時,感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同,即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止,只是延緩了磁通量的變化快慢,這種變化將繼續(xù)進

行,最終結(jié)果不受影響考向二

楞次定律及其應(yīng)用2.楞次定律的推廣含義誰阻礙誰88內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”

磁鐵靠近線圈,B感與B原反向阻礙相對運動——“來拒去留”

磁鐵靠近,是斥力

磁鐵遠離,是引力使回路面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”

P、Q是光滑固定導(dǎo)軌,a、b是可動金屬棒,磁鐵下移,a、b靠近阻礙原電流的變化——“增反減同”合上S,B先亮內(nèi)容例證阻礙原磁通量變化——“增反減同”?磁鐵靠近線圈,89例2

(2017課標Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中

有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)

軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線

框與導(dǎo)軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于

感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是

()A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向例2

(2017課標Ⅲ,15,6分)如圖,在方向垂直于90解析金屬桿PQ向右運動,穿過PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,

PQRS中產(chǎn)生逆時針方向的電流。這時因為PQRS中感應(yīng)電流的作用,依

據(jù)楞次定律可知,T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。故只有D項正確。答案

D易錯點撥

對楞次定律的深度理解線框與導(dǎo)軌共面且與磁場垂直。當金屬桿PQ向右運動時,PQRS中向里

的磁通量增加,從而產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流。T中原有向里的磁通

量不變,而增加了因PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的向外的磁通量,導(dǎo)致T中合

磁通量減小,從而產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。解析金屬桿PQ向右運動,穿過PQRS的磁通量增加,由楞次定91考點二法拉第電磁感應(yīng)定律考向基礎(chǔ)一、法拉第電磁感應(yīng)定律1.法拉第電磁感應(yīng)定律:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與穿過這一電路

的磁通量的變化率成正比,即E=①

n

,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有兩種,

一種是感生電動勢,另一種是動生電動勢。考點二法拉第電磁感應(yīng)定律考向基礎(chǔ)922.感生電動勢與動生電動勢的比較

感生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原因磁場的變化導(dǎo)體做切割磁感線運動移動電荷的非靜電力感生電場對自由電荷的電場力導(dǎo)體中自由電荷所受洛倫茲力沿導(dǎo)體方向的

分力回路中相當于電源的部分處于變化磁場中的線圈部分做切割磁感線運動的導(dǎo)體方向判斷方法由楞次定律判斷通常由右手定則判斷,也可由楞次定律判斷大小計算方法由E=n

計算通常由E=Blvsinθ計算,也可由E=n

計算2.感生電動勢與動生電動勢的比較感生電動勢動生電動勢產(chǎn)生原93二、互感和自感1.互感兩個相互靠近的線圈中,有一個線圈中的電流變化時,它所產(chǎn)生的變化

的磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這種現(xiàn)象叫做互感,這種電

動勢叫做互感電動勢。變壓器就是利用互感現(xiàn)象制成的。2.自感(1)自感:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自

感。(2)自感電動勢:由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。自感

電動勢總是阻礙導(dǎo)體自身電流的變化,與電流變化的快慢有關(guān),大小正二、互感和自感94比于電流的變化率,表示為E=②

L

。(3)自感系數(shù):E=L

中的比例系數(shù)L叫做自感系數(shù),簡稱自感或電感。線圈的長度越長,線圈的橫截面積越大,單位長度上匝數(shù)越多,線圈的自感

系數(shù)越大,線圈有鐵芯比無鐵芯時自感系數(shù)③大得多

。三、渦流線圈中的電流變化時,在附近導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流在導(dǎo)體內(nèi)

形成閉合回路,很像水的漩渦,因此把它叫做渦電流,簡稱渦流。在冶煉

爐、電動機、變壓器、探雷器等實際應(yīng)用中都存在著渦流,它是整塊導(dǎo)

體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,同樣遵守電磁感應(yīng)定律。比于電流的變化率,表示為E=②

L?

。95考向突破考向一

磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢1.法拉第電磁感應(yīng)定律表達式:E=n

說明

①式中的n為線圈的匝數(shù),ΔΦ是線圈磁通量的變化量,Δt是磁通

量變化所用的時間。

叫做磁通量的變化率。②ΔΦ的單位是韋伯,Δt的單位是秒,E的單位是伏特。③E=n

在中學階段一般只用來計算平均感應(yīng)電動勢,如果

是恒定的,那么E是穩(wěn)恒的?？枷蛲黄瓶枷蛞?/p>

磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明

①96例1

(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、

b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩

圓環(huán)半徑之比為2∶1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮

兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是

()A.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向B.Ea∶Eb=4∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向C.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向D.Ea∶Eb=2∶1,感應(yīng)電流均沿順時針方向解析由題意可知

=k,導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=

=

·S=

·πr2,因ra∶rb=2∶1,故Ea∶Eb=4∶1;由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向,選項B正確。答案

B例1

(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁972.通電自感和斷電自感的比較

通電自感斷電自感電路圖

器材要求A1、A2同規(guī)格,R=RL,L較大L很大(有鐵芯),RL?RA現(xiàn)象在S閉合的瞬間,A2燈立即亮起來,A1燈逐漸變

亮,最終一樣亮在開關(guān)S斷開時,燈A突然閃亮一下后再漸漸

熄滅原因由于開關(guān)閉合時,流過電感線圈的電流迅速增

大,使線圈產(chǎn)生自感電動勢,阻礙了電流的增

大,使流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加

得慢斷開開關(guān)S時,流過線圈L的電流減小,產(chǎn)生自

感電動勢,阻礙了電流的減小,使電流繼續(xù)存

在一段時間;在S斷開后,通過L的電流反向通

過燈A,且由于RL?RA,使得流過A燈的電流在

開關(guān)斷開的瞬間突然增大,從而使A燈的功率

突然變大,即閃亮一下能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能2.通電自感和斷電自感的比較通電自感斷電自感電??器材A198例2如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以

忽略,下列說法中正確的是

()

A.合上開關(guān)S接通電路時,A2先亮,A1后亮,最后一樣亮B.合上開關(guān)S接通電路時,A1和A2始終一樣亮C.斷開開關(guān)S切斷電路時,A2立刻熄滅,A1過一會兒才熄滅D.斷開開關(guān)S切斷電路時,A1和A2都要過一會兒才熄滅例2如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的99解析自感線圈具有阻礙電流變化的作用,當電流增大時,它阻礙電流

增大;當電流減小時,它阻礙電流減小,但阻礙并不能阻止。閉合開關(guān)時,

L中電流從無到有,L將阻礙這一變化,使L中電流不能迅速增大,而無線

圈的A2支路,電流能夠瞬時達到較大值,故A1后亮,A2先亮,最后通過兩燈

電流相等,一樣亮;斷開開關(guān)時,L中產(chǎn)生自感現(xiàn)象,使A1、A2都要過一會

兒才熄滅。故A、D正確。答案

AD解析自感線圈具有阻礙電流變化的作用,當電流增大時,它阻礙電100考向二

導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的分析與計算(1)公式:E=BLv。(2)關(guān)于求解導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢公式的兩點說明:①公式中的B、L、v要求兩兩互相垂直。當L⊥B,L⊥v,而v與B成θ夾

角時,導(dǎo)體切割磁感線的感應(yīng)電動勢大小為E=BLvsinθ。②若導(dǎo)體不是直的,則E=BLvsinθ中的L為切割磁感線的導(dǎo)體的有效長

度。如圖中,導(dǎo)體的有效長度為a、b間的距離?？枷蚨?/p>

導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢101

(3)有關(guān)計算導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小的兩個特例:①長為L的導(dǎo)體棒在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,

導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:a.以中點為軸時,E=0(不同兩段的代數(shù)和);b.以端點為軸時,E=

BωL2(平均速度取中點位置時的線速度

ωL);c.以任意點為軸時,E=

Bω(

-

)(不同兩段的代數(shù)和)。

102②面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中以角速度ω繞線圈平面內(nèi)垂直于

磁場的任意軸勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:a.線圈平面與磁感線垂直時,E=0;b.線圈平面與磁感線平行時,E=BSω;c.線圈平面與磁感線夾角為θ時,E=BSωcosθ。②面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中以角速度ω繞線圈平面內(nèi)垂直103例3

(2014課標Ⅱ,25,19分)半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同

一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓

導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示。整

個裝置位于一勻強磁場中,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向豎直向下。在內(nèi)

圓導(dǎo)軌的C點和外圓導(dǎo)軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫

出)。直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度ω繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)

動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因

數(shù)為μ,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略。重力加速度大小為g。求(1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小;(2)外力的功率。例3

(2014課標Ⅱ,25,19分)半徑分別為r和2104解題導(dǎo)引解題導(dǎo)引105解析(1)解法一由感應(yīng)電動勢公式E=

Bω(

-

)得導(dǎo)體棒AB的感應(yīng)電動勢E=

Bω[(2r)2-r2]=

通過R的電流I=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D。解析(1)解法一由感應(yīng)電動勢公式E=?Bω(?-?)得導(dǎo)106解法二在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒掃過的面積為ΔS=

ωΔt[(2r)2-r2]

①根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的大小為E=

②根據(jù)右手定則,感應(yīng)電流的方向是從B端流向A端。因此,通過電阻R的

感應(yīng)電流的方向是從C端流向D端。由歐姆定律可知,通過電阻R的感

應(yīng)電流的大小I滿足I=

③聯(lián)立①②③式得I=

④解法二在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒掃過的面積為107解法三E=Br

=Br

=

Br2ωI=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D解法三E=Br?=Br?=?Br2ω108解法四取Δt=TE=

=

=

Br2ωI=

=

由右手定則判得通過R的感應(yīng)電流從C→D。(2)解法一在豎直方向有mg-2N=0

⑤式中,由于質(zhì)量分布均勻,內(nèi)、外圓導(dǎo)軌對導(dǎo)體棒的正壓力大小相等,其

值為N。兩導(dǎo)軌對運行的導(dǎo)體棒的滑動摩擦力均為f=μN

⑥在Δt時間內(nèi),導(dǎo)體棒在內(nèi)、外圓導(dǎo)軌上掃過的弧長分別為解法四取Δt=T109l1=rωΔt

⑦和l2=2rωΔt

⑧克服摩擦力做的總功為Wf=f(l1+l2)

⑨在Δt時間內(nèi),消耗在電阻R上的功為WR=I2RΔt

⑩根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律知,外力在Δt時間內(nèi)做的功為W=Wf+WR

外力的功率為P=

l1=rωΔt?⑦110由④至

式得P=

μmgωr+

解法二由能量守恒P=PR+Pf在豎直方向2N=mg,則N=

mg,得f=μN=

μmgPf=

μmgωr+

μmg·ω·2r=

μmgωrPR=I2R=

所以P=

μmgωr+

答案(1)方向:由C端到D端

(2)

μmgωr+

由④至?式得解法二由能量守恒答案(1)方向:由C端到D端111考點三電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用考向基礎(chǔ)一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.電源和電阻考點三電磁感應(yīng)中的綜合應(yīng)用考向基礎(chǔ)1122.電流方向在外電路,電流由高電勢流向低電勢;在內(nèi)電路,電流由低電勢流向高電

勢。二、電磁感應(yīng)中的圖像問題圖像類型(1)磁感應(yīng)強度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I隨時間t變化

的圖像,即B-t圖像、Φ-t圖像、E-t圖像和I-t圖像(2)對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及感應(yīng)

電動勢E和感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移x變化的圖像,即E-x圖像和I-x圖像問題類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖像(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程,求解相應(yīng)的物理量應(yīng)用知識右手定則、安培定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定

律、牛頓運動定律和相關(guān)數(shù)學知識等2.電流方向圖像(1)磁感應(yīng)強度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E和113三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學問題1.安培力的大小

?F=③

2.安培力的方向(1)先用右手定則判斷感應(yīng)電流方向,再用左手定則判定安培力方向。(2)根據(jù)楞次定律,安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線的運動方向相

反。四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實質(zhì)是其他形式的能和④電能

之間的轉(zhuǎn)化。三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學問題1142.感應(yīng)電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)

化為電能,電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能?？枷蛲黄瓶枷蛞?/p>

電磁感應(yīng)中的電路、圖像問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1.將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分電路當做電源,作出等效電路圖,結(jié)合歐姆定

律用相關(guān)電路知識求解。2.感應(yīng)電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將其他形式115例1如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里,極板

間距為d的平行板電容器與總阻值為2R0的滑動變阻器通過平行導(dǎo)軌連

接,電阻為R0的導(dǎo)體棒MN可在外力的作用下沿導(dǎo)軌從左向右做勻速直

線運動。當滑動變阻器的滑動觸頭位于a、b的中間位置且導(dǎo)體棒MN

的速度為v0時,位于電容器中P點的帶電油滴恰好處于靜止狀態(tài)。若不

計摩擦和平行導(dǎo)軌及導(dǎo)線的電阻,各接觸處接觸良好,重力加速度為g,則

下列判斷正確的是

()例1如圖所示,勻強磁場的方向垂直于光滑的金屬導(dǎo)軌平面向里,116A.油滴帶正電荷B.若將上極板豎直向上移動距離d,油滴將向上加速運動,加速度a=g/2C.若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?v0,油滴將向上加速運動,加速度a=gD.若保持導(dǎo)體棒的速度為v0不變,而將滑動觸頭置于a端,同時將電容器

上極板向上移動距離d/3,油滴仍將靜止解題導(dǎo)引A.油滴帶正電荷解題導(dǎo)引117解析根據(jù)右手定則可知,M端為正極,則上極板帶正電,板間場強豎直

向下,又油滴靜止,對其受力分析知受豎直向下的重力和豎直向上的電

場力,兩力大小相等,因此油滴帶負電荷,選項A錯誤;設(shè)導(dǎo)軌間距為L,導(dǎo)

體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E1=BLv0,則電容器兩端電壓為U1=

=

,開始油滴靜止時有:q

=mg,若將上極板豎直向上移動距離d,對油滴有:mg-

q=ma1,解得:a1=

,方向豎直向下,同理,若將導(dǎo)體棒的速度變?yōu)?v0,可得油滴的加速度為:a2=g,方向豎直向上,選項B錯

誤、C正確;若保持導(dǎo)體棒的速度不變,而將滑動觸頭置于a端,同時將電

容器上極板向上移動距離

,則此時電容器兩端電壓為:U2=

=解析根據(jù)右手定則可知,M端為正極,則上極板帶正電,板間場強118

BLv0,油滴所受電場力為:F=

q=

=mg,因此油滴仍然靜止,選項D正確。答案

CDBLv0,油滴所受電場力為:F=?q=?=mg,因此1192.q=n

的分析與應(yīng)用在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中

就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,設(shè)在時間Δt內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為q,則根據(jù)

電流定義式I=

及法拉第電磁感應(yīng)定律E=

,得q=IΔt=

Δt=

Δt=

。需要說明的是:上面式中I為平均值,因而E為平均值。如果閉合電路是一個單匝線圈(n=1),則q=

。q=n

中n為線圈的匝數(shù),ΔΦ為磁通量的變化量,R總為閉合電路的總電阻。2.q=n?的分析與應(yīng)用120例2

(2018課標Ⅰ,17,6分)如圖,導(dǎo)體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓

弧,Q為半圓弧的中點,O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定

電阻、可繞O轉(zhuǎn)動的金屬桿,M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好。空

間存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B?，F(xiàn)使

OM從OQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程Ⅰ);再使

磁感應(yīng)強度的大小以一定的變化率從B增加到B‘(過程Ⅱ)。在過程Ⅰ、

Ⅱ中,流過OM的電荷量相等,則

等于

()例2

(2018課標Ⅰ,17,6分)如圖,導(dǎo)體軌道OP121A.

B.

C.

D.2解析本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及電荷量公式。由公式E=

,I=

,q=It得q=

,設(shè)半圓弧半徑為r,對于過程Ⅰ,q1=

,對于過程Ⅱ,q2=

,由