2012高二物理課件：第四章章末整合(新人教版選修3-2).ppt

1、專題一,感應(yīng)電荷量的計算,電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一般不是穩(wěn)恒電流，所以感應(yīng) 電荷量不能直接應(yīng)用電流的定義式來計算，而是根據(jù)這一過程 的平均電流來計算,【例 1】如圖 41 所示，平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的 勻強(qiáng)磁場中(方向向里)，間距為 L，左端電阻為 R，其余電阻不 計，導(dǎo)軌右端接一電容為 C 的電容器現(xiàn)有一長 2L 的金屬棒 ab 放在導(dǎo)軌上，ab 以 a 為軸以角速度順時針轉(zhuǎn)過 90的過程 中，通過 R 的電量為多少？,圖 41,解：(1)由 ab 棒以 a 為軸旋轉(zhuǎn)到 b 端脫離導(dǎo)軌的過程中， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一直增大，對 C 不斷充電，同時又與 R 構(gòu)成 閉合回路ab 產(chǎn)生感

2、應(yīng)電動勢的平均值,專題二,電磁感應(yīng)的電路問題,1基本方法 (1)確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的那一部分導(dǎo)體， 該部分導(dǎo)體可視為等效電源 (2)分析電路結(jié)構(gòu)，畫等效電路圖 (3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等,2常見的一些分析誤區(qū),(1)不能正確分析感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流的方向,(2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時，不注意等效電源的內(nèi)阻,對電路的影響,(3)對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進(jìn)行分析，特別是 并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應(yīng)該是外電壓，而不是 等效電源的電動勢,【例2】航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約 3000 km 處由東向西 飛行，相對地面速度大約 6.5103

3、 m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā) 射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長 20 km，電阻為 800 的金屬懸繩，使這根 懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動假定這一范圍內(nèi)的地磁場是,均勻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 410,5,T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和,航天飛機(jī)的速度相同根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層(由等離子體組成) 的作用，懸繩可以產(chǎn)生約 3 A 的感應(yīng)電流，試求： (1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢； (2)懸繩兩端的電壓； (3)航天飛機(jī)繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為 6400 km),解：將飛機(jī)下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢看作電 源模型，當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模型如圖 42 所示.

4、,圖 42,(1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢：,專題三,電磁感應(yīng)中的圖象問題,1基本方法 (1)看清橫、縱坐標(biāo)表示的物理量 (2)理解圖象的物理意義 (3)畫出對應(yīng)的物理圖象(常采用分段法，數(shù)學(xué)法處理) 2分析要點 (1)定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關(guān)系 (2)注意橫、縱坐標(biāo)表達(dá)的物理量，以及各物理量的單位 (3)注意在圖象中 E、I、B 等物理量的方向是通過正負(fù)值來 反映，故確定大小變化的同時，還應(yīng)確定方向的變化情況,【例 3】如圖 43 甲所示區(qū)域(圖中直角坐標(biāo)系 xOy 的一、 三象限)內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于圖面向里，大小 為 B，半徑為 l，圓心角為 60的扇形導(dǎo)線框 OPQ

5、 以角速度繞 O 點在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框回路電阻為 R.,圖 43,(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值 I0 和感應(yīng)電流的頻率 f. (2)在圖乙中畫出線框轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)感應(yīng)電流 I 隨時間 t 變化的圖象(規(guī)定在圖甲中線框的位置相應(yīng)的時刻為 t 0),圖 44,專題四,電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題,1基本方法 (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的 大小和方向； (2)求出回路的電流強(qiáng)度； (3)分析研究導(dǎo)體受力情況(包括安培力，用左手定則確定其 方向)； (4)列平衡方程或動力學(xué)方程求解,2解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中力學(xué)問題的技巧,(1)對立體空間進(jìn)行受力分析時，應(yīng)把立體圖轉(zhuǎn)化為

6、平面 圖，使物體(導(dǎo)體)所受的各力盡可能在同一平面圖內(nèi)，以便正 確對力進(jìn)行分解與合成，利用物體的平衡條件和牛頓運動定律 列式求解,(2)對于非勻變速運動最值問題的分析，注意應(yīng)用加速度為,零，速度達(dá)到最值的特點,3滑軌問題,【例 4】(雙選)兩根相距為 L 的足夠長的金屬直角導(dǎo)軌如圖 45 所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于 水平面質(zhì)量均為 m 的金屬細(xì)桿 ab、cd 與導(dǎo)軌垂直接觸形成 閉合回路，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為 ，導(dǎo)軌電阻不計， 回路總電阻為 2R.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小為 B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中當(dāng) ab 桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力 F 作用下以速 度 v

7、1 沿導(dǎo)軌勻速運動時，cd 桿也正好以速率,v2 向下勻速運動重力加速度為 g.以下說法 正確的是 ( ),圖 45,ab 桿、cd 桿的受力分析如圖 46 所示 圖 46,答案：AD,專題五,電磁感應(yīng)的能量問題,1基本方法 (1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的 大小和方向 (2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式 (3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率 的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，即能量守恒方程,2利用功能關(guān)系建立議程,(1)重力做的正功等于重力勢能的減少，克服重力做的功等,于重力勢能的增加,(2)安培力做功的絕對值，等于電能轉(zhuǎn)化的量值安

8、培力做 多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；在動生電動勢的 情況下，克服安培力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,(3)合外力的功等于物體動能的變化，即動能定理,(4)其他力(除重力與彈力)的功等于物體機(jī)械能的變化，即,功能原理,【例 5】(雙選)在如圖 47 所示的傾角為的光滑斜面上，存在著 兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域的磁場方向垂直斜面向 上，區(qū)域的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為 L，一個質(zhì)量 為 m、電阻為 R、邊長也為 L 的正方形導(dǎo)線框，由靜止開始沿斜面下 滑，當(dāng) ab 邊剛越過 GH 進(jìn)入磁場區(qū)時，恰好以速度 v1 做勻速直線 運動；當(dāng) ab 邊下滑到 J

9、P 與 MN 的中間位置時， 線框又恰好以速度 v2 做勻速直線運動，從 ab 進(jìn) 入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，線框 的動能變化量為Ek，重力對線框做功大小為 W1，,安培力對線框做功大小為 W2，下列說法中正確 的有( ),圖 47,A在下滑過程中，由于重力做正功，所以有 v2v1,B從 ab 進(jìn)入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，機(jī),械能守恒,C從 ab 進(jìn)入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程，有(W1,Ek)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,D從 ab 進(jìn)入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，線,框動能的變化量大小為Ek W1W2,解析：當(dāng)線框的

10、 ab 邊進(jìn)入 GH 后勻速運動到進(jìn)入 JP 為止， ab 進(jìn)入 JP 后回路感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流增大，因此所受 安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此 ab 進(jìn)入 JP 后開始做 減速運動，使感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均減小，安培力又減小， 當(dāng)安培力減小到與重力沿斜面向下的分力 mgsin 相等時，以速 度v2 做勻速運動，因此 v2v1，A 錯；由于有安培力做功，機(jī) 械能不守恒，B 錯；線框克服安培力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電 能，克服安培力做了多少功，就有多少機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，由 動能定理得 W1W2Ek，W2W1Ek，故 C、D 正確.,答案：CD,1(2011 年廣東卷)將閉合多匝線圈置于僅

11、隨時間變化的磁 場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動,勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是(,),C,A感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同,2(雙選，2011 年山東卷)如圖 48 所示，兩固定的豎直 光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體 棒 c、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度 h 處磁場寬 為 3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直先由靜止釋放 c，c 剛進(jìn)入磁場即 勻速運動，此時再由靜止釋放 d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良 好接觸用 ac 表示

12、 c 的加速度，Ekd 表示 d 的動能，xc、xd 分別,),表示 c、d 相對釋放點的位移則以下四個圖象中正確的是( 圖 48,答案：BD,3(2010 年廣東卷)如圖 49 所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，細(xì)金屬棒 PQ 沿導(dǎo)軌從 MN 處勻速運動到 MN的過程中，棒上感應(yīng)電動勢 E 隨時間 t 變化的圖示，可,能正確的是(,),圖 49,解析：導(dǎo)線做勻速直線運動切割磁感線時，EBLv，是常,數(shù)開始沒有切割，就沒有電動勢，最后一段也沒有切割,答案：A,4(2010 年海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置現(xiàn)將一豎直 的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形,磁鐵穿過圓環(huán)的

13、過程中，條形磁鐵與圓環(huán)(,),D,A始終互相吸引 B始終互相排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引 解析：由楞次定律可知，當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時，感應(yīng)電 流阻礙其靠近，是排斥力；當(dāng)磁鐵穿過圓環(huán)遠(yuǎn)離時，感應(yīng)電流 阻礙其遠(yuǎn)離，是引力,5(2010 年江蘇卷)一矩形線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面 與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應(yīng)強(qiáng)度在 1 s 時間內(nèi)均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應(yīng)強(qiáng) 度不變，在 1 s 時間內(nèi)，再將線框的面積均勻地減小到原來的,一半，先后兩個過程中，線框中感應(yīng)電動勢的比值為(,),A.,1 2,B1,C2,D4,B,6(雙選，2010 全國卷 I)某地的地磁場感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分 量方向向下，大小為 4.510-5T.一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒?河段的兩岸，河寬 100 m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導(dǎo) 體)流過設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為 2 m/s.下列說法,正確的是(,),BD,A電壓表記錄的電壓為 5 mV B電壓表記錄的電壓為 9 mV C河南岸的電勢較高 D河北岸的電勢較高,7(2009 年廣東卷)如圖 410 甲所示，一個電阻值為 R ， 匝數(shù)為