2019屆高考物理專題四電磁感應(yīng)與電路考點(diǎn)2電磁感應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用課件.pptx

1、第2講電磁感應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用,高考定位 1考查內(nèi)容 (1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律。 (2)法拉第電磁感應(yīng)定律。 (3)電磁感應(yīng)中的圖象問題。 (4)電磁感應(yīng)的電路、動力學(xué)、能量等綜合問題。,2題型、難度 高考對本講知識考查的題目主要是選擇題和計(jì)算題。選擇題在上述四種知識中均有涉及而計(jì)算題主要涉及法拉第電磁感應(yīng)定律，電磁感應(yīng)中的圖象問題和綜合問題，難度中、高檔。,體驗(yàn)高考 1如圖421所示，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)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(yùn)動，在運(yùn)動開

2、始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說法正確的是,圖421,APQRS中沿順時針方向，T中沿逆時針方向 BPQRS中沿順時針方向，T中沿順時針方向 CPQRS中沿逆時針方向，T中沿逆時針方向 DPQRS中沿逆時針方向，T中沿順時針方向,解析因?yàn)镻Q突然向右運(yùn)動，由右手定則可知，PQRS中有沿逆時針方向的感應(yīng)電流，穿過T中的磁通量減小，由楞次定律可知，T中有沿順時針方向的感應(yīng)電流，故D正確，A、B、C錯誤。 答案D,2(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場邊界平行，如圖422(a)所示。已

3、知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運(yùn)動，cd邊于t0時刻進(jìn)入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖(b)所示(感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針時，感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是,圖422,A磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T B導(dǎo)線框運(yùn)動的速度的大小為0.5 m/s C磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外 D在t0.4 s至t0.6 s這段時間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N,答案BC,3如圖423所示，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中。一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程PQ始終與ab垂

4、直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中,圖423,APQ中電流先增大后減小 BPQ兩端電壓先減小后增大 CPQ上拉力的功率先減小后增大 D線框消耗的電功率先減小后增大,答案C,4如圖424所示，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上，t0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動，t0時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為。重力加速度大小為g。求,圖424,(1)

5、金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大?。?(2)電阻的阻值。,【必記要點(diǎn)】 1對楞次定律中“阻礙”的理解,考點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,圖425,【題組訓(xùn)練】 1(多選)(電磁感應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖426所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音，下列說法正確的有,圖426,A選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作 B取走磁體，電吉他將不能正常工作 C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢 D弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化,解析因銅質(zhì)弦不能被磁化，所以A錯誤；若取走磁鐵，金屬弦無法被磁化，電吉他將不能

6、正常工作，所以B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知，增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢，所以C正確；弦振動過程中，線圈中的磁通量一會增大一會減小，所以電流方向不斷變化，D正確。 答案BCD,2(法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用)如圖427所示，勻強(qiáng)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(qiáng)度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21，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,圖427,AEaEb41，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 BEaEb41，感應(yīng)電流均沿順時針方向 CEaEb21，感應(yīng)電流均沿逆時針方向 DEaEb21，感應(yīng)電流均沿順時針方向,

7、答案B,圖428,A若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定 B若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動 C若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化 D若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍,答案AB,4(楞次定律的理解及應(yīng)用)如圖429所示，粗糙水平桌面上有一質(zhì)量為m的銅質(zhì)矩形線圈。當(dāng)一豎直放置的通有恒定電流的螺線管沿線圈中線AB正上方水平快速通過時，若線圈始終不動，則關(guān)于線圈受到的支持力FN及在水平方向的運(yùn)動趨勢，下列說法中正確的是,圖429,AFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢向左 BFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢先向

8、右后向左 CFN先小于mg后大于mg，運(yùn)動趨勢先向左后向右 DFN先大于mg后小于mg，運(yùn)動趨勢向右,解析通電螺線管從線圈正上方快速通過時，通過線圈的磁通量先增大后減小。當(dāng)通過線圈磁通量增大時，為阻礙其增大，在豎直方向上線圈有向下運(yùn)動的趨勢，所以線圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上線圈有向右運(yùn)動的趨勢；當(dāng)通過線圈的磁通量減小時，為阻礙其減小，在豎直方向上線圈有向上運(yùn)動的趨勢，所以線圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上線圈有向右運(yùn)動的趨勢。綜上所述，線圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，運(yùn)動趨勢總是向右，D正確。 答案D,例1(多選)(2018銀川一模)如圖4210所示，邊長為L、總電阻

9、為R的均勻正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上，其cd邊右側(cè)緊鄰兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為L、方向相反的有界勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)使線框以速度v0勻速通過磁場區(qū)域，從開始進(jìn)入到完全離開磁場的過程中，下列圖線能定性反映線框中的感應(yīng)電流(以逆時針方向?yàn)檎?和a、b兩點(diǎn)間的電勢差隨時間變化關(guān)系的是,考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖象問題,圖4210,審題探究 怎樣求解線框在進(jìn)入磁場L2L的過程中，產(chǎn)生的電動勢？a和b哪一點(diǎn)的電勢高？ 由右手定則知，ab和cd產(chǎn)生的電動勢同向，故線框的總電動勢為E2BLv0，ab邊電流方向由b到a，故a點(diǎn)電勢高。,答案AC,規(guī)律總結(jié) 分析電磁感應(yīng)圖象問題的注意事項(xiàng) 1注意初始時刻的特征，

10、如初始時刻感應(yīng)電流是否為零，感應(yīng)電流的方向如何。 2注意看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個階段，這幾個階段是否和圖象變化相對應(yīng)。 3注意觀察圖象的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的曲直是否和物理過程對應(yīng)。,【題組訓(xùn)練】 1(磁場變化的圖象問題)如圖4211所示，一根電阻為R4 的導(dǎo)線繞成的半徑為d2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強(qiáng)磁場，中間S形虛線是兩個直徑為d的半圓，磁場隨時間變化如圖2所示(磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時針方向?yàn)檎?，關(guān)于圓環(huán)中的電流時間圖象，以下四圖中正確的是,圖4211,答案B,2(多選)(含電容器電路的圖象問題)(2018青島一模)如圖4212所示，光滑水平面上放置

11、一平行金屬導(dǎo)軌，其左端與平行板電容器C相連，一金屬棒垂直金屬導(dǎo)軌放置，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的恒力F作用，使金屬棒由靜止開始運(yùn)動，不計(jì)導(dǎo)軌及金屬棒的電阻，則下面關(guān)于金屬棒運(yùn)動的速度v、加速度a、電容器兩板間的電勢差U、極板帶電荷量Q隨時間t變化關(guān)系圖象中，正確的是,圖4212,答案BD,圖4213,答案B,考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的動力學(xué)和能量問題,操作：將金屬棒甲緊靠豎直軌道的左側(cè)，從某處由靜止釋放，運(yùn)動到底端NN過程中棒始終保持水平，且與軌道保持良好電接觸，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的電壓時間關(guān)系圖象Ut圖如圖乙所示(圖中U0已知)。 操作：將金屬棒甲緊靠豎直軌道

12、的左側(cè)、金屬棒乙(圖中未畫出)緊靠豎直軌道的右側(cè)，在同一高度將兩棒同時由靜止釋放。多次改變高度重新由靜止釋放，運(yùn)動中兩棒始終保持水平，發(fā)現(xiàn)兩棒總是同時到達(dá)桌面(sin 370.6，cos 370.8)。,(1)試求操作中甲棒到達(dá)MM時的速度大?。?(2)試求操作全過程定值電阻上產(chǎn)生的熱量Q熱； (3)試求右邊軌道PP以下區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx的方向和大小。,規(guī)律總結(jié) 分析電磁感應(yīng)能量問題的基本思路和焦耳熱的求解方法 1解決電磁感應(yīng)能量問題的基本思路 (1)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。 (2)畫出等效電路圖并求出電流。 (3)進(jìn)行受力情況分析和做功情況分析。 (4)明確在此過程中的能量變化

13、情況。 (5)用動能定理或能量守恒定律解題。,2求解焦耳熱的三個途徑 (1)電磁感應(yīng)電路為純電阻電路時產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功，即QW克安。 (2)當(dāng)電磁感應(yīng)電路中感應(yīng)電流不變時，可用焦耳定律來求焦耳熱，即QI2Rt。 (3)電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方程求解。,【題組訓(xùn)練】 1(2018宜昌模擬)如圖4215所示，在傾角為的光滑斜面上，有三條水平虛線l1、l2、l3，它們之間的區(qū)域、寬度均為x，兩區(qū)域分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一個質(zhì)量為m、邊長為x、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框，從l1上方一定高度處由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛穿過l1進(jìn)入磁場時，恰好以速度v1做勻速直線運(yùn)動；ab邊在穿過l2運(yùn)動到l3之前的某個時刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運(yùn)動，重力加速度為g。在線框從釋放到穿出磁場的過程中，下列說法正確的是,圖4215,答案C,2(多選)(電磁感應(yīng)的動力學(xué)和能量問題)(2018青島模擬)如圖4216所示，在勻強(qiáng)磁場中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為L，兩導(dǎo)軌間連有一電阻R，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，在兩虛線間的導(dǎo)軌上涂有薄絕緣涂層。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與導(dǎo)軌平面垂直。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從