（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第9章 加强1讲 电磁感应规律的综合应用

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第9章 加强1讲 电磁感应规律的综合应用内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电磁感应规律的综合应用考点一 79电磁感应中的电路问题一、内电路和外电路1切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源2该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路二、解答电磁感应电路问题的三个步骤1确定电源：利用 En 或 E 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞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：主要应用欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解1 个示范例 如图 931(a)所示，水平放置的两根平行金属 2、导轨，间距 L0.3 m导轨左端连接 R 的电阻，区域 存在垂直于导轨平面的匀强磁场 B，磁场区域宽 Dm细金属棒 长为 2Dm 的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为 r金属棒以恒定速度 v1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒 入磁场( t0) 到 开磁场的时间内，不同时间段通过电阻 R 的电流强度，并在图 93 1(b)中画出图 93 1【审题指导】(1)细金属棒 2 先后切割磁感线，切割磁感线的金属棒为电源，另一金属棒与 R 并联(2)注意分析和计算有电流和无电流对应的时间【解析】t 1 0.2 t 1 时间内，A 1 产生的感应电动势 3、 乙由图甲知，电路的总电阻R0r 的电流为 1 离开磁场(t 10.2 s)至 好进入磁场 的时间内，回路无电流，I R0 ，22 进入磁场(t 20.4 s)至离开磁场 0.6 s 的时间内，A 2 上的感应电动势为2D ，其等效电路如图乙所示由图乙知，电路总电阻 ，总电流 I，流过 R 的电流，综合以上计算结果，绘制通过 R 的电流与时间关系图线如图所示【答案】见解析1 个预测例 如图 932 所示，均匀导线制成的半径为 R 的圆环以速度 v 匀速进入一磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，当圆环运动到图示位置( 0 )时，a、b 两点的电势差为( )图 93 2A. B. D. 24【解析】 4、圆环运动到图示位置时，切割磁感线的有效长度为 25 R，圆环2中感应电动势 E E D 正确234 324【答案】) “源”的分析：用法拉第电磁感应定律算出 E 的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向，从而确定电源正负极，明确内阻 r.(2)“路”的分析：根据 “等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)根据 E En 结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和电功率、焦耳定点二 80电磁感应现象中的图象问题一、题型特点一般可把图象问题分为三类：1由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象2由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物 5、理量3根据图象定量计算二、解题关键弄清初始条件、正负方向的对应、变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点是解决问题的关键1 个示范例 图 93 3(2012新课标全国高考)如图 93 3，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行已知在 t0 到 tt 1 的时间间隔内，长直导线中电流 i 发生某种变化，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右设电流 i 正方向与图中箭头所示方向相同，则 t 变化的图线可能是( )【解析】因通电导线周围的磁场离导线越近磁场越强，而线框中左右两边的电流大小相等、方向 6、相反，所以受到的安培力方向相反，导线框的左边受到的安培力大于导线框的右边受到的安培力，所以合力与左边导线框受力的方向相同因为线框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根据左手定则，导线框处的磁场方向先垂直纸面向里，后垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，导线中的电流先为正，后为负，所以选项 A 正确，选项 B、C 、D 错误【答案】A1 个预测例 图 93 4(2013新课标全国卷)如图 93 4，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0 时导线框 7、的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列 vt 图象中，可能正确描光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ()【审题指导】(1)线框进入磁场时和离开磁场时，安培力为变力，线框做加速度逐渐减小的减速运动(2)线框完全进入磁场时，不受安培力作用，故匀速运动【解析】导体切割磁感线时产生感应电流，同时产生安培力阻碍导体运动，利用法拉第电磁感应定律、安培力公式及牛顿第二定律可确定线框在磁场中的运动特点线框进入和离开磁场时，安培力的作用都是阻碍线框运动，使线框速度减小，由EI 及 F知安培力减小，加速度减小，当线框完全进入磁场后穿过线产生感应电流，不再产生安培力，线框做匀速直线运动，故 8、选项D 正确【答案】)明确图象的种类，即是 Bt 图还是 t 图，或者还是 Et 图、It 图等(2)分析电磁感应的具体过程，判断对应的图象是否分段，共分几段(3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律等规律写出函数关系式(5)根据函数关系式，进行数学分析(6)画图象或判断图象考点三 81电磁感应中的能量转化问题分析一、电磁感应中的能量转化特点外力克服安培力做功，把机械能或其他能量转化成电能；感应电流通过电路做功又把电能转化成其他形式的能(如内能 )这一功能转化途径可表示为：其 他 形 式 能 外 力 克 服 安 培 力 做 功 电 能 电 流 9、做 功 其 他 形 式 能 如 内 能 二、电磁感应现象中能量的三种计算方法1利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功2利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能3利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算1 个示范例 图 93 5(2013天津高考)如图 93 5 所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 长大于 长，把它置于垂直纸面向里、边界为 匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，两次速度大小相同，方向均垂直于 平行 入磁场，线框上产生的热量为 过线框导体横截面的电荷量为 二次 平行 入磁场，线框上产生的热量为 过线框导体横截 10、面的电荷量为 ()AQ 1Q2，q 1q 2 BQ 1Q2，q 1Q2，q 1q 2 DQ 1Q 2，q 1析】根据法拉第电磁感应定律 E姆定律 I 和焦耳定律 QI 2线 ，因为 以 ， lv t I及 q t 得 q ，故 正确，选项 B、C、D 错误 案】A(1)在利用能量的转化和守恒分析电磁感应问题时，除准确把握参与转化的能量形式和种类外，还要确定哪种能量增加，哪种能量减少(2)克服安培力做功消耗的能量和电路中产生的焦耳热需要的能量在列式时不能重复计算1 个预测例 图 93 6如图 93 6 所示，用质量为 m、电阻为 R 的均匀导线做成边长为 l 的单匝正方形线框 框每一边的电阻都相 11、等将线框置于光滑绝缘的水平面上在线框的右侧存在竖直方向的有界匀强磁场，磁场边界间的距离为 2l，磁感应强度为 B，在垂直 的水平拉力作用下，线框以垂直磁场边界的速度 v 匀速穿过磁场在运动过程中线框平面水平，且 与磁场的边界平行求：(1)线框 刚进入磁场时，线框中感应电流的大小；(2)线框 刚进入磁场时， M、N 两点间的电压 3)在线框从 刚进入磁场到 刚穿出磁场的过程中，水平拉力对线框所做的功 W.【审题指导】(1)割磁感线产生感应电动势， 路端电压(2)线框匀速穿过磁场，水平拉力做的功等于进出磁场过程中产生的焦耳热之和【解析】(1)线框 在磁场中运动时，感应电动势 E )M、N 两点间的 12、电压E 4(3)只有 在磁场中时，线框运动的时间 t I 22Q 边在磁场中运动时，线框中产生的焦耳热2 1Q 2 案】(1) (2) 3)4 2轨杆”模型一、模型特点1 “导轨杆”模型又分为“ 单杆”型和“双杆”型；放置方式可分为水平、竖直和倾斜2导体棒在导轨上切割磁感线运动，发生电磁感应现象3导体棒受到的安培力为变力，在安培力的作用下做变加速运动4当安培力与其它力平衡时，导体棒速度达到稳定，称为“收尾速度”二、解题思路1涉及瞬时速度问题，用牛顿第二定律求解2求解导体棒稳定速度，用平衡条件求解，如 安 ，F 安 及能量问题，用动能定理或功能关系来求解三、两类常见的模型类型 “电动电”型 “动电。