高中物理鲁科版选修3-2学案：第1章-章末分层突破含解析

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1、章末分层突破知识体系反哺教初■

2、巩固层•知识整台电磁感应现象'产生感应电流的条件：穿过闭合屯路的①.能量转化：其他形式能转化为②感应电动势法拉第电磁<感应定律定义：在电磁感应现象中产生的电动势产生的条件：③发生变化表达式：E=®导体切割磁感线：^二⑤I导体转动切割磁感线^二⑥应用J涡流及其应用i磁卡和动圈式话筒［自我校对］①磁通量发生变化②电能③磁通量⑤Ble晶学思心得深化整合探究提刊OBOBOBOBOBOBOBOB■

3、提升层•能力强化、主题1电磁感应中的电路问题电磁感应与电路问题的联系就是电源与电路的连接问题.解决问题的关键就是

4、把电磁感应的问题等效转换成稳恒直流电路，其主要步骤是:1•确定电源应用闭合电路欧姆定律分析问题，应明确产生电动势的那部分导体相当于电源，该部分电路的电阻是电源的内阻，而其余部分电路则是用电器，是外电路.2.分析电路结构，画出等效电路图这一步的实施的本质是确定“分析”的到位与准确.承上启下，为下一步的处理做好准备.3・利用电路规律求解主要是欧姆定律、串并联电路、电功、电热.如图1・1所示，面积为0.2m2的100匝线圈力处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面.磁感应强度随时间变化的规律是S=(6-O.2Z)T,己知电路中的7?i=4Q,7

5、?2=6Q,电容C=30uF,线圈力的电阻不计.求：图1-1(1)闭合S后，通过7?2的电流大小.⑵闭合S—段时间后，再断开S,S断开后通过忌的电荷量是多少?【解析】⑴磁感应强度变化率的大小—=0.2T/s线圈力中的感应电动势的大小LBE=nS~^—=100X0.2X0.2V=4V通过7?2的电流:E4/=^+^=4+6A=0-4A-(2)忌两端的电压U=IR2=2A7电容器稳定后所带的电荷量2=Ct/=3X10_5X2.4C=7.2X10_5CS断开后通过&的电荷量为7.2X10_5C.【答案】(l)0.4A(2)7.2X10_5

6、C卜例如图1・2所示，直角三角形导线框Q比固定在匀强磁场中，必是一段长为/、电阻为7?的均匀导线，QC和比的电阻可不计，QC长度为£磁场的磁感强度为8,方向垂直纸面向里.现有一段长度为£电阻为学的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac,然后沿〃方向以恒定速度o向b端滑动，滑动中始终与QC平行并与导线框保持良好接触.当MN滑过的距离为彳时，导线QC中的电流是多大？【解析】设MN滑过的距离为彳时，它与处的接触点为P,如图所示.由几何关系可知长度为MP中的感应电动势E=^Blvf等效电路如图2RA/P段的电阻为r=

7、/?MacP和Mb

8、P两电路的并联电阻为由欧姆定律，PM中的电流/=2据并联电路的特点可知QC中的电流Iac=)I解得人=鶴2Blv【答案】5Rpd-语通关1解决这类问题的关键在于要清楚(1)谁是电源.用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线公式确定感应电动势的大小，分析清楚感应电动势是恒定的还是变化的；若是变化的，那么感应电动势随时间(或位置)的变化规律是怎样的.(2)谁是外电路.画出等效电路图，弄清外电路是如何连接的，是串联还是并联；外电路是不是稳定的，电路总电阻是恒定的还是变化的.主题2>电磁感应现象中的电荷量、能量问题(1)感应电荷量电磁感应现彖屮

9、流过导体某横截面的电荷量是一个不断积累的过程，是由于电路中磁通量发生变化，产生感应电流，使电路中的自由电荷定向移动的结果.求-E解此类问题要用平均感应电动势求出平均感应电流，进而求出电荷量q=I^t=-j△0A0该式中〃为线圈的匝数’△°为磁通量的变化量’7?为闭合电路的总电阻.可见，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，通过导线某横截面的电荷量q仅由线圈的匝数巾、磁通量的变化量厶0和闭合电路的电阻7?决定，与发生磁通量的变化量的时间无关.(2)能量问题在电磁感应现彖中其他形式的能向电能转化

10、，根据能量的转化与守恒定律，获得的电能等于其他形式能的减少量.当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能，如焦耳热.就本章而言，分析此类问题要从能量转化与守恒的角度着手，弄清各种能量形式的相互转化，然后应用能量守恒定律解题.卜例同如图1・3所示，纸面内有一矩形导体闭合线abed,必边长大于be边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次必边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为0,通过线框导体横截面的电荷量为°;第二次比边平行MN'XM进入磁场，线框上产生

11、的热量为@，通过线框导体横截面的电荷量为©，贝"）XXXXXXXXXBXXX图1-3A・q、=q2B・0i>02，qpq?C.0i=02，q=q2D・01=02，q>qzp【解析】根据法拉第电磁感应定律E=Blv.欧姆定律/=万和