高三物理一轮复习 第九章 第3讲 电磁感应规律的综合应用.doc

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1、第3讲　电磁感应规律的综合应用(对应学生用书第161页)电磁感应中的电路问题1.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．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝BLv或E＝n.(2)路端电压：U＝IR＝E－Ir.【针对训练】1.图9－3－1用均匀导线做成的正方形的线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图9－3－1所示．当磁场以10T/s的变化率均匀增强时，线框中a、b两点间的电势差是

2、(　　)A．Uab＝0.1VB．Uab＝－0.1VC．Uab＝0.2VD．Uab＝－0.2V【解析】　由E＝＝＝10×0.02V＝0.2V，由楞次定律可知Uab＝－＝－0.1V，选项B正确．【答案】　B电磁感应的图象问题图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象问题类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出

3、正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(3)利用给出的图象判断或画出新的图象应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识等【针对训练】2.图9－3－2(2012·福建高考)如图9－3－2，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则选项图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是(　　)【解析】　

4、闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上，磁通量先增加后减少，由楞次定律可判断感应电流的方向要发生变化，D项错误；因穿过闭合铜环的磁通量的变化率不是均匀变化，所以感应电流随x的变化关系不可能是线性关系，A项错误；铜环由静止开始下落，速度较小，所以穿过铜环的磁通量的变化率较小，产生的感应电流的最大值较小，过O点后，铜环的速度增大，磁通量的变化率较大，所以感应电流的反向最大值大于正向最大值，故B项正确，C项错误．【答案】　B电磁感应现象中的能量问题1.能量的转化感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形

5、式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为内能．2．实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化．3．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．【针对训练】3.图9－3－3如图9－3－3所示，abcd是一个质量为m，边长为L的正方形金属线框．如从图示位置自由下落，在下落h后进入磁感应强度为B的磁场，恰好做匀速直线运动，该磁场的宽度也为

6、L.在这个磁场的正下方h＋L处还有一个未知磁场，金属线框abcd在穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动，那么下列说法正确的是(　　)A．未知磁场的磁感应强度是2BB．未知磁场的磁感应强度是BC．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgLD．线框在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为2mgL【解析】　设线圈刚进入第一个磁场时速度大小为v1，那么mgh＝mv，v1＝.设线圈刚进入第二个磁场时速度大小为v2，那么v－v＝2gh，v2＝v1.根据题意还可得到，mg＝，mg＝整理可得出Bx＝B，A、B两项均错．穿过两个磁场时

7、都做匀速运动，把减少的重力势能都转化为电能，所以在穿过这两个磁场的过程中产生的电能为4mgL，C项正确、D项错误．【答案】　C(对应学生用书第162页)电磁感应的电路问题1.电路分析的两个关键(1)确定等效电源的正负极、感应电流的方向、电势高低、电容器极板带电性质等问题，可以用右手定则或楞次定律解决．(2)根据闭合电路求解的电路中的总电阻、路端电压、电功率的问题，可以根据E＝BLv或E＝n和闭合电路欧姆定律等知识解决．2．解答电磁感应电路问题的三个步骤(1)确定电源：利用E＝n或E＝BLvsinθ求感应电动势的大小，

8、利用右手定则或楞次定律判断电流方向．如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．　如图9－3－4(a)所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L＝0.3m．导轨左端连接R