2014高考物理一轮复习讲义 第3讲 专题 电磁感应的综合应用.doc

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1、第3讲　专题：电磁感应的综合应用一、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)电源正、负极：用右手定则或楞次定律确定．(3)路端电压：U＝E－Ir＝IR.二、电磁感应图象问题图象类型(1)随时间变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)随位移x变化的图象如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正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感

2、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、函数图象知识等三、感应电流在磁场中所受的安培力1．安培力的大小由感应电动势E＝Blv，感应电流I＝和安培力公式F＝BIl得F＝.2．安培力的方向判断—四、电磁感应中的能量转化与守恒1．能量转化的实质-15-电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化．2．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，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为内能(或其他形式的能)．3．热量的计算电流(恒定)做功产生

3、的热量用焦耳定律计算，公式Q＝I2Rt.1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图①～④所示．下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是(　　)A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大解析：　由法拉第电磁感应定律E＝n可得，闭合回路产生的感应电动势取决于Φ－t图象的斜率的绝对值大小．图①中Φ－t图象的斜率为零，故感应电动势为零，A错误；图②中Φ－t图象斜率不变，故感应电动势为定值，B错误；

4、图③中回路中0～t1时间内Φ－t图象的斜率的绝对值大于t1～t2时间内Φ－t图象的斜率的绝对值，故在0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势，C错误；图④中Φ－t图象的斜率的绝对值先变小再变大，故回路产生的感应电动势先变小再变大，D正确．答案：　D2．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d间连有一固定电阻R，导轨电阻忽略不计，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)，现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动，令U

5、表示MN两端电压的大小，则(　　)A．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dB．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到bC．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dD．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b解析：　导体杆向右做匀速直线运动产生的感应电动势Blv，R和导体杆形成一串联电路，由分压原理得U＝·R＝Blv，由右手定则可判断出感应电流方向由N→M→b→d→N，故A选项正确．答案：　A3.如图所示，在光滑的水平面上，一质量为m＝0.1kg，半径为r＝0.5m，电阻为R＝0.5Ω的均匀金属圆环，以v0＝5m/s的初速度向一磁感应强度为B＝0.1T的

6、有界匀强磁场滑去(磁场宽度d＞2r-15-)．圆环的一半进入磁场历时2秒，圆环上产生的焦耳热为0.5J，则2秒末圆环中感应电流的瞬时功率为(　　)A．0.15W　　　B．0.2WC．0.3WD．0.6W解析：　圆环刚好有一半进入磁场时，设瞬时速度为v，由Q＝mv－mv2，解得v＝m/s，此时环上的瞬时感应电动势为E＝Bv×2r，故瞬时功率为P＝E2/R＝0.3W.答案：　C4.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下．金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则

7、(　　)A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电功率D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能解析：　设ab的速度为v，运动的加速度a＝，ab由静止先做加速度逐渐减小的加速运动，当a＝0后做匀速运动，则A选项错误；由能量守恒知．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能和ab增加的动能之和．ab克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，则B选项错误．D选项正确；当ab做匀速运动时，F＝BIL，外力F做功的功率等