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.doc

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1、加强一讲 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E=n或E=Blvsinθ求感应电动势的大小,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

2、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9-3-1(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=0.6Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面的匀强磁场B=0.6T,磁场区域宽D=0.2m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m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=0.3Ω.导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度v=1.0m/s沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时

3、间内,不同时间段通过电阻R的电流强度,并在图9-3-1(b)中画出.图9-3-1【审题指导】 (1)细金属棒A1、A2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】 t1==0.2s在0~t1时间内,A1产生的感应电动势E1=BLv=0.18V.其等效电路如图甲所示.甲         乙由图甲知,电路的总电阻R0=r+=0.5Ω总电流为I==0.36A通过R的电流为IR==0.12A从A1离开磁场(t1=0.2s)至A2刚好进入磁场t2=的时间

4、内,回路无电流,IR=0,从A2进入磁场(t2=0.4s)至离开磁场t3==0.6s的时间内,A2上的感应电动势为E2=0.18V,其等效电路如图乙所示.由图乙知,电路总电阻R0=0.5Ω,总电流I=0.36A,流过R的电流IR=0.12A,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9-3-2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(∠aOb=90°)时,a、b两点的电势差为( 

5、 )图9-3-2A.BRv     B.BRvC.BRvD.BRv【解析】 圆环运动到图示位置时,切割磁感线的有效长度为2Rsin45°=R,圆环中感应电动势E=BLv=BRv,Uab=E=BRv,故D正确.【答案】 D电磁感应电路问题的分析方法 (1)“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.(3)根据E=Blv或E=n结合闭合电路欧姆定律、串并联电路知识和

6、电功率、焦耳定律等关系式联立求解.考点二[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9-3-3(2012·新课标全国高考)如图9-3-3,一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

7、长直导线平行.已知在t=0到t=t1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i随时间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

8、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】 A——————[1个预测例]—————— 图9-3-4(2013·新课标全国卷Ⅱ)如图9-3-4,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(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边

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