高考物理复习专题知识点29-电磁感应规律的综合应用A4.pdf

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1、电磁感应规律的综合应用一．考点整理基本概念1．电磁感应中的电路问题：⑴内电路和外电路：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；该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的，其余部分是．⑵电源电动势和路端电压：电动势E=或E=nΔφ/Δt．路端电压：U=IR=．2．电磁感应现象中的动力学问题：⑴安培力的大小：F=BIl=．⑵安培力的方向：先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向；根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向．3．电磁感应现象中的能量问题：⑴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能，电流做功再

2、将电能转化为能．⑵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．4．电磁感应中的图象问题：⑴图象类型：电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量φ、感应电动势E和感应电流I等随______变化的图线，即B–t图线、φ–t图线、E–t图线和I–t图线．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势E和感应电流I等随________变化的图线，即E–x图线和I–x图线等．⑵两类图象问题：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．解决问题时需要分析磁通量的变化是否均匀，从而判断感应电动势（电

3、流）或安培力的大小是否恒定，然后运用__________或左手定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标中的范围．图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键．二．思考与练习思维启动1．用均匀导线做成的正方形线圈边长为l，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以ΔB/Δt的变化率增大时，则（）A．线圈中感应电流方向为acbdaB．线圈中产生的电动势E=(l2/2)(ΔB/Δt)C．线圈中a点电势高于b点电势D．线圈中a、b两点间的电势差为(l2/2)(ΔB/Δ

4、t)2．如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是（）3．如图所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程（）A．安培力对ab棒所做的功不相等

5、B．电流所做的功相等C．产生的总内能相等D．通过ab棒的电荷量相等4．半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感强度为B=0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R=2Ω．一金属棒MN与金属环接触良好,棒上单位长度的电阻为1Ω，环的电阻忽略不计．⑴若棒以v0=5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO′的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流；⑵撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°，若此时磁场随时间均匀变化

6、，ΔB4其变化率为＝T/s，求L1的功率．Δtπ三．考点分类探讨典型问题〖考点1〗电磁感应中的电路问题【例1】为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种“闪烁”装置．如图所示，自行车后轮由半径r1=5.0×10－2m的金属内圈、半径r2=0.40m的金属外圈和绝缘辐条构成．后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡．在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=30°．后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴转动．若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应

7、．⑴当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；⑵当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；⑶从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab–t图象；⑷若选择的是“1.5V，0.3A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价．【变式跟踪1】如图所示，在倾角为θ=37°的斜面内，放置