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高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義十、電磁感應(yīng)內(nèi)容要求說明78.電磁感應(yīng)現(xiàn)象,磁通量.法拉第電磁感應(yīng)定律.楞次定律Ⅱ1、導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,只限于L垂直于B、v的情況。2、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里,不要求判斷內(nèi)電路中各點(diǎn)電勢(shì)的高低。79.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).右手定則Ⅱ80.自感現(xiàn)象Ⅰ81.日光燈Ⅰ高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義在電磁感應(yīng)一章主要要解決三個(gè)基本問題1、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是什么?2、感應(yīng)電流的方向如何判斷?3、感應(yīng)電流的大小(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))應(yīng)如何計(jì)算?

楞次定律解決了感應(yīng)電流的方向判斷問題,法拉第電磁感應(yīng)定律用于計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,而感應(yīng)電流的大小只需運(yùn)用閉合電路歐姆定律即可確定。因此,楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)這一章的重點(diǎn)。

另外,電磁感應(yīng)的規(guī)律也是自感、交變電流、變壓器等知識(shí)的基礎(chǔ),與實(shí)際生活聯(lián)系較多,因而在電磁學(xué)中占據(jù)了舉足輕重的地位。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義全章可分為三個(gè)單元:第一單元:磁通量產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

楞次定律和右手定則第二單元:法拉第電磁感應(yīng)定律和切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

第三單元:自感現(xiàn)象日光燈原理高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義復(fù)習(xí)單元的劃分及課時(shí)按排1、磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

楞次定律和右手定則(2課時(shí))2、法拉第電磁感應(yīng)定律及切割式(3課時(shí))3、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中綜合問題(4課時(shí))4、自感現(xiàn)象日光燈原理(1課時(shí))高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義第一單元:磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

楞次定律和右手定則一、磁通量Φ

勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量Φ=BS1、S與B垂直:3、S與B不垂直不平行:Φ=B⊥S=BS⊥=Bscosα(1)磁通量的物理意義就是穿過某一面積的磁感線條數(shù).(非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的求解)(2)S是指閉合回路中包含磁場(chǎng)的那部分有效面積Badbcα2、S與B平行:Φ=0高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義(3)磁通量雖然是標(biāo)量,卻有正負(fù)之分

磁通量如同力做功一樣,雖然是標(biāo)量,卻有正負(fù)之分,如果穿過某個(gè)面的磁通量為Ф,將該面轉(zhuǎn)過180°,那么穿過該面的磁通量就是-Ф.

如圖甲所示兩個(gè)環(huán)a和b,其面積Sa<Sb,它們套在同一磁鐵的中央,試比較穿過環(huán)a、b的磁通量的大???高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義(4)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)

磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)影響。同理,磁通量的變化量也不受匝數(shù)的影響。二、磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1例:如圖11-2所示,以邊長(zhǎng)為50cm的正方形導(dǎo)線框,放置在的身強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知磁場(chǎng)方向與水平方向成37°角,求線框繞其一邊從水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中磁通量的變化量高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義三、感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))產(chǎn)生的條件

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:只要穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化.

產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:滿足產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的同時(shí),電路必須是閉合的。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義【例】如圖所示,開始時(shí)矩形線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直,且一半在磁場(chǎng)內(nèi),一半在磁場(chǎng)外,若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流,下列做法中可行的是()A、以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)B、以bd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°)C.以bd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°后,增大磁感強(qiáng)度D、以ac為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60°)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義四、感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))方向的判定:1.右手定則,

主要用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流的方向判定,應(yīng)用時(shí)要特別注意四指指向是電源內(nèi)部電流的方向.因而也是電勢(shì)升高的方向。

伸開右手,讓大拇指跟其余四指垂直,并與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線垂直(或斜著)穿過掌心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義2.楞次定律:

感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.【例】如圖所示,平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q中通過同方向、同強(qiáng)度的電流,矩形導(dǎo)線框abcd與P、Q處在同一平面中,從圖示中的位置I向右勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ,關(guān)于在這一過程中線框中的電流方向,正確的結(jié)論是()

A.沿abcda方向不變

B.沿adcba方向不變

C.由沿abcda方向變?yōu)檠豠dcba方向

D.由沿adcba方向變?yōu)檠豠bcda方向高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義【例】一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),已知線圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時(shí),順著磁場(chǎng)的方向看去,線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為位置Ⅰ 位置ⅡA.逆時(shí)針方向逆時(shí)針方向B.逆時(shí)針方向順時(shí)針方向C.順時(shí)針方向順時(shí)針方向D.順時(shí)針方向逆時(shí)針方向高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例.如圖所示,有兩個(gè)同心導(dǎo)體圓環(huán)。內(nèi)環(huán)中通有順時(shí)針方向的電流,外環(huán)中原來無電流。當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時(shí),外環(huán)中有無感應(yīng)電流?方向如何?【例】如圖所示裝置中,cd桿原來靜止。當(dāng)ab

桿做如下那些運(yùn)動(dòng)時(shí),cd桿將向右移動(dòng)?A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向右加速運(yùn)動(dòng)C.向左加速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)電I磁B(安培定則)磁B(I,或動(dòng)q)力F或f(左手定則)磁B(

v)電I(右手定則)原因結(jié)果歸納:高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大線圈M相連接,要使小導(dǎo)線圖N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是(兩線線圈共面放置)()A.向右勻速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向右加速運(yùn)動(dòng)練習(xí):兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上,其中A為均勻帶電絕緣環(huán),B為導(dǎo)體環(huán),當(dāng)A以如圖所示方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí),B產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流,則()A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小

B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小

D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義【例】如圖所示,固定在水平面內(nèi)的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N,兩根導(dǎo)體棒中P、Q平行放于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()A.P、Q將互相靠攏B.P、Q將互相遠(yuǎn)離C.磁鐵的加速度仍為gD.磁鐵的加速度小于g對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義還可以推廣為,感應(yīng)電流的效果總是要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。①產(chǎn)生安培力,改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)②產(chǎn)生安培力,使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì);③阻礙原電流的變化.(自感現(xiàn)象)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義【例】如圖所示,有一圓環(huán),在其左側(cè)放著一條形磁鐵,當(dāng)把磁鐵向右移動(dòng)時(shí),判斷環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí),從紙外向紙內(nèi)看,線框ab將()A.保持靜止不動(dòng)B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但電源極性不明,無法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,蹄形磁鐵的N、S極之間放置一個(gè)線圈abcd,磁鐵和線圈都可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng),若磁鐵按圖示方向繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的運(yùn)動(dòng)情況是:()A.俯視,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同.B.俯視,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同.C.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但開始時(shí)轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速,以后會(huì)與磁鐵轉(zhuǎn)速一致.D.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速總小于磁鐵的轉(zhuǎn)速.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義第二單元:法拉第電磁感應(yīng)定律和切割感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一、法拉第電磁感應(yīng)定律1、表述:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.2、公式:E=k·ΔΦ/Δtk為比例常數(shù),當(dāng)E、ΔΦ、Δt都取國(guó)際單位時(shí),k=1,所以有E=ΔΦ/Δt

若線圈有n匝,則相當(dāng)于n個(gè)相同的電動(dòng)勢(shì)ΔΦ/Δt串聯(lián),所以整個(gè)線圈中的電動(dòng)勢(shì)為E=n·ΔΦ/Δt。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義3、磁通量Φ、磁通量的變化量△Φ、磁通量的變化率(ΔΦ/Δt)的意義

物理意義與電磁感應(yīng)的關(guān)系磁通量Ф穿過回路的磁感線的條數(shù)無關(guān)磁通量變化△Ф穿過回路的磁通量的變化量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件磁通量變化率ΔΦ/Δt穿過回路的磁通量的變化快慢

決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

例、如圖所示,將一條形磁鐵插入某一閉合線圈,第一次用,第二次用,設(shè)插入方式相同,試求:(1)兩次線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比?(2)兩次線圈之中平均電流之比?(3)兩次通過線圈的電量之比?高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,在外力控制下靜止不動(dòng),磁感線方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示,t=0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里,在0-4s時(shí)間內(nèi),線框ab邊受安培力隨時(shí)間變化的圖象(力的方向規(guī)定以向左為正方向),可能如圖乙中()高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義二、關(guān)于公式E=BLv的正確理解(1)當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向既跟導(dǎo)體本身垂直又跟磁感線垂直時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,E=BLv

;導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁感線平行時(shí),不切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零;θ=0°或θ=180°時(shí)E=0;導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向和磁感線不垂直不平行時(shí),分解v或B,取垂直分量進(jìn)行計(jì)算。(2)此公式用于勻強(qiáng)磁場(chǎng),導(dǎo)體各部分切割磁感線速度相同情況。(3)若導(dǎo)體各部分切割磁感線速度不同,可取其平均速度求電動(dòng)勢(shì)。

(4)公式中的L指有效切割長(zhǎng)度。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

例、直接寫出圖示各種情況下導(dǎo)線兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式已知)答案:①E=Blvsinθ;②E=2BRv;③E=BRv高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,abcd區(qū)域里有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有一豎直的圓環(huán)使它勻速下落,在下落過程中,它的左半部通過水平方向的磁場(chǎng).o是圓環(huán)的圓心,AB是圓環(huán)豎直的直徑。則()A.當(dāng)A與d重合時(shí),環(huán)中電流最大

B.當(dāng)O與d重合時(shí),環(huán)中電流最大C.當(dāng)O與d重合時(shí),環(huán)中電流最小

D.當(dāng)B與d重合時(shí),環(huán)中電流最大高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌間距為d,一端跨接電阻為R,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直平行導(dǎo)軌平面,一根長(zhǎng)金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置,棒與導(dǎo)軌的電阻不計(jì),當(dāng)棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導(dǎo)軌上滑行時(shí),通過電阻的電流是()A.Bdv/(Rsinθ)B.Bdv/RC.Bdvsinθ/RD.Bdvcosθ/R高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用,因此,電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起。解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題,不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律,如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左右手定則、安培力的計(jì)算公式等,還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律,如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律等。要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來應(yīng)用。由于安培力和導(dǎo)體中的電流、運(yùn)動(dòng)速度均有關(guān),所以對(duì)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析十分必要。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義問題:豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),上端串有電阻R。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中的運(yùn)動(dòng)情況并確定能表征其最終運(yùn)動(dòng)情況的物理量的值.(其余導(dǎo)體部分的電阻都忽略不計(jì))基本思路:受力分析------運(yùn)動(dòng)分析三個(gè)認(rèn)識(shí):①?zèng)Q定導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)鍵是F安與mg的關(guān)系。②F安與速度v成正比③F安最終與mg的關(guān)系mgF安高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義變形1:水平放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),上端串有電阻R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下,有一根導(dǎo)體棒ab,與導(dǎo)軌接觸良好,用恒力F作用在ab上,由靜止開始運(yùn)動(dòng),不計(jì)摩擦。分析ab的運(yùn)動(dòng)情況,并求ab的最大速度。abBRF分析:ab在F作用下向右加速運(yùn)動(dòng),切割磁感應(yīng)線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流又受到磁場(chǎng)的作用力f,畫出受力圖:F1a=(F-F安)/mvE=BLvI=E/RF安=BILFF2最后,當(dāng)f=F時(shí),a=0,速度達(dá)到最大,F(xiàn)F3F=f=BIL=B2L2vm/Rvm=FR/B2L2vm稱為收尾速度.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義變形2:如圖所示,豎直平行導(dǎo)軌間距l(xiāng)=20cm,導(dǎo)軌頂端接有一電鍵K。導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦,ab的電阻,質(zhì)量m=10g,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),整個(gè)裝置處在與軌道平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感強(qiáng)度B=1T。當(dāng)ab棒由靜止釋放0.8s后,突然接通電鍵,不計(jì)空氣阻力,設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)。求ab棒的最大速度和最終速度的大小。(g取10m/s2)Kab高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義情景和問題1:電阻Rab的導(dǎo)體ab沿光滑導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng),線框中接有電阻。線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線框平面。導(dǎo)體ab的長(zhǎng)度,運(yùn)動(dòng)的速度v=5m/s.線框的電阻不計(jì)。(1)導(dǎo)體ab所受安培力的大小F=_________.方向_________.使導(dǎo)體ab向右勻速運(yùn)動(dòng)所需的外力F’=___________.(2)外力做功的功率P’=F’v=____________W.(3)電源的功率即感應(yīng)電流的功率P=EI=________W.(4)電源內(nèi)部消耗的功率p1=________W,電阻R上消耗的功率p2=________W.電磁感應(yīng)中的能量問題

從能量的角度分析一下,能量是怎樣轉(zhuǎn)化的,轉(zhuǎn)化中是否守恒?向左高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義情景和問題2:豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),上端串有電阻R。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m,與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中能量的轉(zhuǎn)化情況,并確定能表征其最終能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量的值.(1)加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)重力勢(shì)能動(dòng)能和電能電能內(nèi)能(2)勻速運(yùn)動(dòng)重力勢(shì)能電能內(nèi)能從功是能量轉(zhuǎn)化的量度去思考:①重力勢(shì)能為何減???②動(dòng)能為何增加,為何不變?③電能為何增加?④內(nèi)能為何增加?高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

重要結(jié)論:安培力做負(fù)功就將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能,做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能;W安培力=-ΔE電能重力做功的過程是重力勢(shì)能減少的過程;合外力(重力和安培力)做功的過程是動(dòng)能增加的過程;安培力做負(fù)功的過程是電能增加的過程.電流(電場(chǎng)力)做功的過程是電能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程。勻速運(yùn)動(dòng)時(shí):高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義1.應(yīng)當(dāng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律.注意:安培力做負(fù)功就將其它形式能轉(zhuǎn)化為電能,做正功將電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能;分析方法簡(jiǎn)介:2.清楚有哪些力做功,從而知道有哪些形式的能量參與了相互轉(zhuǎn)化.3.然后利用功能關(guān)系和能量守恒列出方程求解.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義專題:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中綜合問題一、電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用問題的處理思路1、確定電源:產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路就相當(dāng)于電源,利用法拉第電磁感應(yīng)定律確定其電動(dòng)勢(shì)的大小,利用楞次定律確定其正負(fù)極.

需要強(qiáng)調(diào)的是:在電源內(nèi)部電流是由負(fù)極流向正極的,在外部從正極流向外電路,并由負(fù)極流入電源.如無感應(yīng)電流,則可以假設(shè)電流如果存在時(shí)的流向.2、分析電路結(jié)構(gòu),畫等效電路圖.3、利用電路規(guī)律求解,主要有歐姆定律,串并聯(lián)規(guī)律等.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例題:用同樣材料和規(guī)格的導(dǎo)線做成的圓環(huán)a和b,它們的半徑之比ra:rb=2:1,連接兩圓環(huán)部分的兩根直導(dǎo)線的電阻不計(jì)且靠的很近,均勻變化的磁場(chǎng)具有理想的邊界(邊界寬于圓環(huán)直徑)如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度以恒定的變化率變化.那么當(dāng)a環(huán)置于磁場(chǎng)中與b環(huán)置于磁場(chǎng)中兩種情況下,直導(dǎo)線中上下A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差之比U1/U2為

.BABA高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例:如圖所示,平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(方向向里)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,間距為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng),左端電阻為R,其余電阻不計(jì),導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器。現(xiàn)有一長(zhǎng)2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上,ab以a為軸順時(shí)針以角速度ω勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過R的電量為多少?分析:要注意電路結(jié)構(gòu)的分析及金屬棒切割過程的分析.ab沿軌道滑動(dòng)的過程中,棒上電源電動(dòng)勢(shì)不斷增大,通過R的電流不斷增大,電容器不斷被充電;當(dāng)棒即將脫離軌道時(shí),R上電流達(dá)到最大,C被充電量同時(shí)也達(dá)到最大.當(dāng)棒離開軌道時(shí),C放電,所有電荷通過RCR高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義(1)設(shè)ab棒以a為軸旋轉(zhuǎn)到b端剛脫離導(dǎo)軌的過程中,通過R的電量為Q1根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律得:由電流定義I=Q/t得:在這一過程中電容器充電的總電量Q=CUm,Um為ab棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。即解得:(2)當(dāng)ab棒脫離導(dǎo)軌后C對(duì)R放電,通過R的電量為Q2,所以整個(gè)過程中通過R的總電量為:Q=Q1+Q2高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例題:半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi)有均勻磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場(chǎng)同心地放置,磁場(chǎng)與環(huán)面垂直,其中,,金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2,兩燈的電阻均為R=2Ω,一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好,棒與環(huán)的電阻均忽略不計(jì)(1)若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動(dòng),求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時(shí)(如圖所示)MN中的電動(dòng)勢(shì)和流過燈L1的電流。(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O′以O(shè)O′為軸向上翻轉(zhuǎn)90o,若此時(shí)磁場(chǎng)隨時(shí)間均勻變化,其變化率為ΔB/Δt=4/π(T/s),求L1的功率。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義解析:(1)棒滑過圓環(huán)直徑OO`的瞬時(shí),MN中的電動(dòng)勢(shì)E1=B2av=0.2×0.8×5=0.8V①等效電路如圖(1)所示,流過燈L1的電流I1=E1/R=0.8/2=0.4A②(2)撤去中間的金屬棒MN,將右面的半圓環(huán)OL2O`以O(shè)O`為軸向上翻轉(zhuǎn)90o,半圓環(huán)OL1O`中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)于電源,燈L2為外電路,等效電路如圖(2)所示,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=ΔФ/Δt=0.5×πa2×ΔB/Δt=0.32V③L1的功率P1=E22/4R=1.28×102W圖(1)圖(2)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義解:ab棒由靜止開始自由下落時(shí)速度大小為v=gt=8m/s則閉合K瞬間,導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小I=Blv/R=4Aab棒受重力mg=0.1N,安培力F=BIL=0.8N.因?yàn)镕>mg,ab棒加速度向上,開始做減速運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流和受到的安培力逐漸減小,當(dāng)安培力F′=mg時(shí),開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。此時(shí)滿足B2l2vm

/R

=mg解得最終速度,vm=mgR/B2l2=1m/s。閉合電鍵時(shí)速度最大為8m/s。l=20cmR=0.4Ωm=10gB=1TKabmgF高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義變形3:豎直放置冂形金屬框架,寬1m,足夠長(zhǎng),一根質(zhì)量是,電阻的金屬桿可沿框架無摩擦地滑動(dòng).框架下部有一垂直框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度是,金屬桿MN自磁場(chǎng)邊界上方處由靜止釋放(如圖).求:(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度;(3)金屬桿運(yùn)動(dòng)的最大速度答:(1)(2)I=E/R=4Aa=(mg-F)/m=6m/s2;(3)

F=BIL=B2L2vm/R=mg

vm=mgR/B2L2=10m/s,E=BLv=0.4V;NM高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義拓展1:如圖所示,AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻,一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,求此過程中ab棒的最大速度.已知ab與導(dǎo)軌間無摩擦,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì).高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

變形:如圖所示,AB、CD是兩根足夠長(zhǎng)的固定平行金屬導(dǎo)軌,兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng),導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ,在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面斜向上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,在導(dǎo)軌的AC端連接一個(gè)阻值為R的電阻,一根質(zhì)量為m、垂直于導(dǎo)軌放置的金屬棒ab,從靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,求此過程中ab棒的最大速度.已知ab與導(dǎo)軌間摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻都不計(jì).解析:ab沿導(dǎo)軌下滑過程中受四個(gè)力作用,即重力mg,支持力FN

、摩擦力Ff和安培力F安,如圖所示,ab由靜止開始下滑后,將是所以這是個(gè)變加速過程,當(dāng)加速度減到a=0時(shí),其速度即增到最大v=vm,此時(shí)必將處于平衡狀態(tài),以后將以vm勻速下滑高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義ab下滑時(shí)因切割磁感線,要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)電磁感應(yīng)定律:E=BLv ①閉合電路AC

ba中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)閉合電路歐姆定律:I=E/R ②據(jù)右手定則可判定感應(yīng)電流方向?yàn)閍ACba,再據(jù)左手定則判斷它受的安培力F安方向如圖示,其大小為:

F安=BIL③取平行和垂直導(dǎo)軌的兩個(gè)方向?qū)b所受的力進(jìn)行正交分解,應(yīng)有:FN=mgcosθFf=μmgcosθ由①②③可得以ab為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律應(yīng)有:mgsinθ–μmgcosθ-=maab做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)最大因此,ab達(dá)到vm時(shí)應(yīng)有:mgsinθ–μmgcosθ-=0④高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義由④式可解得注意:在分析運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的受力時(shí),常畫出側(cè)面圖或截面圖.拓展2:如圖所示,兩根間距為l的光滑金屬導(dǎo)軌(不計(jì)電阻),由一段圓弧部分與一段無限長(zhǎng)的水平段部分組成.其水平段加有豎直向下方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌水平段上靜止放置一金屬棒cd,質(zhì)量為2m,電阻為2r.另一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒ab,從圓弧段M處由靜止釋放下滑至N處進(jìn)入水平段,圓弧段MN半徑為R,所對(duì)圓心角為60°,求:(1)ab棒在N處進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)速度多大?此時(shí)棒中電流是多少?(2)cd棒能達(dá)到的最大速度是多大?

高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義解析:(1)ab棒由靜止從M滑下到N的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,所以到N處速度可求,進(jìn)而可求ab棒切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和回路中的感應(yīng)電流.ab棒由M下滑到N過程中,機(jī)械能守恒,故有:解得:進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)瞬間,回路中電流強(qiáng)度為

(2)設(shè)ab棒與cd棒所受安培力的大小為F,安培力作用時(shí)間為t,ab

棒在安培力作用下做減速運(yùn)動(dòng),cd棒在安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩棒速度達(dá)到相同速度v`時(shí),電路中電流為零,安培力為零,cd達(dá)到最大速度.運(yùn)用動(dòng)量守恒定律得解得高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義變形:在如圖所示的水平導(dǎo)軌上(摩擦、電阻忽略不計(jì)),有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B,導(dǎo)軌左端的間距為L(zhǎng)1=4l0,右端間距為L(zhǎng)2=l0。今在導(dǎo)軌上放置AC、DE兩根導(dǎo)體棒,質(zhì)量分別為m1=2m0,m2=m0,電阻R1=4R0,R2=R0。若給AC棒初速度V0向右運(yùn)動(dòng),求AC棒運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生的總焦耳熱QAC,以及通過它的總電量q。(軌道足夠長(zhǎng)以至AC始終在左邊寬軌道上運(yùn)動(dòng))高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義變形:如圖(1)所示,電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd,邊長(zhǎng)ab=L,ad=h,質(zhì)量為m,從某一高度自由落下,通過一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h,線圈cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)就恰好開始做勻速運(yùn)動(dòng),那么在線圈穿越磁場(chǎng)的全過程,線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少?安培力做功為多少?(不考慮空氣阻力)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義拓展1:兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為L(zhǎng)。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd,構(gòu)成矩形回路,如圖所示.兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m,電阻皆為R,回路中其余部分的電阻可不計(jì).在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行.開始時(shí),棒cd靜止,棒ab有指向棒cd的初速度v0.若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸,求:在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少?.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義拓展2:如圖所示,電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的、長(zhǎng)L為1m、質(zhì)量m為的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與框架平面垂直。當(dāng)導(dǎo)體棒上升時(shí),獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J,電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí),電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r為1Ω,不計(jì)框架電阻及一切摩擦,求:(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度;(2)棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間。問題分解:①電動(dòng)機(jī)的輸出功率為多少?②穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出功率與那些功率相同?③棒中電功率與速度的關(guān)系如何?由此關(guān)系計(jì)算穩(wěn)定速度。④從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度過程中的功能關(guān)系如何?⑤此過程中電動(dòng)機(jī)輸出功的表達(dá)式如何?由以上兩式計(jì)算時(shí)間高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示光滑平行金屬軌道abcd,軌道的水平部分bcd處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,bc部分平行導(dǎo)軌寬度是cd部分的2倍,軌道足夠長(zhǎng)。將質(zhì)量為m相同的金屬棒P和Q分別置于軌道的ab段和cd段。P棒位于距水平軌道高為h的地方,放開P棒,使其自由下滑,求(1)P棒和Q棒的最終速度;(2)回路中產(chǎn)生的內(nèi)能。(軌道足夠長(zhǎng)以至P始終在左邊寬軌道上運(yùn)動(dòng))高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌,處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(紙面)向里.導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的,距離為l1;c1d1段與c2d2段也是豎直的,距離為l2.x1y1與x2y2為兩根用不可伸長(zhǎng)的絕緣輕線相連的金屬細(xì)桿,質(zhì)量分別為m1和m2,它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸.兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R.F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力.已知兩桿運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),已勻速向上運(yùn)動(dòng),求此時(shí)作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率.分析:解答問題的兩個(gè)關(guān)鍵:一是利用系統(tǒng)的平衡狀態(tài)求解兩棒運(yùn)動(dòng)的速度;二是功率求解方法的選擇;三是能量守恒定律的應(yīng)用.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義解析:設(shè)桿向上的速度為v,因桿的運(yùn)動(dòng),兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少,從而磁通量也減少。由法拉第電磁感應(yīng)定律,回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小

電流沿順時(shí)針方向。兩金屬桿都要受到安培力作用,作用于桿x1y1的安培力為方向向上,回路中的電流

作用于桿x2y2的安培力為方向向下,當(dāng)桿作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有

解以上各式得

作用于兩桿的重力的功率的大小電阻上的熱功率

高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

電磁感應(yīng)的圖象問題是高考中的熱點(diǎn)問題,它要求考生做到三會(huì):會(huì)識(shí)圖——認(rèn)識(shí)圖象,理解圖象的物理意義;會(huì)作圖——依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律畫出相應(yīng)的圖象;會(huì)用圖——能用圖象分析、描述電磁感應(yīng)過程,用圖象法解決問題。

電磁感應(yīng)的圖象主要涉及磁感強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖象,即B-t圖像、Φ-t圖象、e-t圖象、i-t圖象等。對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε和感應(yīng)電流i隨位移變化的圖象,即e-x圖象、i-x圖象等。

在研究這些圖象時(shí),主要弄清坐標(biāo)軸表示的物理量、截距、斜率等的物理意義,要注意相關(guān)規(guī)律的應(yīng)用,如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等,有時(shí)還需要應(yīng)用力學(xué)規(guī)律來分析加速度、速度等。通常我們遇到的電磁感應(yīng)圖象問題可以分為圖象的選擇、描繪、關(guān)聯(lián)和計(jì)算,下面舉例分析。四、電磁感應(yīng)中的圖像問題高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義1.圖象的選擇

題目中有對(duì)物理過程或物理規(guī)律的敘述,給出備選圖象,讓考生選出符合題意的圖像。解決這類問題可以有兩種方法:一種是“排除法”,即排除與題目要求相違背的圖象,選出正確圖象;另一種是“對(duì)照法”,即按照題目要求應(yīng)用相關(guān)規(guī)律畫出正確的草圖,再與選項(xiàng)對(duì)照解決。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義題9—1圖v40cm

AOit/s31245題9—2圖it/sO31245Bit/sO31245Cit/sO31245D例:(1998年全國(guó)高考試題)如圖9—1所示,一寬40cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向。一邊長(zhǎng)為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi),以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場(chǎng)區(qū)域,在運(yùn)動(dòng)過程中,線框有一邊始終與磁場(chǎng)區(qū)域的邊界平行。取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0,在圖9—2所示的圖線中,正確反映感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是()高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):圖中A是一邊長(zhǎng)為l的方形線框,電阻為R。今維持線框以恒定的速度沿x軸運(yùn)動(dòng),并穿過圖中所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B區(qū)域。若以x軸正方向作為力的正方向,線框在圖示位置的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn),則磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力F隨時(shí)間t的變化圖線為圖中的圖()。圖1注意題中規(guī)定的力的正方向。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

例:(1999年上海高考試題)如圖8—1所示,豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路,導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán),導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖8—2所示的方式隨時(shí)間變化時(shí),導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力?()abcd題8——1DOBtAOBtBOBtCOB題8—2圖t高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義2.圖象的描繪

題目中給出物理過程、物理現(xiàn)象或規(guī)律,要求考生作出符合實(shí)際或題意的圖象。解決這類問題的方法是,首先應(yīng)仔細(xì)分析物理現(xiàn)象,弄清物理過程,求解有關(guān)物理量或分析其與相關(guān)物理量間的變化關(guān)系,盡可能求出相關(guān)物理量之間的關(guān)系式(解析式),然后作出圖象。在描繪圖象時(shí),要注意物理量的單位、坐標(biāo)軸標(biāo)度、函數(shù)圖象的特征及變化趨勢(shì)等。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例:在圖1所示區(qū)域(圖中直角坐標(biāo)系Oxy的1、3象限)內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度方向垂直于圖面向里,大小為B、半徑為l、圓心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在圖面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線框回路電阻為R。(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感應(yīng)電流的頻率f。(2)在圖2上畫出線框轉(zhuǎn)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像(規(guī)定與圖1中線框的位置相應(yīng)的時(shí)刻為t=0)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):圖中abcd為一邊長(zhǎng)為l、具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線框,位于水平面內(nèi),bc邊中串接有電阻R,導(dǎo)線的電阻不計(jì)。虛線表示一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的邊界,它與線框的ab邊平行。磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2l,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下。線框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力作用下,沿光滑水平面運(yùn)動(dòng),直到通過磁場(chǎng)區(qū)域。已知ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線框便變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng),此時(shí)通過電阻R的電流的大小為i0,試在i-x坐標(biāo)上定性畫出:從導(dǎo)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中,流過電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置坐標(biāo)x變化的曲線。(不考慮電流的方向)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義3.圖象的關(guān)聯(lián)

所謂圖像的關(guān)聯(lián)指的是兩個(gè)圖象之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系,也可以是互為因果關(guān)系,可以通過相關(guān)規(guī)律由一個(gè)圖象推知另一個(gè)圖象。處理這類問題,首先要讀懂已知圖象表示的物理規(guī)律或物理過程,特別要注意兩個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)間段各物理量的分析(如斜率),然后再根據(jù)所求圖象與已知圖象的聯(lián)系,進(jìn)行判斷。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例:一矩形線圈位于一隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),磁場(chǎng)方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里,如圖甲所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨t的變化規(guī)律如圖乙所示。以I表示線圈中的感應(yīng)電流,以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正,則以下的圖中(圖丙)正確的是()高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義4.用圖象計(jì)算或求解問題

物理解題的基本依據(jù)是物理概念與物理規(guī)律,而物理概念所具備的物理含意及物理規(guī)律所反映的物理關(guān)系??梢杂脠D象的形式給出形象表達(dá),這就使得物理圖象具備了一定的解題功能。既可以根據(jù)所給圖像中包含的物理量求解問題,也可以根據(jù)題意把抽象的物理過程用圖線表示出來,運(yùn)用圖象直觀、簡(jiǎn)明的特點(diǎn),分析解決物理問題。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例:如圖所示,在水平面上固定著兩根相距20cm的相互平行的無電阻導(dǎo)電軌道P和Q,軌道上橫置著兩根質(zhì)量均為、電阻均為的金屬棒a和b,兩棒也相距20cm,它們與軌道的最大靜摩擦力均為各自重力的一半。從某時(shí)刻起在軌道范圍內(nèi)出現(xiàn)了豎直方向的、按圖的規(guī)律變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),求金屬棒a、b開始運(yùn)動(dòng)前,釋放的熱量一共是多少?高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):(哈師大附中、東北師大附中、遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)06聯(lián)考)一正方形閉合導(dǎo)線框abcd,邊長(zhǎng),各邊電阻為1Ω,bc邊位于x軸上,在x軸原點(diǎn)O右方有寬、磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖所示,當(dāng)線框以恒定速度4m/s沿x軸正方向穿越磁場(chǎng)區(qū)域過程中,下面?zhèn)€圖可正確表示線框進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)過程中,ab邊兩端電勢(shì)差Uab隨位置變化情況的是()高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義第三單元:自感現(xiàn)象日光燈原理一、自感1.自感現(xiàn)象是指導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,自感電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中的電流的變化率成正比.公式:E=L△I/△t2.自感電動(dòng)勢(shì)的方向:自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化(同樣遵循楞次定律).當(dāng)原來電流在增大時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相反,當(dāng)原來電流在減小時(shí),自感電動(dòng)勢(shì)與原來電流方向相同,另外,“阻礙”并非“阻止”,電流還是在變化的.3.自感系數(shù)(1)自感系數(shù)是描述導(dǎo)體(注意:不只是線圈)通過本身的電流變化所引起阻礙作用力大小的一個(gè)物理量。其數(shù)值與導(dǎo)體中是否有電流,電流的大小,電流是否發(fā)生變化均沒有關(guān)系。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義(2)線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)。(3)自感系數(shù)的單位是亨利,簡(jiǎn)稱亨,符號(hào)是H。4.自感線圈在電路中的作用:

即通過自感線圈中的電流不能突變,由于自感線圈對(duì)電流變化的延遲作用,電流從一個(gè)值變到另一個(gè)值總需要時(shí)間:①剛閉合電路時(shí),線圈這一支路相當(dāng)于開路即此時(shí)I=0;②電路閉合一段時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定后,線圈相當(dāng)于導(dǎo)線或電阻;③電路剛斷開時(shí),線圈相當(dāng)于一個(gè)電源,該電源會(huì)重新建立一個(gè)回路,但線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時(shí)保持一致.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義【例】如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略不計(jì),下列說法中正確的是()A.合上開關(guān)S接通電路時(shí),A2先亮A1后亮,最后一樣亮B.合上開關(guān)S接通電路時(shí),A1和A2始終一樣亮C.?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時(shí),A2立即熄滅,A1過一會(huì)熄滅D.?dāng)嚅_開關(guān)S切斷電路時(shí),A1和A2都要過一會(huì)才熄滅高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖所示,電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻均可忽略不計(jì),兩個(gè)電阻的阻值都是R,電鍵K原來打開著,電流為I0,今合上電鍵將一電阻短路,于是線圈中有自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生,此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)()A.有阻礙電流的作用,最后電流由I0減小到零B.有阻礙電流的作用,最后電流總小于I0C.有阻礙電流增大的作用,因而電流I0保持不變D.有阻礙電流增大的作用,因而電流最后還是增大到2I0高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義起動(dòng)器燈管鎮(zhèn)流器~220V二、日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、起動(dòng)器組成(1)燈管:管兩端各有一個(gè)燈絲,管內(nèi)充有微量的氬和稀薄汞蒸氣,管壁涂有熒光粉(2)鎮(zhèn)流器:是一個(gè)帶鐵芯的線圈,自感系數(shù)很大。(3)起動(dòng)器:是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡,里面有兩個(gè)電極,一個(gè)是固定不動(dòng)的靜觸片,另一個(gè)是用雙金屬片制成的U型動(dòng)觸片。高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義

例:如圖所示電路連接,關(guān)于日光燈發(fā)光情況的下列敘述中正確的是()

A、只接通開關(guān)K1,而K2、K3不接通,日光燈就能夠正常發(fā)光B、只接通K1、K2,K3不接通,日光燈就能夠正常發(fā)光C、K3不接通,接通K1和K2后,再斷開K2,日光燈就能夠正常發(fā)光D、當(dāng)日光燈正常發(fā)光后,再接通K3,日光燈仍能正常發(fā)光K2燈管鎮(zhèn)流器~220VK3K1高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義原磁場(chǎng)方向磁通量變化感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象感應(yīng)電流方向(俯視,順、逆時(shí)針)B感與B原的方向(同向、反向)向上增加順時(shí)針向下反向向上減少逆時(shí)針向上同向SNSNNS增加向下向上逆時(shí)針反向NS向下減少順時(shí)針向下同向高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義(1)利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的一般步驟是:①明確閉合回路中引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)方向;②確定原磁場(chǎng)穿過閉合回路中的磁通量如何變化(是增大還是減小);③根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.(增反減同)

注意:“阻礙”不是阻止,阻礙磁通量變化指:磁通量增加時(shí),阻礙增加(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反,起抵消作用)(實(shí)際上磁通量還是增加);磁通量減少時(shí),阻礙減少(感應(yīng)電流的磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向一致,起補(bǔ)償作用)(實(shí)際上磁通量還是減小)。④利用安培定則(右手螺旋定則)確定感應(yīng)電流方向.高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義例:在圖11-1中,CDEF為閉合線圈,AB為電阻絲。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向下滑動(dòng)時(shí),線圈CDEF中的感應(yīng)電流在G處產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度的方向是“·”時(shí),電源的哪一端是正極?例:如圖所示,一條形磁鐵從靜止開始,穿過采用雙線繞成的閉合線圈,條形磁鐵在穿過線圈過程中可能A.減速運(yùn)動(dòng)B.勻速運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng)D.非勻變速運(yùn)動(dòng)高考物理電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)講義練習(xí):如圖,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aob(在紙面內(nèi)),磁場(chǎng)方向垂直紙面朝里,另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導(dǎo)軌之間接觸良好,金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)?,F(xiàn)經(jīng)歷以下四個(gè)過程:①以速率v移動(dòng)d,使它與ob的距離增大一倍;②再以速率v移動(dòng)c,使它與oa的距離減小一半;③然后,再以速率2v移動(dòng)c,使它回到原處;④最后以速率2v移動(dòng)d,使它也回到原處。設(shè)上述四個(gè)過程中通過電阻R的電量的大小依次

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