專題4電磁感應(yīng)與電路

1、1專題專題4電磁感應(yīng)與電路電磁感應(yīng)與電路思想方法提煉思想方法提煉電磁感應(yīng)是電磁學(xué)的核心內(nèi)容，也是高中物理綜合性最強(qiáng)的內(nèi)容之一，高考每年必考。題型有選擇、填空和計(jì)算等，難度在中檔左右，也經(jīng)常會以壓軸題出現(xiàn)。在知識上，它既與電路的分析計(jì)算密切相關(guān)，又與力學(xué)中力的平衡、動量定理、功能關(guān)系等知識有機(jī)結(jié)合；方法能力上，它既可考查學(xué)生形象思維和抽象思維能力、分析推理和綜合能力，又可考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)知識(如函數(shù)數(shù)值討論、圖像法等)的能力。高考的熱點(diǎn)問題

2、和復(fù)習(xí)對策：高考的熱點(diǎn)問題和復(fù)習(xí)對策：1.運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流(電動勢)方向，運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律，計(jì)算感應(yīng)電動勢大小.注重在理解的基礎(chǔ)上掌握靈活運(yùn)用的技巧.2.矩形線圈穿過有界磁場區(qū)域和滑軌類問題的分析計(jì)算。要培養(yǎng)良好的分析習(xí)慣，運(yùn)用動力學(xué)知識，逐步分析整個(gè)動態(tài)過程，找出關(guān)鍵條件，運(yùn)用運(yùn)動定律特別是功能關(guān)系解題。3.實(shí)際應(yīng)用問題，如日光燈原理、磁懸浮原理、電磁阻尼等復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)多注意。此部分涉及的主要內(nèi)容有：此部分涉及的主要內(nèi)容有：

3、1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(1)產(chǎn)生條件：回路中的磁通量發(fā)生變化.(2)感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的是感應(yīng)電動勢，若回路是閉合的，則有感應(yīng)電流產(chǎn)生；若回路不閉合，則只有電動勢，而無電流.(3)在閉合回路中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分是電源，其余部分則為外電路.2.法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n，E=BLvsin?，注意瞬時(shí)值和平均值的計(jì)算方法不同.3.楞次定律三種表述：(1)感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化(涉及到：原磁場方向、磁通量增

4、減、感應(yīng)電流的磁場方向和感應(yīng)電流方向等四方面).右手定則是其中一種特例.(2)感應(yīng)電流引起的運(yùn)動總是阻礙相對運(yùn)動.(3)自感電動勢的方向總是阻礙原電流變化.4.相關(guān)鏈接(1)受力分析、合力方向與速度變化，牛頓定律、動量定理、動量守恒定律、勻速圓周運(yùn)動、功和能的關(guān)系等力學(xué)知識.(2)歐姆定律、電流方向與電勢高低、電功、電功率、焦耳定律等電路知識.(3)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律.感悟感悟滲透滲透應(yīng)用應(yīng)用【例1】三個(gè)閉合矩形線框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處在同一豎

5、直平面內(nèi)，在線框的正上方有一條固定的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自左向右的恒定電流，如圖所示，若三個(gè)閉合線框分別做如下運(yùn)動：Ⅰ沿垂直長直導(dǎo)線向下運(yùn)動，Ⅱ沿平行長直導(dǎo)線方向平動，Ⅲ繞其豎直中心軸OO′轉(zhuǎn)動.(1)在這三個(gè)線框運(yùn)動的過程中，哪些線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生方向如何(2)線框Ⅲ轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生【解析】此題旨在考查感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.根據(jù)直線電流周圍磁場的特點(diǎn)，判斷三個(gè)線框運(yùn)動過程中，穿過它們的磁通量是否發(fā)生變化.(1)長

6、直導(dǎo)線通有自左向右的恒定電流時(shí)，導(dǎo)線周圍空間磁場的強(qiáng)弱分布不變，但離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場越弱，磁感線越??；離導(dǎo)線距離相同的地方，磁場強(qiáng)弱相同.線框Ⅰ沿垂直于導(dǎo)線方向向下運(yùn)動，穿過它的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流產(chǎn)生的磁場方向t???3以r表示兩導(dǎo)軌間那段桿的電阻，回路中的電流為:(1)電阻R上消耗的電功率為:由于E和R均與?無關(guān)，所以r值最小時(shí)，PR值達(dá)最大.當(dāng)桿與導(dǎo)軌垂直時(shí)兩軌道間的桿長最短，r的值最小，所以PR最大時(shí)的?值為?=?2.

7、(2)桿上消耗的電功率為:Pr=要求Pr最大，即要求取最大值.由于顯然，r=R時(shí)，有極大值因每米桿長的電阻值為R，r=R即要求兩導(dǎo)軌間的桿長為1m，所以有以下兩種情況：①如果L≤1m，則?滿足下式時(shí)r=R1sin?=L所以?=arcsinL②如果L＞1m，則兩導(dǎo)軌間那段桿長總是大于1m，即總有r＞R由于在r＞R的條件下，上式隨r的減小而單調(diào)減小，r取最小值時(shí)，取最小值，取最大值，所以，Pr取最大值時(shí)?值為【例4】如圖所示，光滑的平行

8、導(dǎo)軌P、Q相距L=1m，處在同一水平面中，導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路，其中水平放置的平行板電容器C兩極板間距離d=10mm，定值電阻R1=R3=8Ω，R2=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場豎直向下穿過導(dǎo)軌面.當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(開關(guān)S斷開)時(shí)，電容器兩極板之間質(zhì)量m=11014kg、帶電量Q=11015C的微粒恰好靜止不動；當(dāng)S閉合時(shí)，微粒以加速度a=7ms2向下做勻加速運(yùn)動，取g=10ms2，求：(1)

9、金屬棒ab運(yùn)動的速度多大電阻多大(2)S閉合后，使金屬棒ab做勻速運(yùn)動的外力的功率多大【解析】(1)帶電微粒在電容器兩極板間靜止時(shí)，受向上的電場力和向下的重力作用而平衡，則得到:mg=求得電容器兩極板間的電壓由于微粒帶負(fù)電，可知上極板電勢高.由于S斷開，R1上無電流，R2、R3串聯(lián)部分兩端總電壓等于U1，電路中的感應(yīng)電流，即通過R2、R3的電流為:由閉合電路歐姆定律，ab切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=U1Ir①其中r為ab金屬棒的