高考物理二輪復習簡易通 專題十 電磁感應與能量變化課件

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1、專題十電磁感應與能量變化命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號楞次定律、法拉第電磁感應定律電磁感應定律與其他知識的綜合課標全國2011T212012T19T202013T17()、T25()、T16()山東2011T222012T14T202013T18命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號楞次定律、法拉第電磁感應定律電磁感應定律與其他知識的綜合廣東2011T1520122013T36江蘇2011T2T52012T52013T13安徽2011T2020122013T16命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號楞次定律、法拉第電磁感應定律電磁感應定律與其他知識的綜合浙江2011T212012T252013T15福建2011T1720

2、12T182013T18海南2011T62012T52013T6說明：以下物理概念、規(guī)律的敘述中，在后面的()內(nèi)正確的打“”，錯誤的打“”1電流的周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象()2勻強磁場的磁感應強度B和在該磁場中與磁場方向垂直的平面面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，即BS.形象地說，磁通量就是穿過這個面的磁感線的條數(shù)公式BS只適用于勻強磁場，且面積S指完全處在垂直磁場方向的有效面積磁通量是標量，但有正、負之分()3產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化()4當一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場在它本身激發(fā)出感應電動勢，這種現(xiàn)象叫自感，由于自感產(chǎn)生的電動勢叫做自感電動勢

3、()5判斷感應電流方向的右手定則：讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w切割磁感線的運動方向，則四指的指向就是導體內(nèi)部所產(chǎn)生的感應電流的方向()6楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化()7楞次定律的推廣：感應電流的效果總是阻礙產(chǎn)生電流的原因()答案1.(訂正：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應電流)2.3.4.5.6.7.8.9.1應用楞次定律判斷感應電流方向的基本思路是什么？提示：運用楞次定律判定感應電流方向的基本思路可歸結(jié)為：“一原、二感、三電流”；從“阻礙磁通量變化”的角度來看，表現(xiàn)出“增反減同”，即若磁通量增加，感應電流

4、的磁場方向與原磁場方向相反；若磁通量減小，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同易錯：分不清兩個磁場原磁場和感應電流的磁場，誤認為阻礙就是兩磁場方向相反2如何計算平均感應電動勢和瞬時感應電動勢的大小？3安培定則，左、右手定則、楞次定律各適用于什么情況？提示：易混：綜合問題中選錯規(guī)律或伸錯手基本現(xiàn)象應用的定則或定律運動電荷、電流產(chǎn)生磁場安培定則磁場對運動電荷、電流有作用力左手定則電磁感應部分導體做切割磁感線運動右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律4電磁感應的圖象問題一般有哪些類型？分析解決它們的思路如何？提示：這些圖象問題大體上可分為兩類：(1)由給定的電磁感應過程選出或畫出正確圖象此類問題要注意以下

5、幾點：定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關系；在圖象中E、I、B等物理量的方向通過正負值來反映；畫圖象時要注意橫、縱坐標的單位長度的定義或表達(2)由給定的有關圖象分析電磁感應過程，求解相應的物理量不管是何種類型，電磁感應中的圖象問題常需利用右手定則、左手定則，楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律分析解決易錯：不進行子過程的劃分，建立不起數(shù)和形的關系5解決電磁感應與電路結(jié)合問題的一般思路是什么？提示：一般思路是“先源后路”第一步：確定電源用法拉第電磁感應定律求感應電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷感應電流的方向如果在一個電路中切割磁感線的有幾個部分且相互聯(lián)系，可等效成電源的串、并聯(lián)第二步：

6、分析電路結(jié)構找出等效的內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關系，畫出等效電路圖第三步：利用電路規(guī)律求解主要應用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解易失分：不能正確畫出等效電路，不能結(jié)合直流電路的有關規(guī)律列出方程6閉合電路的一部分導體(一般為導體棒)做切割磁感線的運動，產(chǎn)生的感應電流又受到安培力的作用安培力又怎樣影響導體棒的運動？分析此類問題的基本方法和關鍵是什么？提示：(1)安培力對導體棒運動的影響導體棒產(chǎn)生感應電動勢感應電流通電導體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應電動勢變化周而復始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導體達到穩(wěn)定狀態(tài)(2)基本方法用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動

7、勢的大小和方向求回路中的電流強度分析、研究導體受力情況(注意安培力用左手定則判定其方向)列動力學方程或平衡方程求解(3)動態(tài)問題分析要抓好研究對象的受力情況、運動情況的動態(tài)進行分析易失分：在分析此類問題時不進行受力分析和運動情況分析，盲目套用公式7電磁感應過程，就是能量轉(zhuǎn)化過程，則該過程涉及哪些能量的轉(zhuǎn)化？提示：(1)電磁感應過程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化如圖中金屬棒ab沿導軌由靜止下滑時，重力勢能減少，一部分用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應電流的電能，最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱，另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能若導軌足夠長，棒最終達穩(wěn)定狀態(tài)勻速運動時，重力勢能的減小則完全用來克服安培力做功，轉(zhuǎn)化為感應電流的

8、電能因此，從功和能的觀點入手，分析清楚電磁感應過程中能量轉(zhuǎn)化的關系，是解決電磁感應中能量問題的重要途徑之一(2)安培力做功和電能變化的特定對應關系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能易錯：對電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化關系和功能關系分析不透徹，不能根據(jù)這些關系正確列出方程求解8如何求解電磁感應中感應電荷的電荷量？感應電荷量與哪些因素有關？易錯：不用平均感應電動勢和平均感應電流求電荷量，誤認為EIt與電磁感應的時間t有關猜想一對電磁感應現(xiàn)象、右手定則和楞次定律的考查命題依據(jù)：由近

9、三年高考試題分析可知，該考點考查的內(nèi)容有物理學史、電磁感應現(xiàn)象及感應電流產(chǎn)生的條件，應用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向命題形式多以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等預計2014年高考命題的角度一是應用楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向；二是應用感應電流引起的作用效果判斷感應電流的方向下面設計的考題是從感應電流效果角度的一個命題，具有一定的新意和預測性試題設計1如圖1所示，兩個閉合的金屬圓環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，當條形磁鐵的N極自右向左插向圓環(huán)時，兩圓環(huán)的運動是()A邊向左移邊分開 B邊向左移邊合攏C邊向右移邊合攏 D邊向右移邊分開解析感應電流的磁場阻礙導體間的相對運動，故兩圓環(huán)都向左運動根

10、據(jù)楞次定律，條形磁鐵的N極自右向左插向圓環(huán)時，兩環(huán)中磁通量都增加，感應電流磁場都向右，產(chǎn)生同方向的感應電流，同向電流要相互吸引答案B猜想二對法拉第電磁感應定律的考查命題依據(jù)：由近幾年高考試題分析來看，該考點為高頻考點，命題角度為對磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率的理解動生電動勢的計算(導體棒平動切割、轉(zhuǎn)動切割磁感線兩種情況)，感生電動勢的計算，電磁感應中電荷量的計算等命題形式以選擇題和計算題為主，難度中等偏上預計2014年高考會以新的背景材料結(jié)合生活生產(chǎn)、實際科研成果等進行考查下面設計的考題以線框穿過有特殊邊界的勻強場為背景，綜合考查電磁感應的規(guī)律，該題的亮點是切割磁感線的有效長度按弦函

11、數(shù)規(guī)律變化，是預測明年高考的一道好題圖圖2 A線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向B線框中的最大感應電流為4 AC線框穿過磁場區(qū)域的過程中外力做功為0.048 JD線框向右運動0.3 m的過程中，通過線框某一截面的電荷量為0.12 C答案答案ABC猜想三對電磁感應規(guī)律綜合應用的考查命題依據(jù)：從近三年高考試題分析可知，該內(nèi)容是高考的高頻考點，命題的形式以選擇題和計算題為主，計算題還可以壓軸題的形式出現(xiàn)，分值高、難度大該考點考查的角度主要有以下幾個方面：電磁感應中的圖象問題主要考查電磁感應過程中感應電動勢、感應電流、安培力隨時間或位移的變化規(guī)律；常見題型有兩類，一是各種形狀的線圈穿過不同形狀有

12、界磁場過程中的電磁感應圖象；二是線圈面積不變，磁場變化過程中的電磁感應圖象電磁感應規(guī)律的綜合應用，通常以單導體棒、雙導體棒、線圈的電磁感應過程為模型，考查電磁感應過程的電路分析、感應電流的安培力與導體棒的運動關系、安培力做功與功能關系電磁感應規(guī)律的綜合應用試題一般綜合性較強，對能力要求較高預計2014年高考電磁感應中的圖象問題仍是重點考查的內(nèi)容，會從新的角度、新的背景進行考查如下面的“試題設計3”就是從定量計算角度進行預測“試題設計4”就是以金屬桿在傾斜導軌上的滑動為背景，斜面上存在兩個磁場區(qū)域，且有一個磁場還是隨時間變化的，此題難度較大，可做為高考壓軸題試題設計3如圖3甲所示，正六邊形導線框

13、abcdef放在勻強磁場中靜止不動，磁場方向與導線框平面垂直，磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖乙所示t0時刻，磁感應強度B的方向垂直紙面向里，設產(chǎn)生的感應電流順時針方向為正，豎直邊cd所受安培力的方向水平向左為正則下面關于感應電流i和cd邊所受安培力F隨時間t變化的圖象正確的是()圖圖3 t3 s時FB0IlF0，t3 s后由于磁感應強度減小使感應電流反向，導致安培力瞬間反向而大小不變，然后隨磁感應強度的減小而減小，4 s后安培力又變?yōu)檎蛟龃?，C正確，D錯誤答案AC4如圖4甲所示，間距為l、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為的斜面上在區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為B；在區(qū)域內(nèi)有

14、垂直于斜面向下的勻強磁場，其感應強度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示t0時刻在軌道上端的金屬細棒ab從如圖所示位置由靜止開始沿導軌下滑，同時下滑的另一金屬棒cd在位于區(qū)域內(nèi)的導軌上由靜止釋放在ab棒運動到區(qū)域的下邊界EF處之前，cd棒始終靜止不動，兩棒均與導軌接觸良好已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R，ab棒的質(zhì)量、阻值均未知，區(qū)域沿斜面的長度為2l，在ttx時刻(tx未知)，ab棒恰進入?yún)^(qū)域，重力加速度為g.求：(1)通過cd棒電流的方向和區(qū)域內(nèi)磁場的方向；(2)當ab棒在區(qū)域內(nèi)運動時cd棒消耗的電功率；(3)ab棒開始下滑的位置離EF的距離；(4)ab棒開始下滑至EF的過程中回路中產(chǎn)生的熱量答案見解析答案見解析