高考物理專(zhuān)題10電磁感應(yīng)_第1頁(yè)
高考物理專(zhuān)題10電磁感應(yīng)_第2頁(yè)
高考物理專(zhuān)題10電磁感應(yīng)_第3頁(yè)
高考物理專(zhuān)題10電磁感應(yīng)_第4頁(yè)
高考物理專(zhuān)題10電磁感應(yīng)_第5頁(yè)
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1、考點(diǎn)考綱領(lǐng)求專(zhuān)家解讀電磁感覺(jué)現(xiàn)象本章知識(shí)是歷年高考的重點(diǎn),高考對(duì)本章知識(shí)的觀(guān)察主磁通量要集中在以下幾個(gè)方面:1應(yīng)用楞次定律和右手定章判斷感覺(jué)電流的方向。法拉第電磁感覺(jué)定律2結(jié)合各種圖象(如t圖象、Bt圖象和it圖象),楞次定律觀(guān)察感覺(jué)電流的產(chǎn)生條件及其方向的判斷,導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。自感、渦流3電磁感覺(jué)現(xiàn)象與磁場(chǎng)、電路、力學(xué)等知識(shí)的綜合,以及電磁感覺(jué)與實(shí)質(zhì)的結(jié)合。重點(diǎn)名稱(chēng)重要指數(shù)重點(diǎn)1電磁感覺(jué)現(xiàn)象楞次定律重點(diǎn)2法拉第電磁感覺(jué)定律重點(diǎn)1電磁感覺(jué)現(xiàn)象楞次定律【重點(diǎn)解讀】1磁通量變化的常有狀況變化情況舉例磁通量變化量磁場(chǎng)變化永磁鐵湊近或遠(yuǎn)離線(xiàn)圈、電磁鐵(螺線(xiàn)管)內(nèi)電流發(fā)BS生變化有效

2、面積回路面積變化閉合線(xiàn)圈的部分導(dǎo)線(xiàn)做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng),如圖BS1變化線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),如圖回路平面與磁場(chǎng)夾角變化彈性線(xiàn)圈在向外拉的過(guò)程中磁場(chǎng)和有效面積同時(shí)變212感覺(jué)電流能否產(chǎn)生的判斷3楞次定律的理解及應(yīng)用(1)楞次定律中“阻截”的含義22)判斷感覺(jué)電流方向的兩種方法方法一用楞次定律判斷方法二用右手定章判斷該方法適用于切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感覺(jué)電流。判斷時(shí)注意掌心、拇指、四指的方向:掌心磁感線(xiàn)垂直穿入;拇指指導(dǎo)游體運(yùn)動(dòng)的方向;四指指向感覺(jué)電流的方向。4楞次定律、左手定章、右手定章、安培定章的綜合應(yīng)用(1)“三個(gè)定章一個(gè)定律”的比較名稱(chēng)基本現(xiàn)象應(yīng)用的定章或定律電流的磁效應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定章洛

3、倫茲力、安培力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定章部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)右手定章電磁感覺(jué)閉合回路磁通量變化楞次定律2)三個(gè)定章和一個(gè)定律的因果關(guān)系因電而生磁(IB)安培定章;因動(dòng)而生電(v、BI安)右手定章;因電而受力(I、BF安)左手定章;因磁而生電(、BI安)楞次定律。3)互相聯(lián)系3應(yīng)用楞次定律,一般要用到安培定章。研究感覺(jué)電流遇到的安培力,一般先用右手定章確立電流方向,再用左手定章確立安培力的方向,有時(shí)也可以直接應(yīng)用楞次定律的推論確立。5利用“因果關(guān)系法”分析電磁感覺(jué)現(xiàn)象(物理思想)1)方法歸納因果關(guān)系分析法是指在解題過(guò)程中依照事物之間的前后相連,先行后續(xù)的因果關(guān)系去分析,推測(cè)事物的原

4、由或結(jié)果的一種思想方法。2)利用因果關(guān)系分析法進(jìn)行主觀(guān)性推測(cè)的兩種情況據(jù)因推果:依據(jù)某種原由,預(yù)示它可能產(chǎn)生的結(jié)果。執(zhí)果索因:依據(jù)某種結(jié)果,研究產(chǎn)生或以致這種結(jié)果的原由。3)電磁感覺(jué)中常有因果關(guān)系的例析阻截原磁通量變化“增反減同”阻截相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”)使回路面積有擴(kuò)大或減小的趨向“增減少擴(kuò)”阻截原電流的變化“增反減同”【考向1】電磁感覺(jué)現(xiàn)象【例題】(多項(xiàng)選擇)以以下圖,矩形閉合線(xiàn)圈abcd豎直擱置,OO是它的對(duì)稱(chēng)軸,通電直導(dǎo)線(xiàn)AB與OO平行。若要在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感覺(jué)電流,可行的做法是()AAB中電流I逐漸增大BAB中電流I先增大后減小C以AB為軸,線(xiàn)圈繞AB順時(shí)針轉(zhuǎn)90D線(xiàn)圈繞OO軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

5、90(俯視)【審題指導(dǎo)】(1)AB中電流變化,能否在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感覺(jué)電流?提示:只要AB中電流變,線(xiàn)圈中磁通量就變,就有感覺(jué)電流產(chǎn)生。(2)可以引起線(xiàn)圈中磁通量變化的要素有哪些?提示:AB中的電流強(qiáng)度的大小和方向;線(xiàn)圈的有效面積。4【答案】ABD【名師點(diǎn)睛】判斷能否產(chǎn)生感覺(jué)電流的方法確立所研究回路;看能否變化;回路能否閉合;同時(shí)滿(mǎn)足可產(chǎn)生感覺(jué)電流【考向2】電流變化產(chǎn)生感覺(jué)電流方向的判斷【例題】長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)與矩形線(xiàn)框abcd處在同一平面中靜止不動(dòng),如圖甲所示,長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中通以大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的交流電:iImsint,it圖象如圖乙所示。規(guī)定沿長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)方向向上的電流為正方向。關(guān)于最先一個(gè)周期

6、內(nèi)矩形線(xiàn)框中感覺(jué)電流的方向,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A由順時(shí)針?lè)较蜃兂赡鏁r(shí)針?lè)较駼由逆時(shí)針?lè)较蜃兂身槙r(shí)針?lè)较駽由順時(shí)針?lè)较蜃兂赡鏁r(shí)針?lè)较?,再變成順時(shí)針?lè)较駾由逆時(shí)針?lè)较蜃兂身槙r(shí)針?lè)较颍僮兂赡鏁r(shí)針?lè)较颉緦忣}指導(dǎo)】在一個(gè)周期內(nèi),以下物理量是如何變化的?1)穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量的變化:_。2)感覺(jué)電流的磁場(chǎng)方向變化:_。3)感覺(jué)電流的方向變化:_?!敬鸢浮緿【分析】將一個(gè)周期分為四個(gè)階段,對(duì)全過(guò)程的分析列表以下:時(shí)間段長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中電流線(xiàn)框中磁通量感覺(jué)電流的磁場(chǎng)感覺(jué)電流的方向0T向上,逐漸變大向紙里,變大垂直紙面向外逆時(shí)針4TT向上,逐漸變小向紙里,變小垂直紙面向里順時(shí)針42T3向下,逐漸變大向紙外,變大垂直

7、紙面向里順時(shí)針2T4534TT向下,逐漸變小向紙外,變小垂直紙面向外逆時(shí)針【名師點(diǎn)睛】電磁感覺(jué)現(xiàn)象中的兩個(gè)磁場(chǎng)1)原磁場(chǎng):引起電磁感覺(jué)現(xiàn)象的磁場(chǎng)。做題時(shí)需要第一明確原磁場(chǎng)分布特色(大小、方向)以及穿過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)變化狀況。(2)感覺(jué)電流磁場(chǎng):感覺(jué)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng),阻截原磁場(chǎng)變化,依據(jù)“增反減同”可以判斷出感覺(jué)電流磁場(chǎng)方向。(3)感覺(jué)電流的方向:在確立感覺(jué)電流的磁場(chǎng)方向后,再由安培定章判斷感覺(jué)電流的方向?!究枷?】楞次定律、左手定章、右手定章、安培定章的綜合應(yīng)用【例題】(多項(xiàng)選擇)以以下圖,水平擱置的兩條圓滑軌道上有可自由挪動(dòng)的金屬棒PQ、MN,當(dāng)PQ在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí),MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)

8、動(dòng),則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是A向右加速運(yùn)動(dòng)B向左加速運(yùn)動(dòng)C向右減速運(yùn)動(dòng)D向左減速運(yùn)動(dòng)【審題指導(dǎo)】左邊線(xiàn)框的作用是什么?PQ棒是因動(dòng)而電用右手定章MN棒是因電而動(dòng)用左手定章【答案】BC【名師點(diǎn)睛】用左手定章和右手定章時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題(1)右手定章與左手定章的差別:抓住“因果關(guān)系”才能無(wú)誤,“因動(dòng)而電”用右手;“因電而動(dòng)”用左手。(2)使用中左手定章和右手定章很簡(jiǎn)單混淆,為了便于區(qū)分,可把兩個(gè)定章簡(jiǎn)單地總結(jié)為“通電受力用左手,運(yùn)動(dòng)生電用右手”?!傲Α钡淖詈笠还P“丿”方向向左,用左手;“電”的最后一筆“乚”方向向右,用右6手?!究枷?】楞次定律綜合應(yīng)用【例題】一長(zhǎng)直鐵芯上繞有一固定線(xiàn)圈M,鐵芯右端與

9、一木質(zhì)圓柱密接,木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N,N可在木質(zhì)圓柱上無(wú)摩擦挪動(dòng)。M連接在以以下圖的電路中,此中R為滑動(dòng)變阻器,E1和E2為直流電源,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。以下?tīng)顩r中,可觀(guān)察到N向左運(yùn)動(dòng)的是A在S斷開(kāi)的狀況下,S向a閉合的瞬時(shí)B在S斷開(kāi)的狀況下,S向b閉合的瞬時(shí)C在S已向a閉合的狀況下,將R的滑動(dòng)頭向c端挪動(dòng)時(shí)D在S已向a閉合的狀況下,將R的滑動(dòng)頭向d端挪動(dòng)時(shí)【審題指導(dǎo)】本題中感覺(jué)電流的“成效”是使N湊近M;“原由”是穿過(guò)N的磁通量減小,即M中的電流減小?!敬鸢浮緾【名師點(diǎn)睛】應(yīng)用楞次定律及其推論時(shí),要注意“阻截”的詳盡含義1)從阻截磁通量的變化理解為:當(dāng)磁通量增大時(shí),會(huì)阻截磁通量增大,當(dāng)

10、磁通量減小時(shí),會(huì)阻截磁通量減小。2)從阻截相對(duì)運(yùn)動(dòng)理解為:阻截相對(duì)運(yùn)動(dòng)是“阻截”的又一種表現(xiàn),表此刻“近斥遠(yuǎn)吸,來(lái)拒去留”。3)從阻截電流的變化(自感現(xiàn)象)理解為:阻截電流的變化,增則反,減則同。重點(diǎn)2法拉第電磁感覺(jué)定律【重點(diǎn)解讀】1磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率的比較t物理量磁通量的變化量磁通量的變化率磁通量項(xiàng)目t某時(shí)刻穿過(guò)某個(gè)某段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)穿過(guò)某個(gè)面的磁意義面的磁感線(xiàn)的條數(shù)某個(gè)面的磁通量變化通量變化的快慢7大小BSsin如有相反方向的注意磁場(chǎng),磁通量可能抵消多少21BSSB轉(zhuǎn)過(guò)180前后穿過(guò)平面的磁通量是一正一負(fù),2BS,而不是零StBt或BtSt既不表示磁通量的大小,也不表示變化

11、的多少。實(shí)質(zhì)上,它就是單匝線(xiàn)圈上產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),即Et溫馨提示:、的大小之間沒(méi)有必然的聯(lián)系,0,不必定等于0;感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)E與tt線(xiàn)圈匝數(shù)n有關(guān),但、t的大小均與線(xiàn)圈匝數(shù)沒(méi)關(guān)。2應(yīng)用法拉第電磁感覺(jué)定律En時(shí)應(yīng)注意t(1)研究對(duì)象:Ent的研究對(duì)象是一個(gè)回路,而不是一段導(dǎo)體。(2)物理意義:En求的是t時(shí)間內(nèi)的均勻感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)t0時(shí),則E為瞬時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)。t(3)Ent求得的電動(dòng)勢(shì)是整個(gè)回路的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),而不是回路中某段導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì),整個(gè)回路的電動(dòng)勢(shì)為零,其回路中某段導(dǎo)體的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)不必定為零。3法拉第電磁感覺(jué)定律應(yīng)用的三種狀況(1)磁通量的變化是由面積變化引起時(shí),BS,則EnBS。t(2)磁

12、通量的變化是由磁場(chǎng)變化引起時(shí),BS,則EnBS,S是磁場(chǎng)范圍內(nèi)的有效面積。tB2S2B1S1(3)磁通量的變化是由于面積和磁場(chǎng)變化共同引起的,則依據(jù)定義求,末初,EntnBS。t4在圖象問(wèn)題中磁通量的變化率是-t圖象上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率,利用斜率和線(xiàn)圈匝數(shù)可以確立感覺(jué)t電動(dòng)勢(shì)的大小。特別提示:(1)公式Ent是求解回路某段時(shí)間內(nèi)均勻電動(dòng)勢(shì)的最正確選擇。82)用公式EnStB求感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)時(shí),S為線(xiàn)圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的有效面積。3)經(jīng)過(guò)回路截面的電荷量q僅與n、和回路總電阻R總有關(guān),與時(shí)間長(zhǎng)短沒(méi)關(guān)。推導(dǎo)以下:qInn。ttR總tR總5導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)關(guān)于導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算式EBlv,

13、應(yīng)從以下幾個(gè)方面理解和掌握。(1)正交性本公式是在必定條件下得出的,除了磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng),還需B、l、v三者互相垂直。實(shí)質(zhì)問(wèn)題中當(dāng)它們不互相垂直時(shí),應(yīng)取垂直的重量進(jìn)行計(jì)算,公式可為EBlvsin,為B與v方向間的夾角。(2)均勻性導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)時(shí),若v為均勻速度,則E為均勻感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),即EBlv。(3)瞬時(shí)性若v為瞬時(shí)速度,則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)。(4)有效性公式中的l為有效切割長(zhǎng)度,即導(dǎo)體與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度。以下圖中有效長(zhǎng)度分別為:甲圖:lcdsin(簡(jiǎn)單錯(cuò)算成labsin)。乙圖:沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí),lMN;沿v2方向運(yùn)動(dòng)時(shí),l0。丙圖:沿v1方向運(yùn)動(dòng)時(shí),l2R;沿v2方向運(yùn)動(dòng)

14、時(shí),l0;沿v3方向運(yùn)動(dòng)時(shí),lR。(5)相對(duì)性EBlv中的速度v是有關(guān)于磁場(chǎng)的速度,若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系。96導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)當(dāng)導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi),繞一端以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為EBlv1Bl2,2以以下圖。1)以中點(diǎn)為軸時(shí),2)以端點(diǎn)為軸時(shí),3)以任意點(diǎn)為軸時(shí),E0(相同兩段的代數(shù)和);E12(均勻速度取中點(diǎn)地址時(shí)的線(xiàn)速度2Bl122E2B(l1l2)(不一樣兩段的代數(shù)和)。12l);7公式Ent與EBlv的差別與聯(lián)系EntEBlv研究對(duì)象閉合回路回路中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體(1)若v為瞬時(shí)速度,差別研究?jī)?nèi)容求的是t時(shí)間內(nèi)的均勻感覺(jué)電動(dòng)則求的是瞬

15、時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)勢(shì),E與某段時(shí)間或某個(gè)過(guò)程對(duì)應(yīng)(2)若v為均勻速度,則求的是均勻感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)適用范圍對(duì)任何電路廣泛適用只適用于導(dǎo)體垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)(1)EBlv可由Ent在必定條件下推導(dǎo)出來(lái)(2)Ent也可求瞬時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)t0時(shí)的E即為瞬時(shí)感覺(jué)聯(lián)系電動(dòng)勢(shì)(3)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)用EBlv求E方便,當(dāng)?shù)弥┻^(guò)回路的磁通量發(fā)生變化狀況時(shí),用En求E比較方便t108通電自感和斷電自感的比較兩種自感比較項(xiàng)目通電自感電路圖A1、A2同規(guī)格器械要求RRL,L較大在S閉合瞬時(shí),燈A2馬上亮現(xiàn)象起來(lái),燈A1逐漸變亮,最后相同亮由于開(kāi)關(guān)閉合時(shí)流過(guò)電感線(xiàn)圈的電流迅速增大,線(xiàn)圈中產(chǎn)生了原由自感電動(dòng)

16、勢(shì),阻截了電流的增大,使流過(guò)燈A1的電流比流過(guò)燈A2的電流增添得慢能量轉(zhuǎn)變狀況電能轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)能特別提示:1自感現(xiàn)象的四大特色1)自感電動(dòng)勢(shì)總是阻截導(dǎo)體中原電流的變化。2)經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈中的電流不可以發(fā)生突變,只好緩慢變化。3)電流穩(wěn)準(zhǔn)時(shí),自感線(xiàn)圈就相當(dāng)于一般導(dǎo)體。斷電自感很大(有鐵芯)在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),燈A逐漸熄滅或閃亮一下再熄滅S斷開(kāi)時(shí),線(xiàn)圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),阻截了電流的減小,使電流連續(xù)存在一段時(shí)間;燈A中電流反向不會(huì)馬上熄滅。若RLRA,本來(lái)的ILIA,則A燈熄滅前要閃亮一下;若RLRA,本來(lái)的電流ILIA,則燈A逐漸熄滅,不再閃亮一下磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)變成電能4)線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越明顯,自感電

17、動(dòng)勢(shì)不過(guò)延緩了過(guò)程的進(jìn)行,但它不可以使過(guò)程停止,更不可以使過(guò)程反向。2斷電自感中,燈泡能否閃亮問(wèn)題1)經(jīng)過(guò)燈泡的自感電流大于原電流時(shí),燈泡閃亮。2)經(jīng)過(guò)燈泡的自感電流小于等于原電流時(shí),燈泡不會(huì)閃亮?!究枷?】法拉第電磁感覺(jué)定律應(yīng)用【例題】如圖甲所示,電阻不計(jì),間距為l的平行長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),阻值為R的導(dǎo)體棒ab固定連接在導(dǎo)軌左端,另一阻值也為R的導(dǎo)體棒ef垂直擱置在導(dǎo)軌上,ef與導(dǎo)軌接觸優(yōu)異,并可在導(dǎo)軌上無(wú)11摩擦挪動(dòng),現(xiàn)有一根輕桿一端固定在ef中點(diǎn),另一端固定于墻上,輕桿與導(dǎo)軌保持平行,ef、ab兩棒間距為d。若整個(gè)裝置處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且從某一時(shí)刻開(kāi)始,磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間

18、t按圖乙所示的方式變化。(1)求在0t0時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流的大小與方向;(2)求在t02t0時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流的大小與方向。(3)1.5t0時(shí)刻桿對(duì)導(dǎo)體棒ef的作用力的大小和方向?!緦忣}指導(dǎo)】0t0和t02t0時(shí)間內(nèi),磁感覺(jué)強(qiáng)度如何變化?磁感覺(jué)強(qiáng)度的變化率是多少??jī)啥螘r(shí)間內(nèi)回路內(nèi)磁通量如何變化?如何判斷感覺(jué)電流的方向?B0ldB0ldB02l2d【答案】(1)2Rt0,方向ef(2)Rt0,方向fe(3)Rt0,方向水平向右【分析】(1)在0t0時(shí)間內(nèi),磁感覺(jué)強(qiáng)度的變化率BB0tt0產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小E1BSBB0ldttldt0t流過(guò)導(dǎo)體棒ef的電流大小I1E1B0ld2R

19、2Rt0由楞次定律可判斷電流方向?yàn)閑f?!久麕燑c(diǎn)睛】應(yīng)用法拉第電磁感覺(jué)定律解題的一般步驟1)分析穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)方向及磁通量的變化狀況;2)利用楞次定律確立感覺(jué)電流的方向;12(3)靈巧選擇法拉第電磁感覺(jué)定律的不一樣表達(dá)形式列方程求解?!究枷?】法拉第電磁感覺(jué)定律綜合應(yīng)用【例題】以以下圖,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的水平導(dǎo)軌ab、cd的間距L10.5m,金屬棒ad與導(dǎo)軌左端bc的距離為L(zhǎng)20.8m,整個(gè)閉合回路的電阻為R0.2,磁感覺(jué)強(qiáng)度為B01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)整B個(gè)回路。ad桿經(jīng)過(guò)滑輪和輕繩連接著一個(gè)質(zhì)量為m0.04kg的物體,不計(jì)全部摩擦,現(xiàn)使磁場(chǎng)以t0.2T/s的變化率均勻地增大。求:(

20、1)金屬棒上電流的方向;(2)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小;(3)物體恰巧走開(kāi)地面的時(shí)間(g取10m/s2)?!緦忣}指導(dǎo)】1)如何判斷金屬棒上電流的方向?提示:用楞次定律。2)物體恰巧離地時(shí),金屬桿上的安培力的大小與方向如何?提示:ad棒受力均衡,mgF安,水平向左?!敬鸢浮浚?)ad;(2)0.08;V;(3)5;s。13【考向3】導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)問(wèn)題【例題】以以下圖,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線(xiàn)曲折成一個(gè)完好的正弦曲線(xiàn)形狀,它經(jīng)過(guò)兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長(zhǎng)直金屬桿導(dǎo)通,圖中a、b間距離為L(zhǎng),導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是d。右側(cè)虛線(xiàn)范圍內(nèi)存在磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于曲折導(dǎo)線(xiàn)所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁

21、場(chǎng)所區(qū)的寬度為3L,此刻外4力作用下導(dǎo)線(xiàn)沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng),t0時(shí)刻a環(huán)剛從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)所區(qū),則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()LA在t時(shí)刻,回路中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為BdvB在t3L4v時(shí)刻,回路中的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為2BdvLC在t時(shí)刻,回路中的感覺(jué)電流第一次改變方向14LD在t時(shí)刻,回路中的感覺(jué)電流第一次改變方向【審題指導(dǎo)】1)在動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)EBlv中,B、l與v三者的關(guān)系?提示:一定兩兩垂直,若不垂直一定分解。2)導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度就是式中的“l(fā)”嗎?提示:不是,式中的l指的是有效長(zhǎng)度?!敬鸢浮緿【分析】當(dāng)tL時(shí),閉合回路的地址如圖。2v有效長(zhǎng)度為d,感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)EBdv,B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。在tL時(shí)刻,閉合回

22、路的地址如圖。4v有效長(zhǎng)度為d,電流不為零,電流方向不變,電流大小IBdv,C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。R15【考向4】自感現(xiàn)象【例題】以以下圖,線(xiàn)圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽視不計(jì),L1、L2是兩個(gè)完好相同的小燈泡,跟著開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)的過(guò)程中,L1、L2的亮度變化狀況是(燈絲不會(huì)斷)()AS閉合,L1亮度不變,L2亮度逐漸變亮,最后兩燈相同亮;S斷開(kāi),L2馬上不亮,L1逐漸變亮BS閉合,L1亮度不變,L2很亮;S斷開(kāi),L1、L2馬上不亮CS閉合,L1、L2同時(shí)亮,此后L1逐漸熄滅,L2亮度不變;S斷開(kāi),L2馬上不亮,L1亮一下才滅DS閉合,L1、L2同時(shí)亮,此后L1逐漸熄滅,L2則逐漸變得更亮;

23、S斷開(kāi),L2馬上熄滅,L1亮一下才滅【審題指導(dǎo)】1)當(dāng)自感電流滿(mǎn)足什么條件時(shí),燈泡L1才會(huì)閃一下?提示:當(dāng)自感電流大于穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)燈泡L1的原電流時(shí)燈泡才會(huì)閃一下。2)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S瞬時(shí),經(jīng)過(guò)自感線(xiàn)圈的電流方向變嗎?提示:不變?!敬鸢浮緿【名師點(diǎn)睛】分析自感現(xiàn)象的兩點(diǎn)注意(1)經(jīng)過(guò)自感線(xiàn)圈中的電流不可以發(fā)生突變,即通電過(guò)程中,電流是逐漸變大,斷電過(guò)程中,電流是逐漸變小的,此時(shí)線(xiàn)圈可等效為“電源”,該“電源”與其余電路元件形成回路。2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡能否“閃亮”問(wèn)題的判斷,在于對(duì)電流大小的分析,若斷電后經(jīng)過(guò)燈泡的電流比本來(lái)強(qiáng),則燈泡先閃亮后再慢慢熄滅。16難點(diǎn)名稱(chēng)難度指數(shù)難點(diǎn)1電磁感覺(jué)的電路和圖象問(wèn)題

24、難點(diǎn)2電磁感覺(jué)的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題難點(diǎn)1電磁感覺(jué)規(guī)律的電路和圖象問(wèn)題【重點(diǎn)解讀】1電磁感覺(jué)和電路的綜合1)對(duì)電源的理解:在電磁感覺(jué)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。如:切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體棒、有磁通量變化的線(xiàn)圈等。2)對(duì)電路的理解:內(nèi)電路是切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線(xiàn)圈;除電源外其余部分是外電路,外電路由電阻、電容等電學(xué)元件構(gòu)成。在外電路中,電流從高電勢(shì)處流向低電勢(shì)處;在內(nèi)電路中,電流則從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處。3)與電路相聯(lián)系的幾個(gè)公式電源電動(dòng)勢(shì):Ent或EBlv。E閉合電路歐姆定律:I。電源的內(nèi)電壓:U內(nèi)Ir。電源的路端電壓:U外IREIr。耗費(fèi)功率:P外IU,P總EI。電熱:

25、QI2Rt。4)辦理電磁感覺(jué)電路問(wèn)題的一般思路確立電路電源:用法拉第電磁感覺(jué)定律和楞次定律或右手定章確立感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向,電源內(nèi)部電流的方向是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)。分析電路結(jié)構(gòu):依據(jù)“等效電源”和電路中其余元件的連接方式畫(huà)出等效電路。注意差別內(nèi)、外電路,差別路端電壓、電動(dòng)勢(shì)。采納規(guī)律求解:依據(jù)EBLv或Ent結(jié)合閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路知識(shí)和電功率、焦耳定律等關(guān)系式聯(lián)立求解。特別提示:磁感覺(jué)規(guī)律的電路和圖象問(wèn)題的常有誤區(qū)分析17(1)不可以正確分析感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)及感覺(jué)電流的方向。因產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路為電源部分,故該部分電路中的電流應(yīng)為電源內(nèi)部的電流,而外電路中的電流方向還是從高電勢(shì)

26、到低電勢(shì)。2)應(yīng)用歐姆定律分析求解電路時(shí),沒(méi)有注意等效電源的內(nèi)阻對(duì)電路的影響。3)對(duì)連接在電路中電表的讀數(shù)不可以正確進(jìn)行分析,特別是并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表,其示數(shù)應(yīng)該是路端電壓,而不是等效電源的電動(dòng)勢(shì)。2電磁感覺(jué)中的“雙桿”模型(1)模型分類(lèi)“雙桿”模型分為兩類(lèi):一類(lèi)是“一動(dòng)一靜”,甲桿靜止不動(dòng),乙桿運(yùn)動(dòng),其實(shí)質(zhì)是單桿問(wèn)題,但是要注意問(wèn)題包括著一個(gè)條件:甲桿靜止,受力均衡。另一種狀況是兩桿都在運(yùn)動(dòng),關(guān)于這種狀況,要注意兩桿切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)是相加還是相減。2)分析方法經(jīng)過(guò)受力分析,確立運(yùn)動(dòng)狀態(tài),一般會(huì)有掃尾狀態(tài)。關(guān)于掃尾狀態(tài)則有恒定的速度也許加速度等,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

27、和能量看法分析求解。3電磁感覺(jué)中的圖象問(wèn)題(1)圖象種類(lèi)隨時(shí)間變化的圖象如B-t圖象、-t圖象、E-t圖象和I-t圖象。隨位移x變化的圖象如E-x圖象和I-x圖象。(2)問(wèn)題種類(lèi)類(lèi)據(jù)電磁感覺(jué)過(guò)程據(jù)圖像分析判斷電磁型選圖像感覺(jué)過(guò)程求解流程3)解題重點(diǎn)弄清初始條件,正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍,所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式,進(jìn)、出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類(lèi)問(wèn)題的重點(diǎn)。(4)解決圖象問(wèn)題的一般步驟明確圖象的種類(lèi),即是B-t圖象還是-t圖象,也許E-t圖象、I-t圖象等。分析電磁感覺(jué)的詳盡過(guò)程。用右手定章或楞次定律確立方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系。結(jié)合法拉第電磁感覺(jué)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系式。18依據(jù)函數(shù)

28、關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,如分析斜率的變化、截距等。畫(huà)圖象或判斷圖象。5)解決圖象問(wèn)題的分析方法對(duì)圖象的分析,應(yīng)做到“四明確一理解”明確圖象所描繪的物理意義;明確各種正、負(fù)號(hào)的含義;明確斜率的含義;明確圖象和電磁感覺(jué)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。理解三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義v,BBBvvtt,t。特別提示:對(duì)圖象的認(rèn)識(shí),應(yīng)注意以下五個(gè)方面1)明確圖象所描繪的物理意義;2)一定明確各種“”、“”的含義;3)一定明確斜率的含義;4)一定建立圖象和電磁感覺(jué)過(guò)程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;5)注意三個(gè)相似關(guān)系及其各自的物理意義:vvv,BBB,tttv、B、分別反響了v、B、變化的快慢。ttt【考向1】電磁感覺(jué)和電路的綜合

29、【例題】以以下圖,PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻R1和R2,且R16,ab導(dǎo)體的電阻為2,在導(dǎo)軌上可無(wú)摩擦地滑動(dòng),垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為1T?,F(xiàn)ab以恒定速度v3m/s勻速向右挪動(dòng),這時(shí)ab桿上耗費(fèi)的電功率與R1、R2耗費(fèi)的電功率之和相等,求:1)R2的阻值。2)R1與R2耗費(fèi)的電功率分別為多少?(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大?【審題指導(dǎo)】抓重點(diǎn)點(diǎn):平行金屬導(dǎo)軌PN與QM無(wú)電阻,導(dǎo)體ab電阻為2。導(dǎo)體ab以恒定速度v3m/s勻速向右挪動(dòng)。19ab桿上耗費(fèi)的電功率與R1、R2耗費(fèi)的電功率之和相等。找打破口:畫(huà)出等效電路圖。ab桿上耗費(fèi)的電功

30、率與R1、R2耗費(fèi)的電功率之和相等,說(shuō)明內(nèi)、外電路的電壓相等,即內(nèi)、外電路的電阻相等。【答案】(1)3(2)0.375W0.75W(3)0.75N【名師點(diǎn)睛】三步解決電磁感覺(jué)中的電路問(wèn)題1確立電源。切割磁感線(xiàn)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的閉合回路將產(chǎn)生感覺(jué)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源,利用En或EBlvsin求感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的大小,利用右手定章或楞次定律判斷感覺(jué)電流方向。t2分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系),畫(huà)出等效電路圖。3利用電路規(guī)律求解。主要應(yīng)用閉合電路的歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特色等列方程求解?!究枷?】由給定的電磁感覺(jué)過(guò)程選出正確的圖象【例題】如圖甲,一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜

31、止開(kāi)始下落,穿過(guò)一根豎直懸掛的條形磁鐵,銅環(huán)的中心軸線(xiàn)與條形磁鐵的中軸線(xiàn)一直保持重合。若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點(diǎn),建立豎直向下為正方向的x軸,則圖乙中最能正確反響環(huán)中感覺(jué)電流i隨環(huán)心地址坐標(biāo)x變化的關(guān)系圖象是()20【審題指導(dǎo)】1)請(qǐng)畫(huà)出條形磁鐵四周的磁感線(xiàn)分布。提示:2)銅環(huán)下落過(guò)程做什么運(yùn)動(dòng)?提示:銅環(huán)下落過(guò)程做變加速運(yùn)動(dòng)?!敬鸢浮緽。21C錯(cuò),B對(duì)?!久麕燑c(diǎn)睛】電磁感覺(jué)中圖象類(lèi)選擇題的兩個(gè)常見(jiàn)解法1)除掉法:定性地分析電磁感覺(jué)過(guò)程中物理量的變化趨向(增大還是減?。⒆兓炻ň鶆蜃兓€是非均勻變化),特別是物理量的正負(fù),除掉錯(cuò)誤的選項(xiàng)。2)函數(shù)法:依據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的

32、函數(shù)關(guān)系,而后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷,這未必是最簡(jiǎn)捷的方法,但倒是最有效的方法?!究枷?】電磁感覺(jué)圖象的分析與計(jì)算【例題】如圖(a)所示,平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌MN、PQ水平擱置,兩導(dǎo)軌間距L0.5m,導(dǎo)軌左端M、P間接有一阻值R0.2的定值電阻,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m0.1kg,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1,導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放在距離左端為d1.0m處,導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒一直接觸優(yōu)異,電阻均忽視不計(jì)。整個(gè)裝置處在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,t0時(shí)刻,磁場(chǎng)方向豎直向下,此后,磁感覺(jué)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如圖(b)所示,不計(jì)感覺(jué)電流磁場(chǎng)的影響。取重力加速度g10m/s2。(1)求t0時(shí)棒所遇到的安培力F0;(2)分析前

33、3s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)狀況并求前3s內(nèi)棒所受的摩擦力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系式;(3)若t3s時(shí),忽然使ab棒獲取向右的速度v08m/s,同時(shí)垂直棒施加一方向水平、大小可變化的外力F,使ab棒的加速度大小恒為a4m/s2、方向向左。求從t3s到t4s的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)電阻的電荷量q?!緦忣}指導(dǎo)】1)前3sab棒上的電流方向,所受安培力的方向?提示:ab,水平向右。2)3s后ab棒所受的摩擦力?提示:f0?!敬鸢浮浚?)F00.025N(2)f0.0125(2t)N(tv0,則線(xiàn)框先減速再勻速;若vv0,線(xiàn)框先加速再勻速(都假設(shè)線(xiàn)框和磁場(chǎng)所區(qū)長(zhǎng)度足夠長(zhǎng))?!究枷?】單桿問(wèn)題與電容器聯(lián)系【例題】以以下圖,質(zhì)

34、量為M的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行圓滑金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,并處于磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。左邊是水平擱置、間距為d的平行金屬板,R和Rx分別表示定值電阻和滑動(dòng)變阻器的阻值,不計(jì)其余電阻。(1)調(diào)理RxR,開(kāi)釋導(dǎo)體棒,當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí),求經(jīng)過(guò)導(dǎo)體棒的電流I及導(dǎo)體棒的速率v;(2)改變Rx,待導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后,將質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒水平射入金屬板間,若它能勻速經(jīng)過(guò),求此時(shí)的Rx?!緦忣}指導(dǎo)】(1)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑應(yīng)滿(mǎn)足什么樣的均衡條件?提示:MgsinB2l2v。RxR(2)微粒勻速經(jīng)過(guò)金屬板應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?U提示:mgqd。【答案】(1)Mgsin2MgRsin(mBld。Bl22Bl2)Mqsin【分析】(1)對(duì)勻速下滑的導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析以以下圖。28(2)由題意知,其等效電路圖以以下圖。由圖知,平行金屬板兩板間的電壓等于Rx兩端的電壓。設(shè)兩金屬板間的電壓為U,由于導(dǎo)體棒勻速下滑時(shí)的電流仍為I,因此由歐姆定律知UIRx要使帶電的微粒勻速經(jīng)過(guò),則mgqUdmBld聯(lián)立式,解得Rx?!久麕燑c(diǎn)睛】含容電路問(wèn)題電磁感覺(jué)中的含容電路常有的情境有兩種:(1)支路含容且電壓恒定,電容器的作用相當(dāng)于斷路,

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