高考物理復習課件：電磁感應規(guī)律的綜合應用.ppt

,一【考情報告】,三【思維診斷】,四【小題慢練】,五【典例剖析】,典1,典2,典3,考點1,考點2,考點3,變式,變式,變式,加固,第3講 電磁感應規(guī)律的綜合應用,二【知識梳理】,一【考情報告】,二【知識梳理】,知識點1 電磁感應中的電路問題 1.電源：切割磁感線運動的導體或_量發(fā)生變化的回路相當于電源。 2.電流：電路閉合時的電流i可由歐姆定律求出,i=_,路端電壓 u=_=e-ir。 3.電勢：在外電路中,電流由_電勢流向_電勢;在內電路中,電流由_電勢流向_電勢。,磁通,ir,高,低,低,高,知識點2 電磁感應中的動力學問題 1.安培力的大?。?安培力公式：failb 感應電動勢：eblv 感應電流：i,2.安培力的方向： (1)用左手定則判斷：先用_定則判斷感應電流的方向,再用左手定則判定安培力的方向。 (2)用楞次定律判斷：安培力的方向一定與導體切割磁感線的運動方向_(選填“相同”或“相反”)。,右手,相反,3.安培力參與物體的運動：導體棒(或線框)在安培力和其他力的作用下,可以做加速運動、減速運動、勻速運動、靜止或做其他類型的運動,可應用動能定理、牛頓運動定律等規(guī)律解題。,知識點3 電磁感應中的能量問題 1.能量轉化：感應電流在磁場中受安培力,外力克服安培力做功,將_轉化為_,電流做功再將電能轉化為_的能。 2.轉化實質：電磁感應現(xiàn)象的能量轉化,實質是其他形式的能與_之間的轉化。,機械能,電能,其他形式,電能,3.計算方法： (1)利用克服安培力做功求解：電磁感應中產生的電能等于克服安培力所做的功。 (2)利用能量守恒求解：機械能的減少量等于電能的增加量。 (3)利用電路特征求解：通過電路中所產生的電能來計算。,三【思維診斷】,(1)閉合電路的歐姆定律同樣適用于電磁感應電路。( ) (2)“相當于電源”的導體棒兩端的電壓一定等于電源的電動勢。( ) (3)電流一定從高電勢流向低電勢。( ) (4)在有安培力的作用下,導體棒不能做加速運動。( ) (5)電磁感應中求焦耳熱時,均可直接用公式q=i2rt。( ) (6)電路中的電能增加,外力一定克服安培力做了功。( ),1.如圖所示,一個半徑為l的半圓形硬導體ab以速度v在水平u形框架上向右勻速滑動,勻強磁場的磁感應強度為b,回路電阻為r,半圓形硬導體ab的電阻也為r,其余電阻不計,則半圓形導體ab切割磁感線產生的感應電動勢大小及ab之間的電勢差分別為( ) a.blv blv b.2blv 2blv c.2blv blv d.blv 2blv,四【小題慢練】,2.(多選)用均勻導線做成的正方形線圈邊長為l,正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強磁場中,如圖所示,當磁場以的變化率增強時,則 ( ) a.線圈中感應電流方向為acbda b.線圈中產生的電動勢 e= c.線圈中a點電勢高于b點電勢 d.線圈中a、b兩點間的電勢差為,3.水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強磁場中,金屬棒ab置于粗糙的框架上且接觸良好。從某時刻開始,磁感應強度均勻增大,金屬棒ab始終保持靜止,則( ),a.ab中電流增大,ab棒所受摩擦力增大 b.ab中電流不變,ab棒所受摩擦力不變 c.ab中電流不變,ab棒所受摩擦力增大 d.ab中電流增大,ab棒所受摩擦力不變,4.如圖所示,水平放置的光滑平行金屬導軌上有一質量為m的金屬棒ab,導軌的一端連接電阻r,其他電阻均不計,磁感應強度為b的勻強磁場垂直于導軌平面向下,ab在一水平恒力f作用下由靜止開始向右運動的過程中( ),a.隨著ab運動速度的增大,其加速度也增大 b.外力f對ab做的功等于電路中產生的電能 c.外力f做功的功率始終等于電路中的電功率 d.克服安培力做的功一定等于電路中產生的電能,考點1 電磁感應中的電路問題 1.電磁感應中物理量的關系圖：,電磁感應電路的五個等效問題,2.處理電磁感應電路問題的一般思路： (1)確定電路電源：用法拉第電磁感應定律和楞次定律或右手定則確定感應電動勢的大小和方向,電源內部電流的方向是從低電勢流向高電勢。,(2)分析電路結構：根據“等效電源”和電路中其他元件的連接方式畫出等效電路。注意區(qū)別內、外電路,區(qū)別路端電壓、電動勢。 (3)選用規(guī)律求解：根據e=blv或e= 結合閉合電路歐姆定 律、串并聯(lián)電路知識和電功率、焦耳定律等關系式聯(lián)立求解。,【典型1】(多選)如圖所示,pn與qm兩平行金屬導軌相距1m,電阻不計,兩端分別接有電阻r1和r2,且r1=6,ab桿的電阻為2,在導軌上可無摩擦地滑動,垂直穿過導軌平面的勻強磁場的磁感應強度為1t?，F(xiàn)ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動,這時ab桿上消耗的電功率與r1、r2消耗的電功率之和相等。則( ),a.r2=6 b.r1上消耗的電功率為0.375w c.a、b間電壓為3v d.拉ab桿水平向右的拉力為0.75n,【加固訓練】如圖所示,勻強磁場b=0.1t,金屬棒ab長0.4m,與框架寬度相同,電阻為 ,框架電阻不計,電阻r1=2,r2=1,當金屬棒以 5m/s的速度勻速向左運動時,求： (1)流過金屬棒的感應電流多大? (2)若圖中電容器c為0.3f,則充電量為多少?,考點2 電磁感應中的動力學問題 1.導體的兩種運動狀態(tài)： (1)平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運動,f合=0。 (2)非平衡狀態(tài)：加速度不為零,f合=ma。,2.電學對象與力學對象的轉換及關系：,【典例2】(2014上海高考)如圖,水平面內有一光滑 金屬導軌,其mn、pq邊的電阻不計,mp邊的電阻阻值r= 1.5,mn與mp的夾角為135,pq與mp垂直,mp邊長度 小于1m。將質量m=2kg,電阻不計的足夠長直導體棒擱 在導軌上,并與mp平行。棒與mn、pq交點g、h間的距離l=4m?？臻g存在垂直于導軌平面的勻強磁場,磁感應強度b=0.5t。在外力作用下,棒由gh處以一定的初速度向左做直線運動,運動時回路中的電流強度始終與初始時的電流強度相等。,(1)若初速度v1=3m/s,求棒在gh處所受的安培力大小fa。 (2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移動距離2m到達ef所需時間t。 (3)在棒由gh處向左移動2m到達ef處的過程中,外力做功w=7j,求初速度v3。,【破題關鍵】,【易錯提醒】(1)沒有很好地利用“mn與mp的夾角為135”而不能確定ef的長度。 (2)在第(3)問中,容易漏掉克服安培力做功而計算錯誤。,【典例3】兩足夠長的平行金屬導軌間的距離為l,導軌光滑且電阻不計,導軌所在的平面與水平面夾角為,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度為b、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場。把一個質量為m的導體棒ab放在金屬導軌上,在外力作用下保持靜止,導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻為r1。完成下列問題：,(1)如圖甲,金屬導軌的一端接一個內阻為r的直流電源。撤去外力后導體棒仍能靜止,求直流電源電動勢。 (2)如圖乙,金屬導軌的一端接一個阻值為r2的定值電阻,撤去外力讓導體棒由靜止開始下滑。在加速下滑的過程中,當導體棒的速度達到v時,求此時導體棒的加速度。 (3)求(2)問中導體棒所能達到的最大速度。,【解題探究】 (1)撤去外力后,導體棒靜止在導軌上的條件是什么? 提示：安培力與重力的下滑分力大小相等。 (2)導體棒速度為v時受幾個力?合力為多少? 提示：重力、安培力、支持力。合力沿導軌平面向下,大小等于ma。 (3)導體棒達到最大速度的條件是什么? 提示：合力為零。,【變式訓練】如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導軌mn、pq平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導軌間距為l,m、p兩點間接有阻值為r的電阻。一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直。整套裝置處于磁感應強度為b的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下,導軌和金屬桿的電阻可忽略,讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑,導軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦。,(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖。 (2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及加速度的大小。 (3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的最大速度。,【加固訓練】如圖所示,光滑斜面的傾角=30, 在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長l1=1m, bc邊的邊長l2=0.6m,線框的質量m=1kg,電阻r=0.1,