高三物理第二輪考點專題復(fù)習(xí)16

1、 章末復(fù)習(xí)總結(jié) 電磁感應(yīng)中需明確的問題 一、兩種感應(yīng)電動勢 根據(jù)引起感應(yīng)電動勢的非靜電力(非靜電力移送電荷才會產(chǎn)生電動勢，而電動勢的大小也是用非靜電力移送單位電荷所做的功EW/q來量度的)不同，感應(yīng)電動勢分為動生電動勢與感生電動勢動生電動勢發(fā)生的微觀機理是由于洛倫茲力移送電荷所致，產(chǎn)生動生電動勢的條件是導(dǎo)體做切割磁感線的運動， 即v與B垂直，產(chǎn)生電動勢大小EBlv，用右手定則確定電勢升高的方向；感生電動勢發(fā)生的微觀機理為感生電場力移送電荷所致，產(chǎn)生感生電動勢的條件是由磁場變化而引發(fā)感生電場(渦旋電場)；感生電動勢大小E，用楞次定律確定電勢升高的方向了解了兩種電動勢不同的形成機理，遇到問題就會作

2、具體分析，全面審視 【例1】如圖1所示為一種電子加速器的示意圖，圖中D為真空細(xì)圓管，R為管的中心軸線的半徑管中有帶電粒子，將管放在與紙面垂直的變化磁場中，則管中的電子可做加速運動，再用一些儀器裝置使帶電粒子保持沿細(xì)管中心軸線的圓周運動設(shè)R1 m，管所包圍的面積內(nèi)磁通量變化率為3.14 Wb/s，求電子在細(xì)管內(nèi)運動一周時所獲得的速度(電子從靜止開始被加速，e1.61019 C，me9.11031 kg)答案：答案：1.10106 m/s 二、兩種電磁感應(yīng)效應(yīng) 電磁感應(yīng)的直接結(jié)果是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而實驗現(xiàn)象之一是在閉合回路中有感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)電流是電磁感應(yīng)在“回路閉合”這個附加條件下的間接結(jié)果因

3、此，當(dāng)我們在分析有無感應(yīng)電動勢時，要根據(jù)“有無切割磁感線”及“有無磁通量變化”作出獨立的判斷，在計算感應(yīng)電動勢大小的依據(jù)是法拉第電磁感應(yīng)定律 E或EBlv；而在分析有無感應(yīng)電流時，則可用磁通量的觀點統(tǒng)一描述，在計算感應(yīng)電流大小時，要根據(jù)電路條件依據(jù)歐姆定律完成 【例2】在一根軟鐵棒上繞有一組線圈，a、c是線圈的兩端，b是中心抽頭把a端和b端抽頭分別接到兩條平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌間有勻強磁場，方向垂直于導(dǎo)軌所在平面并指向紙內(nèi)，如圖2所示，金屬棒PQ在外力作用下以圖示位置為平衡位置左右做簡諧運動，運動過程中保持與導(dǎo)軌始終接觸良好，下面過程中a、c點的電勢都比b點高的是()圖圖2 APQ從平衡位置向左

4、邊運動的過程中 BPQ從左邊向平衡位置運動的過程中 CPQ從平衡位置向右邊運動的過程中 DPQ從右邊向平衡位置運動的過程中 解析：這里要比較的線圈ab與線圈bc兩端電勢差，前者是由于棒PQ有切割磁感線的運動，而線圈ab又與棒構(gòu)成閉合回路，感應(yīng)電流i通過線圈ab產(chǎn)生電壓，是電磁感應(yīng)的間接效應(yīng)；后者則由于通過線圈的磁通量變化而在線圈bc上引起的感應(yīng)電動勢，是電磁感應(yīng)的直接效應(yīng)由此，要使a點電勢高于b點，電流應(yīng)自上而下地通過線圈，棒上動生電動勢方向向上，這種情況只出現(xiàn)在PQ向右運動時，故排除選項A、D； 在PQ向右運動情況下，通過下線圈的磁通量(由線圈ab上電流i引起)方向是向上的，為了使電勢從b到

5、c升高，由右手定則與楞次定律知，應(yīng)作減少的變化，則棒在減速切割磁感線，即處于從平衡位置向右運動的過程中，故選項C正確 答案：C 三、兩種轉(zhuǎn)動動生電動勢 兩種轉(zhuǎn)動動生電動勢分別是法拉第圓盤發(fā)電機與正弦式交流發(fā)電機的發(fā)電原理 如圖3甲所示是法拉第做成的世界上第一個發(fā)電機模型的原理圖把一個圓銅盤放在勻強磁場B中，使磁感線垂直通過銅盤，轉(zhuǎn)動銅盤就可以獲得動生電動勢這是因為整個銅盤可視作由很多根從中心到邊緣的輻條組成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，每根輻條都同樣地切割磁感線而引起動生電動勢，我們將其中任意一根輻條抽象成如圖3乙所示長為l、以角速度繞其一端O勻速轉(zhuǎn)動的導(dǎo)體棒OA，來計算棒上的電動勢 【例3】如圖5所示，1

6、、3象限中有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，大小為B.半徑為l、圓心角為60的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度繞O點在圖面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框總電阻為R.(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值I0和交變感電流的頻率f；(2)在坐標(biāo)中畫出線框轉(zhuǎn)動一周時間內(nèi)感應(yīng)電流變化的圖象，圖示位置時t0.圖圖5 【例4】足夠長的水平固定的光滑U型金屬框架寬為l，其上放一質(zhì)量為m的金屬棒ab，左端連接有一阻值為R的電阻(金屬框架、金屬棒及導(dǎo)線的電阻均可忽略不計)，整個裝置處在垂直框架向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B.現(xiàn)給棒ab作用一水平力F，使其從靜止開始運動，最大速度為v，如圖8甲所示 求：(1)水平力F的大小

7、；(2)金屬棒從開始運動到電阻器產(chǎn)生的電熱為Q(此時金屬棒已經(jīng)達到最大速度)時，金屬棒所通過的位移s；(3)如果將U形金屬框架左端的電阻R換為一電容為C的電容器，金屬棒ab在水平力F作用下從靜止開始做勻加速運動，加速度為a，其他條件不變，如圖8乙所示求水平力F的大小和金屬棒從開始運動到電容器貯存的電能為E時，所經(jīng)歷的時間t.(不計電路向外輻射而損耗的能量) 解析：這里，兩個電路的“電源”部分均受恒定外力作用，故達到穩(wěn)定態(tài)時，純電阻電路中電流恒定，金屬棒所受安培力與外力相等，金屬棒做勻速直線運動；純電容電路中電流恒定，金屬棒所受安培力與外力的合力為ma，金屬棒做勻加速直線運動 五、兩種不同的端電

8、壓 如圖9是兩種端電壓不同的電路圖9是一段電路兩端點之間只有電壓降(圖9甲)或只有電動勢(圖9乙)的電路圖9甲中UabIR或UbaIR，圖9乙中UabE或UbaE；圖10是一段電路兩端點之間既有電動勢又有電壓降的電路，UabEIR. 【例5】如圖11所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n1000，線圈面積S200 cm2，線圈的電阻r1 ，在線圈外接一個阻值R4 的電阻，電路的b端接地，把線圈放入一個方向垂直于線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如Bt圖所示，求a點的最高電勢和最低電勢答案：答案：0.8 V3.2 V 六、兩個演示自感現(xiàn)象的電路 圖12是兩個演示自感現(xiàn)象的電路圖12甲在開關(guān)S閉合瞬間，實驗現(xiàn)象：與線圈串聯(lián)的燈泡延遲正常發(fā)光；圖12乙在開關(guān)S斷開瞬間，由于線圈的自感作用，線圈和燈泡組成的回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，實驗現(xiàn)象：電源電流切斷后，燈泡繼續(xù)發(fā)光，過一會兒才熄滅 【例6】如圖13所示的電路中，A、B是兩只完全相同的燈泡，兩燈的阻值與電阻R相同與燈并聯(lián)的電學(xué)元件M可能是電容器C，也可能是電感系數(shù)較大而直流電阻可忽略的電感線圈L，當(dāng)開關(guān)S閉合的瞬間，A、B兩燈中電流iA