2022-2023年高考物理二輪復(fù)習(xí) 電磁感應(yīng)考題應(yīng)試策略課件

1、電磁感應(yīng)考題應(yīng)試策略一、如何判斷感應(yīng)電流的方向判斷感應(yīng)電流方向的方法主要有兩種,一是應(yīng)用楞次定律,二是應(yīng)用右手定則.而利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向要明確:1.“四步”法2.楞次定律推論的應(yīng)用技巧(1)線圈(回路)中磁通量變化時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙原磁通量的變化“增反減同”;(2)導(dǎo)體與磁體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”;(3)當(dāng)回路可以形變時(shí),感應(yīng)電流可使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)“增縮減擴(kuò)”;(4)自感現(xiàn)象中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化“增反減同”.二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小、電荷量的判定及計(jì)算方法1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于穿過電路的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的

2、,而引起磁通量變化的因素有磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化、導(dǎo)體切割磁感線引起的面積S變化、B與電路平面間的夾角變化.(1)根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生原因的求解差異,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的類型可分為:磁感應(yīng)強(qiáng)度變化或面積變化產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì);導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì);導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì);磁感應(yīng)強(qiáng)度、面積同時(shí)變化產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì).(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小用法拉第電磁感應(yīng)定律 或E=Blv公式求解.2.電荷量的計(jì)算方法三、解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”,具體思路如下:四、解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題的一般步驟1.在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)

3、電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源.2.分析清楚有哪些力做功,就可以知道有哪些形式的能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化.3.根據(jù)能量守恒列方程求解.4.理解掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象中電能的三種計(jì)算方法五、電磁感應(yīng)與動(dòng)量的結(jié)合問題基本處理方法1.與動(dòng)量定理結(jié)合.例如在光滑水平軌道上運(yùn)動(dòng)的單桿(不受其他力作用),由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的單桿為變速運(yùn)動(dòng),則運(yùn)動(dòng)過程所受2.與動(dòng)量守恒定律的結(jié)合:在相互平行的水平軌道間的雙棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)問題中,由于這兩根導(dǎo)體棒所受的安培力等大反向,合外力為零,若不受其他外力,兩導(dǎo)體棒的總動(dòng)量守恒,解決此類問題往往要應(yīng)用動(dòng)量守恒定律.六、“桿+導(dǎo)軌”與模型問題1.“桿+導(dǎo)軌”模型問題的物理情境變化空

4、間大,題目綜合性強(qiáng),但萬變不離其宗,抓好解題的切入點(diǎn):受力分析,運(yùn)動(dòng)分析,過程分析,能量分析;做一些不同類型、不同變化點(diǎn)組合的題目,注意不斷地總結(jié),可起到觸類旁通的效果.2.對(duì)于“桿+導(dǎo)軌”模型類命題的“基本元素”有:導(dǎo)軌、金屬棒、磁場(chǎng),具有如下的變化特點(diǎn):七、含電容模型問題電容器對(duì)學(xué)生來說本身就是一個(gè)容易忽視的知識(shí)點(diǎn),對(duì)于電容器充放電過程的電流計(jì)算,學(xué)生更是無從下手.對(duì)于“電磁感應(yīng)+電容器”問題的處理要注意微元法和動(dòng)量定理的應(yīng)用.見下面典例分析.【典例1】輕質(zhì)細(xì)線吊著一質(zhì)量為m=0.32 kg,邊長為L=0.8 m、匝數(shù)n=10的正方形線圈,總電阻為r=1 ,邊長為 的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ分布

5、在線圈下邊的兩側(cè),如圖甲所示,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,大小隨時(shí)間變化如圖乙所示,從t=0開始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線開始松弛,g取10 m/s2.則下列判斷正確的是()A.從t=0到t0時(shí),正方形線圈中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.在前t0時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為0.4 VC.在前t0時(shí)間內(nèi)線圈的電功率為0.32 WD.從t=0開始到細(xì)線開始松弛所用時(shí)間為2 s【典例2】如圖所示,平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(方向向里),間距為L,左端電阻為R,其余電阻不計(jì),導(dǎo)軌右端接一電容為C的電容器.現(xiàn)有一長2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上,ab以a為軸順時(shí)針轉(zhuǎn)過90的過程中,通過R的電荷量為多少?【典例3】(多

6、選)如圖所示,均勻金屬圓環(huán)的總電阻為4R,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過圓環(huán).金屬桿OM的長為l,阻值為R,M端與環(huán)接觸良好,繞過圓心O的轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).阻值為R的電阻一端用導(dǎo)線和環(huán)上的A點(diǎn)連接,另一端和金屬桿的轉(zhuǎn)軸O處的端點(diǎn)相連接.下列判斷正確的是()【分析】根據(jù)導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式 計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小.當(dāng)M端位于最上端時(shí),電路中電阻最大,電流最小.當(dāng)M位于最下端時(shí)電流最大,根據(jù)右手定則可得電流方向,外電阻最大時(shí),O、M兩點(diǎn)間電勢(shì)差的絕對(duì)值最大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律聯(lián)立計(jì)算即可.【典例4】如圖,MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L,

7、導(dǎo)軌彎曲部分光滑,右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻.平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d(足夠大)、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒C從某高度處靜止釋放,另一電阻也為R,質(zhì)量為2m金屬棒D放在磁場(chǎng)區(qū)域中間.金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好.求:(1)如果金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,要使棒C剛滑進(jìn)磁場(chǎng)時(shí),金屬棒D不動(dòng),金屬棒C的高度的范圍?這時(shí)流過金屬棒的最大電流為多少?(2)如果金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間沒有摩擦,并將電阻R斷開,金屬棒C從高度h0處靜止釋放,棒C進(jìn)入磁場(chǎng)后,棒D也運(yùn)動(dòng),若棒D離開磁場(chǎng)時(shí)的速度是此刻棒C速度的一半,此時(shí)棒C受到的安培力大小為多少?【典例

8、5】如圖所示,位于同一水平面內(nèi)的兩根平行導(dǎo)軌間的距離為l,導(dǎo)線的左端連接一個(gè)耐壓足夠大的電容器,電容器的電容為C.放在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體桿cd與導(dǎo)軌接觸良好,cd桿在平行導(dǎo)軌平面的水平力作用下從靜止開始做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng).整個(gè)區(qū)域存在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直導(dǎo)軌平面豎直向下,導(dǎo)軌足夠長,不計(jì)導(dǎo)軌、導(dǎo)體桿和連接電容器導(dǎo)線的電阻,導(dǎo)體桿的摩擦也可忽略.求:(1)金屬桿所受安培力F的大小;(2)從導(dǎo)體桿開始運(yùn)動(dòng)起經(jīng)過時(shí)間t,電容器吸收的能量E.【分析】該題類似于2013年全國一卷第25題.本題用微元法可判斷金屬桿沿導(dǎo)軌勻加速下滑,從而得出速度隨時(shí)間均勻變化的關(guān)系,這與常見的導(dǎo)體棒在恒力作用下運(yùn)動(dòng)是不同的.【解析及答案】(1)經(jīng)過時(shí)間t導(dǎo)體桿cd的速度v=at.導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=Blat.電容器上電壓U=E=Blat,電容器帶的電荷量Q=CU=CBlat,即電荷量Q隨時(shí)間t成正比增加,電路中出現(xiàn)穩(wěn)定的充電電流I.在時(shí)間t內(nèi)電容器上電荷