浙江省高考物理-電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用-電路問(wèn)題復(fù)習(xí)課件

2014高三物理新課標(biāo)嚴(yán)州中學(xué)新校區(qū)45電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用(1)電路問(wèn)題電源內(nèi)阻外電路一、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題1．內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于______．(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的_____，其余部分是________．Blv右手定則楞次定律E－Ir二、對(duì)電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的理解1．對(duì)電源的理解電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，通過(guò)導(dǎo)體切割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。2．對(duì)電路的理解內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成。(2)根據(jù)“等效電源”和電路中其他各元件的連接方式畫出等效電路，注意區(qū)別內(nèi)外電路，區(qū)別路端電壓和電動(dòng)勢(shì)。3．解決電磁感應(yīng)電路問(wèn)題的基本步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律或右手定則確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，感應(yīng)電流的方向是電源內(nèi)部電流的方向。1．如圖所示，兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd，b、d間連有一固定電阻R，導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì)．MN為放在ab和cd上的一導(dǎo)體桿，與ab垂直，其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(指向圖中紙面內(nèi))．A如圖甲所示，水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.3m。導(dǎo)軌左端連接R=0.6Ω的電阻．區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面的B＝0.6T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗=0.2m。細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)為2D=0.4m的輕質(zhì)絕緣桿連接，放置在導(dǎo)軌平面上，并與導(dǎo)軌垂直，每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r=0.3Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，使金屬棒以恒定速度v=1.0m/s沿導(dǎo)軌向右穿越磁場(chǎng)。計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)(t=0)到A2離開磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，不同時(shí)間段通過(guò)電阻R的電流，并在圖乙中畫出。2．兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌MN、M′N′平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M′處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C.長(zhǎng)度也為l、阻值也為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．a(chǎn)b在外力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為x的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求：(1)ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；(2)電容器所帶的電荷量q.5．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為0.5m、電阻為1.0Ω的導(dǎo)體AB在金屬框架上以10m/s的速度向右滑動(dòng)，R1＝R2＝2.0Ω，其他電阻不計(jì)，求流過(guò)導(dǎo)體AB的電流I.0.5A如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為θ的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻．導(dǎo)體棒a和b放在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸．斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止．當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)上邊界PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)．已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R，b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．求：(1)a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流Ia與定值電阻R中的電流IR之比；(2)a棒質(zhì)量ma；(3)a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的拉力F.

電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題圖象類型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨______變化的圖象，即B-t圖象、Φ-t圖象、E-t圖象和I-t圖象(2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電流I隨_______變化的圖象，即E-x圖象和I-x圖象時(shí)間t位移x問(wèn)題類型(1)由給定的________過(guò)程判斷或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析_________過(guò)程，求解相應(yīng)的物理量(3)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象應(yīng)用知識(shí)左手定則、安培定則、右手定則、__________、____________________、歐姆定律、牛頓定律、函數(shù)圖象知識(shí)等電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)楞次定律法拉第電磁感應(yīng)定律(1)注意圖象的初始條件，如物理量開始時(shí)是否為零，方向的正、負(fù)情況等．(2)分析物理量的變化特點(diǎn)，特別是變化過(guò)程中的特殊點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)的情況．電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題分析1．圖象問(wèn)題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程，確定圖象的正確與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算．2．解題關(guān)鍵：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)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．3．解決圖象問(wèn)題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是B-t圖還是Φ-t圖，或者ε-t圖、I-t圖等．(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程．(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系．(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式．(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等．(6)畫圖象或判斷圖象．4．方法歸納圖1．如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．從BC邊進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)開始計(jì)時(shí)，到A點(diǎn)離開磁場(chǎng)區(qū)為止的過(guò)程中，線框內(nèi)感應(yīng)電流的情況(以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较?是圖中的(

)A一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，如圖(甲)所示．設(shè)垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎怪庇诩埫嫦蛲獾拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)．線圈中順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流為正，逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流為負(fù)．已知圓形線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示，則線圈所處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是圖(丙)中哪一個(gè)(

)CD2．如圖所示，兩根豎直放置的光滑平行導(dǎo)軌，其一部分處于方向垂直于導(dǎo)軌所在平面、有上下水平邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根金屬桿MN從水平位置沿導(dǎo)軌滑下，在與導(dǎo)軌和電阻R組成的閉合電路中，其他電阻不計(jì)，當(dāng)金屬桿MN進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)的速度圖象不可能是圖中的(

)B3．單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，則(

)A．在t＝0時(shí)刻，線圈中磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大B．在t＝1×10－2s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．在t＝2×10－2s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D．在0～2×10－2s時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為零BC4．某空間中存在一個(gè)有豎直邊界的水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，現(xiàn)將一個(gè)等腰梯形閉合導(dǎo)線圈，從圖示位置垂直于磁場(chǎng)方向勻速拉過(guò)這個(gè)區(qū)域，尺寸如右圖所示，下圖中能正確反映該過(guò)程線圈中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是(

)A如右圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度均為L(zhǎng)，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框abcd的bc邊緊靠磁場(chǎng)邊緣置于桌面上．使線框從靜止開始沿x軸正方向勻加速通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，若以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍芊从尘€框中感應(yīng)電流變化規(guī)律的是圖(

)AC例2：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T，磁場(chǎng)寬度L=3m，一正方形金屬框連長(zhǎng)ab=d=1m，每邊電阻r=0.2Ω，金屬框以v=10m/s的速度勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)，其平面始終一磁感線方向垂直，如圖所示。

(1)畫出金屬框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，金屬框內(nèi)感應(yīng)電流的(i-t)圖線。(以順時(shí)針?lè)较螂娏鳛檎?

(2)畫出ab兩端電壓的U-t圖線adbcvLBt/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s9.3電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用(1)電路問(wèn)題1、D2、B3、(1)

(2)

得：vt=4m/s(3)得：a=3m/s2mgFNF安5、4、(1)10m/s(2)100W(3)v<0.25m/s或v>0.5m/s6、(1)

逆時(shí)針(2)7、(1)

(2)8、8.10帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(4)1、(1)(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(zhǎng)，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?，F(xiàn)有一長(zhǎng)2L的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，ab以a為軸以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)R的電量為多少？RabCabRabC8.7應(yīng)用1、ABC2、A3、4、(1)低于

(2)F洛=eVB(3)F電=Ue/h(或eVB)5、(1)電流方向由下而上

(2)7、(1)

(2)8、(1)

(2)

(3)如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B。問(wèn)：(1)為了使位于A處電量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大？(2)離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)，該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)？(1)(2)質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具。它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生帶電量為q的某種正離子，離子產(chǎn)生出來(lái)時(shí)的速度很小，可以看作是靜止的，離子經(jīng)過(guò)電壓U加速后形成離子束流，然后垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，沿著半圓周運(yùn)動(dòng)而到達(dá)記錄它的照相底片P上。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:它在P上的位置到入口處S1的距離為a，離子束流的電流為I。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在時(shí)間t內(nèi)射到照相底片P上的離子的數(shù)目為________；(2)單位時(shí)間穿過(guò)入口處S1離子束流的能量為________；(3)試求這種離子的質(zhì)量為

。如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)行區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電量為＋q的粒子在環(huán)中作半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開有小孔的極板。原來(lái)電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為＋U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零。粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變。(1)設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行第一圈。求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能Ekn；(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn；(3)求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn(粒子通過(guò)A、B板之間的時(shí)間忽略)；(4)定性畫出A板電勢(shì)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖(從t=0起畫到粒子第四次離開B板時(shí)即可)。(1)Ekn=nqUtUA0“物理3—3”模塊（10分）13．（在給出的四個(gè)選項(xiàng)中，可能只有一個(gè)選項(xiàng)正確，也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得3分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分）（1）（3分）給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過(guò)程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體A.從外界吸熱B.對(duì)外界做負(fù)功C.分子平均動(dòng)能減小D.內(nèi)能增加A“物理3—3”模塊（10分）（2）（3分）如圖，一絕熱容器中有一可以自由移動(dòng)的活塞，現(xiàn)用開關(guān)k將活塞固定，隔開a、b兩部分。已知a內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，b與外界大氣連通，打開開關(guān)k后活塞向右運(yùn)動(dòng)直到平衡。在此過(guò)程中A．a(chǎn)氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B．a(chǎn)氣體不做功，內(nèi)能不變

C．a(chǎn)氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低D．a(chǎn)氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變AC“物理3—3”模塊（10分）（3）（4分）如圖所示P─V圖中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)ACB過(guò)程至狀態(tài)B，氣體對(duì)外做功280J，放出熱量410J；氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過(guò)程回到狀態(tài)A，這一過(guò)程中外界對(duì)氣體做功200J．（1）ACB過(guò)程中氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？（2）BDA過(guò)程中氣體吸收還是放出多少熱量？①內(nèi)能減少690J②吸熱490J；“物理3—5”模塊（10分）BD（2）（2分）有關(guān)原子結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法正確的是（）A．玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律B．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性C．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子D．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“棗糕模型”“物理3—5”模塊（10分）AD（3）如圖給出氫原子最低的4個(gè)能級(jí)，氫原子在這些能級(jí)之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有______________種，其中最小頻率為_____________，需使基態(tài)氫原子電離應(yīng)用波長(zhǎng)為_____________的光照射氫原子。“物理3—5”模塊（10分）61.6×10