2012高二物理課件：第四章章末整合(新人教版選修3-2).ppt

1、專題一,感應電荷量的計算,電磁感應現(xiàn)象中，感應電流一般不是穩(wěn)恒電流，所以感應 電荷量不能直接應用電流的定義式來計算，而是根據(jù)這一過程 的平均電流來計算,【例 1】如圖 41 所示，平行導軌置于磁感應強度為 B 的 勻強磁場中(方向向里)，間距為 L，左端電阻為 R，其余電阻不 計，導軌右端接一電容為 C 的電容器現(xiàn)有一長 2L 的金屬棒 ab 放在導軌上，ab 以 a 為軸以角速度順時針轉過 90的過程 中，通過 R 的電量為多少？,圖 41,解：(1)由 ab 棒以 a 為軸旋轉到 b 端脫離導軌的過程中， 產(chǎn)生的感應電動勢一直增大，對 C 不斷充電，同時又與 R 構成 閉合回路ab 產(chǎn)生感

2、應電動勢的平均值,專題二,電磁感應的電路問題,1基本方法 (1)確定電源：先判斷產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象的那一部分導體， 該部分導體可視為等效電源 (2)分析電路結構，畫等效電路圖 (3)利用電路規(guī)律求解，主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等,2常見的一些分析誤區(qū),(1)不能正確分析感應電動勢及感應電流的方向,(2)應用歐姆定律分析求解電路時，不注意等效電源的內阻,對電路的影響,(3)對連接在電路中電表的讀數(shù)不能正確進行分析，特別是 并聯(lián)在等效電源兩端的電壓表，其示數(shù)應該是外電壓，而不是 等效電源的電動勢,【例2】航天飛機在地球赤道上空離地面約 3000 km 處由東向西 飛行，相對地面速度大約 6.5103

3、 m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā) 射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長 20 km，電阻為 800 的金屬懸繩，使這根 懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動假定這一范圍內的地磁場是,均勻的磁感應強度為 410,5,T，且認為懸繩上各點的切割速度和,航天飛機的速度相同根據(jù)理論設計，通過電離層(由等離子體組成) 的作用，懸繩可以產(chǎn)生約 3 A 的感應電流，試求： (1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應電動勢； (2)懸繩兩端的電壓； (3)航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為 6400 km),解：將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢看作電 源模型，當它通過電離層放電可看作直流電路模型如圖 42 所示.

4、,圖 42,(1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢：,專題三,電磁感應中的圖象問題,1基本方法 (1)看清橫、縱坐標表示的物理量 (2)理解圖象的物理意義 (3)畫出對應的物理圖象(常采用分段法，數(shù)學法處理) 2分析要點 (1)定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關系 (2)注意橫、縱坐標表達的物理量，以及各物理量的單位 (3)注意在圖象中 E、I、B 等物理量的方向是通過正負值來 反映，故確定大小變化的同時，還應確定方向的變化情況,【例 3】如圖 43 甲所示區(qū)域(圖中直角坐標系 xOy 的一、 三象限)內有勻強磁場，磁感應強度方向垂直于圖面向里，大小 為 B，半徑為 l，圓心角為 60的扇形導線框 OPQ

5、 以角速度繞 O 點在圖面內沿逆時針方向勻速轉動，導線框回路電阻為 R.,圖 43,(1)求線框中感應電流的最大值 I0 和感應電流的頻率 f. (2)在圖乙中畫出線框轉一周的時間內感應電流 I 隨時間 t 變化的圖象(規(guī)定在圖甲中線框的位置相應的時刻為 t 0),圖 44,專題四,電磁感應中的力學問題,1基本方法 (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的 大小和方向； (2)求出回路的電流強度； (3)分析研究導體受力情況(包括安培力，用左手定則確定其 方向)； (4)列平衡方程或動力學方程求解,2解決電磁感應現(xiàn)象中力學問題的技巧,(1)對立體空間進行受力分析時，應把立體圖轉化為

6、平面 圖，使物體(導體)所受的各力盡可能在同一平面圖內，以便正 確對力進行分解與合成，利用物體的平衡條件和牛頓運動定律 列式求解,(2)對于非勻變速運動最值問題的分析，注意應用加速度為,零，速度達到最值的特點,3滑軌問題,【例 4】(雙選)兩根相距為 L 的足夠長的金屬直角導軌如圖 45 所示放置，它們各有一邊在同一水平面內，另一邊垂直于 水平面質量均為 m 的金屬細桿 ab、cd 與導軌垂直接觸形成 閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)為 ，導軌電阻不計， 回路總電阻為 2R.整個裝置處于磁感應強度 大小為 B，方向豎直向上的勻強磁場中當 ab 桿在平行于水平導軌的拉力 F 作用下以速 度 v

7、1 沿導軌勻速運動時，cd 桿也正好以速率,v2 向下勻速運動重力加速度為 g.以下說法 正確的是 ( ),圖 45,ab 桿、cd 桿的受力分析如圖 46 所示 圖 46,答案：AD,專題五,電磁感應的能量問題,1基本方法 (1)用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的 大小和方向 (2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達式 (3)分析導體機械能的變化，用能量守恒關系得到機械功率 的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程，即能量守恒方程,2利用功能關系建立議程,(1)重力做的正功等于重力勢能的減少，克服重力做的功等,于重力勢能的增加,(2)安培力做功的絕對值，等于電能轉化的量值安

8、培力做 多少功，就有多少電能轉化為其他形式的能；在動生電動勢的 情況下，克服安培力做了多少功，就有多少機械能轉化為電能,(3)合外力的功等于物體動能的變化，即動能定理,(4)其他力(除重力與彈力)的功等于物體機械能的變化，即,功能原理,【例 5】(雙選)在如圖 47 所示的傾角為的光滑斜面上，存在著 兩個磁感應強度大小為 B 的勻強磁場，區(qū)域的磁場方向垂直斜面向 上，區(qū)域的磁場方向垂直斜面向下，磁場的寬度均為 L，一個質量 為 m、電阻為 R、邊長也為 L 的正方形導線框，由靜止開始沿斜面下 滑，當 ab 邊剛越過 GH 進入磁場區(qū)時，恰好以速度 v1 做勻速直線 運動；當 ab 邊下滑到 J

9、P 與 MN 的中間位置時， 線框又恰好以速度 v2 做勻速直線運動，從 ab 進 入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，線框 的動能變化量為Ek，重力對線框做功大小為 W1，,安培力對線框做功大小為 W2，下列說法中正確 的有( ),圖 47,A在下滑過程中，由于重力做正功，所以有 v2v1,B從 ab 進入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，機,械能守恒,C從 ab 進入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程，有(W1,Ek)機械能轉化為電能,D從 ab 進入 GH 到 MN 與 JP 的中間位置的過程中，線,框動能的變化量大小為Ek W1W2,解析：當線框的

10、 ab 邊進入 GH 后勻速運動到進入 JP 為止， ab 進入 JP 后回路感應電動勢增大，感應電流增大，因此所受 安培力增大，安培力阻礙線框下滑，因此 ab 進入 JP 后開始做 減速運動，使感應電動勢和感應電流均減小，安培力又減小， 當安培力減小到與重力沿斜面向下的分力 mgsin 相等時，以速 度v2 做勻速運動，因此 v2v1，A 錯；由于有安培力做功，機 械能不守恒，B 錯；線框克服安培力做功，將機械能轉化為電 能，克服安培力做了多少功，就有多少機械能轉化為電能，由 動能定理得 W1W2Ek，W2W1Ek，故 C、D 正確.,答案：CD,1(2011 年廣東卷)將閉合多匝線圈置于僅

11、隨時間變化的磁 場中，線圈平面與磁場方向垂直，關于線圈中產(chǎn)生的感應電動,勢和感應電流，下列表述正確的是(,),C,A感應電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關 B穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大 C穿過線圈的磁通量變化越快，感應電動勢越大 D感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同,2(雙選，2011 年山東卷)如圖 48 所示，兩固定的豎直 光滑金屬導軌足夠長且電阻不計兩質量、長度均相同的導體 棒 c、d，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度 h 處磁場寬 為 3h，方向與導軌平面垂直先由靜止釋放 c，c 剛進入磁場即 勻速運動，此時再由靜止釋放 d，兩導體棒與導軌始終保持良 好接觸用 ac 表示

12、 c 的加速度，Ekd 表示 d 的動能，xc、xd 分別,),表示 c、d 相對釋放點的位移則以下四個圖象中正確的是( 圖 48,答案：BD,3(2010 年廣東卷)如圖 49 所示，平行導軌間有一矩形 的勻強磁場區(qū)域，細金屬棒 PQ 沿導軌從 MN 處勻速運動到 MN的過程中，棒上感應電動勢 E 隨時間 t 變化的圖示，可,能正確的是(,),圖 49,解析：導線做勻速直線運動切割磁感線時，EBLv，是常,數(shù)開始沒有切割，就沒有電動勢，最后一段也沒有切割,答案：A,4(2010 年海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置現(xiàn)將一豎直 的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形,磁鐵穿過圓環(huán)的

13、過程中，條形磁鐵與圓環(huán)(,),D,A始終互相吸引 B始終互相排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引 解析：由楞次定律可知，當條形磁鐵靠近圓環(huán)時，感應電 流阻礙其靠近，是排斥力；當磁鐵穿過圓環(huán)遠離時，感應電流 阻礙其遠離，是引力,5(2010 年江蘇卷)一矩形線框置于勻強磁場中，線框平面 與磁場方向垂直，先保持線框的面積不變，將磁感應強度在 1 s 時間內均勻地增大到原來的兩倍，接著保持增大后的磁感應強 度不變，在 1 s 時間內，再將線框的面積均勻地減小到原來的,一半，先后兩個過程中，線框中感應電動勢的比值為(,),A.,1 2,B1,C2,D4,B,6(雙選，2010 全國卷 I)某地的地磁場感應強度的豎直分 量方向向下，大小為 4.510-5T.一靈敏電壓表連接在當?shù)厝牒?河段的兩岸，河寬 100 m，該河段漲潮和落潮時有海水(視為導 體)流過設落潮時，海水自西向東流，流速為 2 m/s.下列說法,正確的是(,),BD,A電壓表記錄的電壓為 5 mV B電壓表記錄的電壓為 9 mV C河南岸的電勢較高 D河北岸的電勢較高,7(2009 年廣東卷)如圖 410 甲所示，一個電阻值為 R ， 匝數(shù)為