高考物理復(fù)習(xí)課件：電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用.ppt

,一【考情報(bào)告】,三【思維診斷】,四【小題慢練】,五【典例剖析】,典1,典2,典3,考點(diǎn)1,考點(diǎn)2,考點(diǎn)3,變式,變式,變式,加固,第3講 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用,二【知識(shí)梳理】,一【考情報(bào)告】,二【知識(shí)梳理】,知識(shí)點(diǎn)1 電磁感應(yīng)中的電路問題 1.電源：切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或_量發(fā)生變化的回路相當(dāng)于電源。 2.電流：電路閉合時(shí)的電流i可由歐姆定律求出,i=_,路端電壓 u=_=e-ir。 3.電勢(shì)：在外電路中,電流由_電勢(shì)流向_電勢(shì);在內(nèi)電路中,電流由_電勢(shì)流向_電勢(shì)。,磁通,ir,高,低,低,高,知識(shí)點(diǎn)2 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 1.安培力的大?。?安培力公式：failb 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：eblv 感應(yīng)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(yīng)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(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向_(選填“相同”或“相反”)。,右手,相反,3.安培力參與物體的運(yùn)動(dòng)：導(dǎo)體棒(或線框)在安培力和其他力的作用下,可以做加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)動(dòng)、靜止或做其他類型的運(yùn)動(dòng),可應(yīng)用動(dòng)能定理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律解題。,知識(shí)點(diǎn)3 電磁感應(yīng)中的能量問題 1.能量轉(zhuǎn)化：感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力,外力克服安培力做功,將_轉(zhuǎn)化為_,電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為_的能。 2.轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化,實(shí)質(zhì)是其他形式的能與_之間的轉(zhuǎn)化。,機(jī)械能,電能,其他形式,電能,3.計(jì)算方法： (1)利用克服安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)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(jī)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(chǎn)生的電能來計(jì)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(yīng)電路。( ) (2)“相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體棒兩端的電壓一定等于電源的電動(dòng)勢(shì)。( ) (3)電流一定從高電勢(shì)流向低電勢(shì)。( ) (4)在有安培力的作用下,導(dǎo)體棒不能做加速運(yùn)動(dòng)。( ) (5)電磁感應(yīng)中求焦耳熱時(shí),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(gè)半徑為l的半圓形硬導(dǎo)體ab以速度v在水平u形框架上向右勻速滑動(dòng),勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,回路電阻為r,半圓形硬導(dǎo)體ab的電阻也為r,其余電阻不計(jì),則半圓形導(dǎo)體ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小及ab之間的電勢(shì)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?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長(zhǎng)為l,正方形的一半放在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示,當(dāng)磁場(chǎng)以的變化率增強(qiáng)時(shí),則 ( ) a.線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍cbda b.線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) e= c.線圈中a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) d.線圈中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為,3.水平放置的金屬框架cdef處于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬棒ab置于粗糙的框架上且接觸良好。從某時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)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(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的金屬棒ab,導(dǎo)軌的一端連接電阻r,其他電阻均不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下,ab在一水平恒力f作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)的過程中( ),a.隨著ab運(yùn)動(dòng)速度的增大,其加速度也增大 b.外力f對(duì)ab做的功等于電路中產(chǎn)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(chǎn)生的電能,考點(diǎn)1 電磁感應(yīng)中的電路問題 1.電磁感應(yīng)中物理量的關(guān)系圖：,電磁感應(yīng)電路的五個(gè)等效問題,2.處理電磁感應(yīng)電路問題的一般思路： (1)確定電路電源：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,電源內(nèi)部電流的方向是從低電勢(shì)流向高電勢(shì)。,(2)分析電路結(jié)構(gòu)：根據(jù)“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(nèi)、外電路,區(qū)別路端電壓、電動(dòng)勢(shì)。 (3)選用規(guī)律求解：根據(jù)e=blv或e= 結(jié)合閉合電路歐姆定 律、串并聯(lián)電路知識(shí)和電功率、焦耳定律等關(guān)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(dǎo)軌相距1m,電阻不計(jì),兩端分別接有電阻r1和r2,且r1=6,ab桿的電阻為2,在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng),垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1t?，F(xiàn)ab以恒定速度v=3m/s勻速向右移動(dòng),這時(shí)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(xùn)練】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)b=0.1t,金屬棒ab長(zhǎng)0.4m,與框架寬度相同,電阻為 ,框架電阻不計(jì),電阻r1=2,r2=1,當(dāng)金屬棒以 5m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí),求： (1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大? (2)若圖中電容器c為0.3f,則充電量為多少?,考點(diǎn)2 電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題 1.導(dǎo)體的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)： (1)平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng),f合=0。 (2)非平衡狀態(tài)：加速度不為零,f合=ma。,2.電學(xué)對(duì)象與力學(xué)對(duì)象的轉(zhuǎn)換及關(guān)系：,【典例2】(2014上海高考)如圖,水平面內(nèi)有一光滑 金屬導(dǎo)軌,其mn、pq邊的電阻不計(jì),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(zhǎng)度 小于1m。將質(zhì)量m=2kg,電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)直導(dǎo)體棒擱 在導(dǎo)軌上,并與mp平行。棒與mn、pq交點(diǎn)g、h間的距離l=4m。空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中的電流強(qiáng)度始終與初始時(shí)的電流強(qiáng)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(dòng)距離2m到達(dá)ef所需時(shí)間t。 (3)在棒由gh處向左移動(dòng)2m到達(dá)ef處的過程中,外力做功w=7j,求初速度v3。,【破題關(guān)鍵】,【易錯(cuò)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(zhǎng)度。 (2)在第(3)問中,容易漏掉克服安培力做功而計(jì)算錯(cuò)誤。,【典例3】?jī)勺銐蜷L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間的距離為l,導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì),導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角為,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。把一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,在外力作用下保持靜止,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻為r1。完成下列問題：,(1)如圖甲,金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)內(nèi)阻為r的直流電源。撤去外力后導(dǎo)體棒仍能靜止,求直流電源電動(dòng)勢(shì)。 (2)如圖乙,金屬導(dǎo)軌的一端接一個(gè)阻值為r2的定值電阻,撤去外力讓導(dǎo)體棒由靜止開始下滑。在加速下滑的過程中,當(dāng)導(dǎo)體棒的速度達(dá)到v時(shí),求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度。 (3)求(2)問中導(dǎo)體棒所能達(dá)到的最大速度。,【解題探究】 (1)撤去外力后,導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)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(dǎo)體棒速度為v時(shí)受幾個(gè)力?合力為多少? 提示：重力、安培力、支持力。合力沿導(dǎo)軌平面向下,大小等于ma。 (3)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度的條件是什么? 提示：合力為零。,【變式訓(xùn)練】如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)的直金屬導(dǎo)軌mn、pq平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為l,m、p兩點(diǎn)間接有阻值為r的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向下,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略,讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計(jì)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(qǐng)?jiān)诖藞D中畫出ab桿下滑過程中某時(shí)刻的受力示意圖。 (2)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時(shí),求此時(shí)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(dá)到的最大速度。,【加固訓(xùn)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(zhǎng)l1=1m, bc邊的邊長(zhǎng)l2=0.6m,線框的質(zhì)量m=1kg,電阻r=0.1,