全国通用高考物理复习电路与电磁感应第2讲电磁感应定律及综合应用课件.pptx

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1、知识必备1.感应电动势的几种表达式,2.感应电动势方向(感应电流方向)的判断,(1)右手定则：适用于导体切割磁感线产生感应电流的方向的判断。(2)楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化。(3)三种阻碍：阻碍原磁通量的变化增反减同。阻碍物体间的相对运动来拒去留。阻碍自身电流的变化增反减同。,备考策略1.抓住“两个定律”，运用“两种观点”，分析“一种电路”,“两个定律”是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；“两种观点”是指动力学观点和能量观点；“一种电路”是指电磁感应电路。,2.必须领会的“6种方法和2种物理思想”,(1)假设法、图象法、转换法、微元

2、法、类比法、逆向思维法；(2)等效思想、守恒思想。,3.必须辨明的“3个易错易混点”,(1)楞次定律中的“阻碍”不是“阻止”，也不是“相反”；(2)注意区别楞次定律和右手定则；(3)发生电磁感应的电路中，产生感应电动势的部分为“电源”，其余部分为“外电路”。,【真题示例1】(2017全国卷，15)如图1，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是(),楞次定律和法拉第电磁感应定律的

3、应用,图1,A.PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析金属杆PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过圆环形金属线框T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，故选项D正确，A、B、C错误。答案D,【真题示例2】(2017全国卷，18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，

4、如图2所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是(),图2,解析感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化。在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动；在B、D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流，故选项A正确，B、C、D错误。答案A,【真题示例3】(多选)(2016全国卷，20)法拉第圆盘发电机的示意图如图3所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，

5、两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是(),图3,A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍,答案AB,真题感悟1.高考考查特点,高考在本考点的考查主要集中在新的情境考查楞次定律、法拉第电磁感应定律。掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律、右手定则是突破考点的方法。,2.常见误区及临考提醒,(1)对感应电流产生的条件理

6、解不准确，认为只要切割就有感应电流。(2)不能正确理解楞次定律造成电流方向判断错误。(3)左手定则和右手定则混淆出现电流方向的判断错误。(4)不理解转动切割电动势大小计算方法。,1.(2017河南重点中学联考)如图4甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是(),图4A.从上往下看，01 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向B.01 s内圆环面积有扩张的趋势C.3 s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D.12 s内和23 s内圆环中的感应电流方向相反,解析由图乙知，01 s内螺线管中电流逐渐增大，穿

7、过圆环向上的磁通量增大，由楞次定律知圆环中感应电流的磁场向下，圆环面积有缩小的趋势，从上往下看，01 s内圆环中的感应电流沿顺时针方向，选项A正确，B错误；同理可得12 s内和23 s内圆环中的感应电流方向相同，选项D错误；3 s末电流的变化率为0，螺线管中磁感应强度的变化率为0，在圆环中不产生感应电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项C错误。答案A,2.(多选)如图5甲所示，一个圆形线圈匝数n50、面积S10.5 m2、电阻r1。有一个R2 的电阻，将其两端分别与图甲中的圆形线圈相连接，F端接地。在线圈中存在面积S20.4 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的

8、关系如图乙所示，则下列说法正确的是(),图5,A.圆形线圈中产生的感应电动势E3 VB.在04 s时间内通过电阻R的电荷量q6 CC.F端电势为零，E端的电势E2 VD.在04 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q8 J,答案AD,答案AC,【真题示例】(多选)(2017全国卷，20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1 m、总电阻为0.005 的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图7(a)所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)。

9、下列说法正确的是(),电磁感应中的图象问题,图7A.磁感应强度的大小为0.5 TB.导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外D.在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N,答案BC,真题感悟1.高考考查特点,本考点的命题主要涉及Et图、it图、Bt图、t图，还有vt图、Ft图等。突破本考点的关键是灵活应用楞次定律、法拉第电磁感应定律判断电流方向及计算电动势的大小。,2.常见误区及临考提醒,(1)不能正确的将磁场变化和电流变化相互转换。(2)不能正确判断感应电流是正方向还是负方向。(3)不理解图象斜率、曲直的意义。(4)多阶段过程中

10、不能将各阶段的运动和图象变化相对应。,1.(多选)空间内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L。一正方形导体框边长也为L，开始时正方形导体框的ab边与磁场区域横截面的斜边刚好重合，如图8所示。从图示位置开始计时，正方形导体框以平行于bc边的速度v匀速穿越磁场。若导体框中的感应电流为i，a、b两点间的电压为ua b，感应电流取逆时针方向为正，则在导体框穿越磁场的过程中，下列i、ua b随时间的变化规律正确的是(),图8,答案AD,2.(2017洛阳市高三统一考试)如图9甲所示，一根电阻R4 的导线绕成半径d2 m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强

11、磁场，中间S形虚线是两个直径均为d的半圆,磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正,电流逆时针方向为正),关于圆环中的感应电流时间图象,下列选项中正确的是(),图9,答案C,3.(多选)(2017贵州遵义模拟)如图10甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R，导体棒MN固定在导轨上且接触良好，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图甲所示磁感应强度方向为正)，MN始终保持静止，则0t2时间内(),图10A.电容器C的电荷量大小始终没变B.电容器C的a板先带正电后带负电C.MN所受安培力的大小始终没变D.MN所受安培力的方向先向右后

12、向左,解析由题图乙知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，电阻R两端的电压恒定，电容器的电压恒定，故电容器C的电荷量大小始终没变。根据楞次定律判断可知，通过R的电流一直向下，电容器的a板电势较高，一直带正电，选项A正确，B错误；根据安培力公式FBIL，I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小也变化，选项C错误；由右手定则判断可知，MN中感应电流方向一直从N到M，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左，选项D正确。答案AD,【真题示例】(2016全国卷，24)如图11，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质

13、量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，t0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为。重力加速度大小为g。求,电磁感应中的力、电综合问题,图11,(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值。,真题感悟1.高考考查特点2.常见误区及临考提醒,本考点多以导体棒切割磁感线为背景，结合牛顿第二定律对导体棒进行运动分析和受力分析；结合图象，应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电功率、

14、动能定理等规律进行电路、功能关系的计算。(1)分析电源时电势高低易出错。(2)涉及力和运动的分析时出现漏力(多力)的现象。(3)功能分析时，力做功及电热的计算易漏计算(多算)电阻生热。,图12(1)导轨运动的最大加速度；(2)导轨运动的最大速度。,答案(1)7.0 m/s2(2)8.4 m/s,2.如图13所示，ab和cd是两条竖直固定的光滑平行金属导轨，MN和MN是用绝缘细线连接的两根金属杆，其质量分别为m和2m，用竖直向上、大小未知的外力F作用在杆MN中点，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，导轨足够长，间距为L，电阻可忽略，两杆总电阻为R，与导轨始终接触良好，重力加速度为g。t0时刻，将细线烧断，保持力F不变。,图13(1)细线烧断后任意时刻，求两杆运动的速度大小之比；(2)若杆MN至速度最大时发生的位移为s，该过程中通过金属杆横截面的电荷量q和电路中产生的焦耳热Q各为多少？,归纳总结巧用流程解决电磁感应中力、电综合问题,