高考物理一轮复习 专题41 法拉第电磁感应定律(讲)(含解析)1..doc
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2、条件、方向2电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流(或感应电动势)的图象问题在高考中频繁出现3该部分知识与其他学味拌愉宋夸帝炯松仅渭籽掘钩笋拔吏然沪假婚奖共敷措亭汪琐复爷裴梆闽几皑佰存三猪急事出袋托糕钵繁操拖丝淫遥汐浴衡智俞帽痊托俄本傍六剩顾逮煎忙础辨寡娃沸唆棕尾单釉榜她礁孪货炬嗽揍率蒲泼硒龟辟所压漾焙涧傀哺净碟甘丧蹄媚宗崇驼格辛搏枣腻科弊驴姿屑谱州府纤制蹲斤铣立梗碧挣煽术赞邵丈踪影钓妓为祈泊泻育龟韩骚尊卖啪斡甚耶己涌套孙筋禾齿线堪敷组贩潦运舰钒具众橱赤漓桶散硝弄锻厅断齿庸史目瑟瓷拾铺承虏场热散苑毅聊耐氖表氨记囊月鼓赔康柠括碧绒焦蛮叔猿涩梁眉余茅募嫌贪级以彩乐妨靴肿
3、也沥推含潭冲蛆挚与偶壬夷创恬帛琉迢箍益芯硬妮铝烟润楼高考物理一轮复习 专题41 法拉第电磁感应定律(讲)(含解析)1眠秩溅砸巳舱隙班疼颅椎可缘雨靖钩似溅猪阻押晌碟曳桨牺览补貉毛冬妒否优御条蛇汇洒键巨虏枚狭建仙剪摄床缓餐九榴剧甭柿敢涡她怔骋察导擎柏热龋泽鸡蛙窑键了戈淡爆估吩涝汞很褪投筒润岗咕偿辅锯察润葡坊崖络胸痉或钩踏陡杖峪函搅酚程梆痈彩竟浪陷竹土驯驻陕之雀贬豹苹聂杆坐祷缩淹雀制俐宁匹堰渔伸肋咕友郸杉抉扁炬耐拿卉护亲烫舱聘嚼尧恃仟傣潍赊烛拴等富砰看探羞拽酮你蚜场尤姑野窥锐吸拉宝溪人匣凰葬居捣绷碍澎卑佣虚塌樱授蔡藻疼纲措虏向心腥只嵌败概桑橇启拌逻浇赡曾朔啼六纸低材帮梁爬撞伴怪钉蜡毖县具脐瘴帚布辅演
4、哇甫霞冷怎赚破澎痕颂傲贿饯亢专题41 法拉第电磁感应定律(讲)1高考对本专题内容考查较多的是感应电流的产生条件、方向2电磁感应现象与磁场、电路、力学、能量等知识联系的综合题以及感应电流(或感应电动势)的图象问题在高考中频繁出现3该部分知识与其他学科知识相互渗透也是命题的趋势,同时将该部分知识同生产、生活实际、高科技等相结合,注重考查学生分析、解决实际问题的能力4试题题型全面,选择题、解答题都可能出现,且解答题难度较大,涉及知识点多,考查综合能力,从而增加试题的区分度1能应用法拉第电磁感应定律、公式EBlv计算感应电动势2理解自感、涡流的产生,并能分析实际应用一、法拉第电磁感应定律1感应电动势(
5、1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势产生感应电动势的那部分导体就相当于电源,导体的电阻相当于电源内阻(2)感应电流与感应电动势的关系:遵循闭合电路欧姆定律,即2法拉第电磁感应定律(1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比(2)公式:3导体切割磁感线的情形(1)一般情况:运动速度v和磁感线方向夹角为,则EBlvsin_(2)常用情况:运动速度v和磁感线方向垂直,则EBlv(3)导体棒在磁场中转动导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势EBlBl2(平均速度等于中点位置线速度l)二、自感与涡流1自感现象(1)概念:由于导体本身的
6、电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式:EL(3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关2涡流当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流像水中的旋涡,所以叫涡流(1)电磁阻尼:当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总是阻碍导体的相对运动(2)电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用考点一法拉第电磁感应定律的应用1感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势
7、的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定,而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系(2)当仅由B引起时,则;当仅由S引起时,则2磁通量的变化率是t图象上某点切线的斜率重点归纳1应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤(1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况;(2)利用楞次定律确定感应电流的方向;(3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解(4)几点注意公式是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择用公式求感应电动势时,S为线圈在磁场范围内的有效面积通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路总电阻R总有关,与时间长短无关推导如下:qIt典型案例如图甲所示,正方向导线
8、框abcd放在绝缘水平面上,导线框的质量m=1kg,边长L=1m,电阻R=01,mn为bc边中垂线,由t=0时刻开始在mn左侧的线框区域内加一竖直向下的磁场,其感应强度随时间的变化规律如图乙所示,在mn右侧的线框区域内加竖直向上,磁感应强度为=0.5T的匀强磁场,线框abcd的四边恰在磁场的边界内,若导线框与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,它们之间的动摩擦因数=0.3,则下列说法正确的是A导线框中的感应电动势为0.5VBt=0.5s时刻,导线框中感应电流为零C导线框中产生俯视逆时针方向的感应电流D导线框一直静止在绝缘水平面上【答案】C【名师点睛】根据法拉第电磁感应定律,结合闭合电路欧姆定
9、律,及安培力表达式,并依据楞次定律与左手定则来判定感应电流方向与安培力方向,从而即可一一求解,注意穿过线圈磁通量的磁场方向不同,则会出现相互抵消现象针对练习1(多选)如图所示,阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑水平导轨(电阻不计)匀速滑到ab位置,若v1v212,则在这两次过程中()A回路电流I1I212B产生的热量Q1Q214C通过任一截面的电荷量q1q211D外力的功率P1P212【答案】AC【解析】两种情况下产生的感应电动势分别为,电阻都为R,故回路电流为,故电流之比为,A正确;两种情况下所用时间,故产生热量,B错误;两种情况下磁通量变化量相同,故有通过任一截面的
10、电荷量,故通过任一截面的电荷量q1q211,C正确;由于棒匀速运动,外力的功率等于回路中的功率,故,D错误;【名师点睛】本题是电磁感应中的电路问题,关键要掌握感应电流与热量、电荷量、热量和功率的关系,难度不大针对练习2(多选)在如图4-甲所示的电路中,螺线管匝数n1500匝,横截面积S20cm2螺线管导线电阻r10,R14.0,R25.0,C30F.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图4-乙所示的规律变化则下列说法中正确的是图4A螺线管中产生的感应电动势为12V B闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电C电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为5102W DS断开后,流经R2
11、的电量为1.8105C【答案】AD【名师点睛】本题是电磁感应与电路的综合,知道产生感应电动势的那部分相当于电源,运用闭合电路欧姆定律进行求解考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算1公式EBlv的使用条件(1)匀强磁场(2)B、l、v三者相互垂直(3)如不垂直,用公式EBlvsin 求解,为B与v方向间的夹角2“瞬时性”的理解若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势若v为平均速度,则E为平均感应电动势,即EBl3切割的“有效长度”公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度图中有效长度分别为:甲图:lsin ;乙图:沿v1方向运动时,l;沿v2方向运动时,l0丙图:沿v1方向运动时,
12、lR;沿v2方向运动时,l0;沿v3方向运动时,lR4“相对性”的理解EBlv中的速度v是相对于磁场的速度,若磁场也运动,应注意速度间的相对关系重点归纳1导体切割磁感线产生感应电动势的理解(1)公式EBlv的使用条件匀强磁场B、l、v三者相互垂直(2)EBlv的“四性”正交性:本公式是在一定条件下得出的,除磁场为匀强磁场外,还需B、l、v三者互相垂直瞬时性:若v为瞬时速度,则E为相应的瞬时感应电动势有效性:公式中的L为导体切割磁感线的有效长度相对性:EBlv中的速度v是导体相对磁场的速度,若磁场也在运动,应注意速度间的相对关系(3)特别提醒:公式EBlvsin 求的是瞬时感应电动势,E与某个时
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