高考物理总复习第九章电磁感应第28讲电磁感应定律的综合应用市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,电磁感应,第 九 章,第,28,讲电磁感应定律综合应用,1/52,考纲要求,考情分析,命题趋势,1.,电磁感应电路问题,2.,电磁感应动力学问题,浙江卷，24,江苏卷，13,全国卷，25,全国卷，25,四川卷，7,高考对本专题内容考查主要是以选择题形式考查磁感应强度、安培定则、安培力有时也出现包括安培力计算题，但普通难度不大.,2/52,栏目导航,板 块 一,板 块 二,板 块 三,板 块 四,3/52,1,电磁感应中电路问题,在电磁感应中，切割磁感线导体或磁通量发生改变回路将产生,_,，该导体或回路相当于,_,所以，电磁感应问题往往又和电路问题联络在一起,考点电路问题动力学问题,感应电动势,电源,4/52,处理与电路相联络电磁感应问题基本方法以下：,(1),使用方法拉第电磁感应定律和楞次定律,(,右手定则,),确定感应电动势,_,和,_,(2),画等效电路图,(3),利用闭合电路欧姆定律、串并联电路规律、电功率等公式联立求解,2,电磁感应中动力学问题,(1),导体棒两种运动状态,平衡状态,导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为,_,；,非平衡状态,导体棒加速度不为零,大小,方向,零,5/52,速度,v,电源,6/52,变减速,7/52,1,(,电磁感应中电路问题,),如图所表示用均匀导线做成正方形线框边长为,0.2 m,，正方形二分之一放在和纸面垂直向里匀强磁场中当磁场以每秒,10 T,改变率增加时，线框中,a,、,b,两点电势差,(,),A,U,a,b,0.1 V,B,U,a,b,0.1 V,C,U,a,b,0.2 VD,U,a,b,0.2 V,D,8/52,2,(,电磁感应中电路问题,),如图所表示，粗细均匀、电阻为,r,金属圆环放在图示匀强磁场中，磁感应强度为,B,，圆环直径为,l,；长为,l,、电阻为,r,/2,金属棒,ab,放在圆环上，以速度,v,0,向左运动，当棒,ab,运动到图示虚线位置时，金属棒两端电势差为,(,),A,0,B,Bl,v,0,C,Bl,v,0,/2,D,Bl,v,0,/3,D,9/52,AD,10/52,1,电磁感应中电路问题分类,(1),以部分电路欧姆定律为中心，包含六个基本物理量,(,电压、电流、电阻、电功、电功率、电热,),、三条定律,(,部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律,),，以及若干基本规律,(,串、并联电路特点等,),(2),以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中电流、路端电压以及闭合电路中能量转化,一电磁感应中电路问题,11/52,2,应用闭合电路欧姆定律求电流时，应尤其注意等效电源内阻对电路影响,3,对电磁感应电源了解,(1),电源正负极可用右手定则或楞次定律判定，要尤其注意应用,“,在内电路中电流由负极到正极,”,这一规律进行判定,(2),电磁感应电路中电源与恒定电流电路中电源不一样，前者是因为导体切割磁感线产生，公式为,E,Bl,v,，其大小可能改变，改变情况可依据其运动情况判断；而后者电源电动势在电路分析中认为是不变,12/52,13/52,14/52,(2),识别电路结构、画出等效电路,分析电路结构，即分清等效电源和外电路及外电路串并联关系、判断等效电源正负极或电势高低等,(3),利用电路规律求解,普通是综合应用欧姆定律、串并联电路特点、电容器充电及放电特点、电功和电功率知识、法拉第电磁感应定律等列方程求解,15/52,例,1,(,甘肃兰州质检,),半径为,a,圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为,B,0.2 T,，磁场方向垂直纸面向里，半径为,b,金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中,a,0.4 m,，,b,0.6 m,，金属环上分别接有灯,L,1,、,L,2,，两灯电阻均为,R,2,，一金属棒,MN,与金属环接触良好，棒与环电阻均忽略不计,16/52,思维导引,棒滑过圆环直径,OO,瞬时，金属棒有效长度是多大？感应电动势怎样计算？电路结构是怎样？,将右面半圆环翻转,90,后，产生感应电动势有效面积是多大？感应电动势怎样计算？电路结构是怎样？,17/52,18/52,电磁感应现象中产生感应电流在磁场中受到安培力作用，从而影响导体棒,(,或线圈,)受力情况和运动情况,1,两种状态及处理方法,二电磁感应中动力学问题,状态,特征,处理方法,平衡态,加速度为零,依据平衡条件列式分析,非平衡态,加速度不为零,依据牛顿第二定律进行动态分析或结合功效关系进行分析,19/52,2.,力学对象和电学对象相互关系,20/52,21/52,“,四步法,”,分析电磁感应中动力学问题,处理电磁感应中动力学问题普通思绪是,“,先电后力,”,，详细思绪以下：,22/52,例,2,(,河北保定模拟,),如图所表示，固定光滑金属导轨间距为,L,，导轨电阻不计，上端,a,、,b,间接有阻值为,R,电阻，导轨平面与水平面夹角为,，且处于磁感应强度大小为,B,、方向垂直于导轨平面向上匀强磁场中质量为,m,、电阻为,r,导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒含有沿轨道向上初速度,v,0,.,整个运动过程中导体棒一直与导轨垂直并保持良好接触，弹簧中心轴线与导轨平行,(1),求初始时刻经过电阻,R,电流,I,大小和方向,(2),当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为,v,，求此时导体棒加速度大小,a,.,23/52,24/52,三电磁感应中能量问题,25/52,3,处理电磁感应现象中能量问题普通步骤,(1),在电磁感应中，切割磁感线导体或磁通量发生改变回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源,(2),分析清楚有哪些力做功，就能够知道有哪些形式能量发生了相互转化,(3),依据能量守恒列方程求解,26/52,例,3,(,江苏卷,),如图所表示，在匀强磁场中有一倾斜平行金属导轨，导轨间距为,L,，长为,3,d,，导轨平面与水平面夹角为,，在导轨中部刷有一段长为,d,薄绝缘涂层匀强磁场磁感应强度大小为,B,，方向与导轨平面垂直质量为,m,导体棒从导轨顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒一直与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间电阻为,R,，其它部分电阻均不计，重力加速度为,g,.,求：,(1),导体棒与涂层间动摩擦因数,；,(2),导体棒匀速运动速度大小,v,；,(3),整个运动过程中，电阻产生焦耳热,Q,.,27/52,28/52,29/52,1,(,河南安阳一模,),如图所表示，两根足够长光滑金属导轨水平平行放置，间距为,l,1 m,，,cd,间、,de,间、,cf,间分别接着阻值,R,10,电阻一阻值,R,10,导体棒,ab,以速度,v,4 m/s,匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好导轨所在平面存在磁感应强度大小,B,0.5 T,、方向竖直向下匀强磁场以下说法中正确是,(,),A,导体棒,ab,中电流流向为由,b,到,a,B,cd,两端电压为,1 V,C,de,两端电压为,1 V,D,fe,两端电压为,3 V,B,30/52,31/52,2,(,天津卷,),如图所表示，纸面内有一矩形导体闭合线框,abcd,，,ab,边长大于,bc,边长，置于垂直纸面向里、边界为,MN,匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于,MN,.,第一次,ab,边平行,MN,进入磁场，线框上产生热量为,Q,1,，经过线框导体横截面电荷量为,q,1,；第二次,bc,边平行,MN,进入磁场，线框上产生热量为,Q,2,，经过线框导体横截面电荷量为,q,2,，则,(,),A,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,B,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,C,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,D,Q,1,Q,2,，,q,1,q,2,A,32/52,33/52,3,多项选择,)(,湖南长沙模拟,),如图所表示，正方形金属线圈,abcd,平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速度,v,匀速运动，线圈边长为,L,，电阻为,R,，质量为,m,，有一边界长度为,2,L,正方形磁场垂直于传送带，磁感应强度为,B,，线圈穿过磁场区域过程中速度不变，以下说法中正确是,(,),AD,34/52,35/52,例,1,(,上海高考,14,分,),如图甲，两相距,L,0.5 m,平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值,R,2,电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面匀强磁场质量,m,0.2 kg,金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆电阻可忽略杆在水平向右恒定拉力作用下由静止开始运动，并一直与导轨垂直，其,v,t,图象如图乙所表示在,15 s,时撤去拉力，同时使磁场随时间改变，从而保持杆中电流为,0.,求：,(1),金属杆所受拉力大小,F,；,(2)0,15 s,内匀强磁场磁感应强度大小,B,0,；,(3)15,20 s,内磁感应强度随时间改变规律,36/52,答题送检,来自阅卷名师汇报,错误,致错原因,扣分,(1),忽略了金属杆所受摩擦力，造成据牛顿第二定律所列方程错误.,3,(2),杆受力忽略了摩擦，第(1)问中F求错，造成以后求解错误.,4,(3),因为逻辑不缜密，忽略了线圈中磁通量包含杆匀速运动阶段面积.,5,37/52,38/5239/52,1,(,多项选择,)(,浙江宁波调研,),如图所表示，两光滑平行导轨水平放置在匀强磁场中，磁场垂直导轨所在平面，金属棒,ab,可沿导轨自由滑动，导轨一端跨接一个定值电阻,R,，导轨电阻不计，现将金属棒沿导轨由静止向右拉，若保持拉力恒定，经时间,t,1,后速度为,v,，加速度为,a,1,，最终以速度,2,v,做匀速运动；若保持拉力功率恒定，经时间,t,2,后速度为,v,，加速度为,a,2,，最终也以速度,2,v,做匀速运动，则,(,),A,t,2,t,1,B,t,2,F,0,0.025 N,所以,t,0,时棒静止不动，加速度为零，这以后磁感应强度,B,都小于,B,0,，棒所受到安培力都小于最大静摩擦力，故前,3 s,时间内导体棒静止不动，电流恒为,I,0.25 A,在,0,3 s,时间内，磁感应强度,B,B,0,kt,0.2,0.1,t,因导体棒静止不动，故棒在水平方向受安培力和静摩擦力，协力为零，,f,BIL,(0.2,0.1,t,),0.25,0.5 N,0.0125(2,t,)N(,t,3 s),49/52,50/52,51/52,课时达标,52/52,