物理第12講 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用

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1、專題整合突破專題四電路和電磁感應(yīng)專題四電路和電磁感應(yīng)第第1212講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用講電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用1 1微網(wǎng)構(gòu)建微網(wǎng)構(gòu)建2 2高考真題高考真題3 3熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦4 4復(fù)習(xí)練案復(fù)習(xí)練案微網(wǎng)構(gòu)建微網(wǎng)構(gòu)建高考真題高考真題A A 解析施加磁場(chǎng)來快速衰減STM的微小振動(dòng)，其原理是電磁阻尼，在振動(dòng)時(shí)通過紫銅薄板的磁通量變化，紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，則其受到安培力作用，該作用阻礙紫銅薄板振動(dòng)，即促使其振動(dòng)衰減。方案A中，無論紫銅薄板上下振動(dòng)還是左右振動(dòng)，通過它的磁通量都發(fā)生變化；方案B中，當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量可能不變，當(dāng)紫銅薄板向右振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量不變；方案C

2、中，紫銅薄板上下振動(dòng)、左右振動(dòng)時(shí)，通過它的磁通量可能不變；方案D中，當(dāng)紫銅薄板上下振動(dòng)時(shí)，紫銅薄板中磁通量可能不變。綜上可知，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是A。BC BC A磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T B導(dǎo)線框運(yùn)動(dòng)的速度的大小為0.5 m/s C磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外 D在t0.4 s至t0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N APQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向 BPQRS中沿順時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向 CPQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿逆時(shí)針方向 DPQRS中沿逆時(shí)針方向，T中沿順時(shí)針方向D D 解析金屬桿PQ向右切割磁感線，根據(jù)右手定則可

3、知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向；原來T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，金屬桿PQ中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，使得穿過T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，綜上所述，可知ABC項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 A圖1中，A1與L1的電阻值相同 B圖1中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流 C圖2中，變阻器R與L2的電阻值相同 D圖2中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等C C 解析題圖1中，穩(wěn)定時(shí)通過A1的電流記為IL，通過L1的電流記為I1。S1斷開瞬間，A1突然變亮，可知ILI1，因此A1和L1電阻不相等，所以A、B錯(cuò)誤；題圖2中，閉合S2時(shí)，由于

4、自感作用，通過L2與A2的電流I2會(huì)逐漸增大，而通過R與A3的電流I3立即變大，因此電流不相等，所以D錯(cuò)誤；由于最終A2與A3亮度相同，所以兩支路電流I相同，根據(jù)部分電路歐姆定律，兩支路電壓U與電流I均相同，所以兩支路電阻相同。由于A2、A3完全相同，故變阻器R與L2的電阻值相同，所以C正確。 Aab中的感應(yīng)電流方向由b到a Bab中的感應(yīng)電流逐漸減小 Cab所受的安培力保持不變 Dab所受的靜摩擦力逐漸減小D D 解析根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下，再根據(jù)安培定則，可判斷ab中感應(yīng)電流方向從a到b，A錯(cuò)誤；磁場(chǎng)變化是均勻的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定不變，感應(yīng)電流I恒定不變

5、，B錯(cuò)誤；安培力FBIL，由于I、L不變，B減小，所以ab所受的安培力逐漸減小，根據(jù)力的平衡條件，靜摩擦力逐漸減小，C錯(cuò)誤，D正確。 (1)磁場(chǎng)的方向； (2)MN剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大小； (3)MN離開導(dǎo)軌后電容器上剩余的電荷量Q是多少。 (1)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I； (2)MN剛掃過金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a； (3)PQ剛要離開金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P。熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)聚焦 1“三定則、一定律”的應(yīng)用 (1)安培定則：判斷運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向。 (2)左手定則：判斷磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力的方向。 (3)右手定則：判斷部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向

6、。 (4)楞次定律：判斷閉合電路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向。熱點(diǎn)一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 4楞次定律中“阻礙”的主要表現(xiàn)形式 (1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”。 (2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”。 (3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)“增縮減擴(kuò)”。 (4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”。典例典例1 1 C C A此時(shí)，金屬環(huán)中感應(yīng)電流沿順時(shí)針方向 B此后，金屬環(huán)可能沿圖示v0方向做直線運(yùn)動(dòng)，直到速度減為零 C此后，金屬環(huán)可能一直做曲線運(yùn)動(dòng) D此后，金屬環(huán)先做曲線運(yùn)動(dòng)，再做勻速直線運(yùn)動(dòng)AD AD 1.解答電磁感應(yīng)圖象問題的“3個(gè)關(guān)注” (1)看初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零

7、，電流方向是正方向還是負(fù)方向。 (2)看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)。 (3)看圖象斜率的大小、圖象的曲直是否和物理過程對(duì)應(yīng)，分析大小和方向的變化趨勢(shì)。熱點(diǎn)二電磁感應(yīng)的圖象問題 2.電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個(gè)常見解法 (1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。 (2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷。典例典例2 2 AC AC BD BD 熱點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的電路和動(dòng)力學(xué)問題 2動(dòng)力學(xué)問題中的“兩分析、兩

8、狀態(tài)” (1)受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的分析 導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受安培力，安培力將阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)。 安培力一般是變力，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的加速度發(fā)生變化，當(dāng)加速度為零時(shí)，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)兩種狀態(tài)處理 導(dǎo)體處于平衡狀態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 處理方法：根據(jù)平衡狀態(tài)時(shí)導(dǎo)體所受合力等于零列式分析。 導(dǎo)體處于非平衡狀態(tài)加速度不為零。 處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分析。典例典例3 3 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率。 1解答能量問題的基本方法 (1)安培力做的功是電能和其他形

9、式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，用框圖表示如下： (2)明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。如有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢(shì)能必然發(fā)生變化；安培力做負(fù)功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能； (3)根據(jù)不同物理情景選擇動(dòng)能定理、能量守恒定律或功能關(guān)系，列方程求解問題。熱點(diǎn)四電磁感應(yīng)與能量的綜合 2三種求解電能的思路 (1)利用克服安培力做的功求解：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：其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能。 (3)利用公式求解：QI2Rt，其中I指電流的有效值。典例典例4 4 (1)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域的瞬間，通過電阻R的電流大小與方向。 (2)導(dǎo)體棒進(jìn)入?yún)^(qū)域的過程，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q。 (3)求導(dǎo)體棒穿過區(qū)域所用的時(shí)間。 (1)在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？ (2)當(dāng)ab的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時(shí)， cd棒的加速度是多少？