2016届高三物理二轮复习(浙江专用)专题九电磁感应综合问题浅析.ppt

二轮·物理 二轮·物理 专题九　电磁感应综合问题 展示考纲·明晰考向 方法归纳·重点点拨 锁定考点·高效突破 阅卷评析·剑指满分 展示考纲·明晰考向 电磁感应牵涉的知识面很广,是高考的热点内容,导体切割磁感线产生感应电动势的计算类问题常结合力学、电学知识,解决电荷量、电热相关的问题.试题综合程度高,难度大,常以综合性大题出现,并结合电路、力学、能量转化和守恒等知识. 预计2016年依然在此处设计综合计算题.关注电磁感应现象与磁场、电路、力学等知识的综合,以及电磁感应与实际相结合的题目. 1.法拉第电磁感应定律.(Ⅱ) 2.楞次定律.(Ⅱ) 考题预测 重要考点 方法归纳·重点点拨 一、电磁感应与电路的综合应用 1.电磁感应与电路知识的关系图 电路规律　　　　　　　　　　　　　 电磁感应 2.电磁感应与电路综合问题的处理思路 (1)确定电源:首先,判断产生电磁感应现象的是哪一部分导体或电路,以找到电路中的电源;其次,选择电磁感应定律的相应表达形式求出感应电动势的大小,利用右手定则或楞次定律判断出感应电流的方向. (2)分析电路结构,画等效电路图,区分出内外电路. (3)根据串并联规律、焦耳定律、全电路的功率关系等解题. 二、电磁感应与力学规律的综合 1.两个对象的相互制约关系 2.解题策略 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为: (1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向. (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向. (3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况. (4)列牛顿第二定律或平衡方程求解. 三、功能关系在电磁感应中的应用 1.电磁感应过程中的能量转化 电磁感应现象的实质是其他形式的能转化成电能.感应电流在磁场中受安培力,外力克服安培力做功,将其他形式的能转化为电能,电流做功再将电能转化为内能或机械能等.电流做功产生的热量用焦耳定律计算,公式为Q=I2Rt,从功和能的观点入手,分析清楚电磁感应过程中参与转化的能量的形式和种类以及相互之间的转化关系,是解决电磁感应问题的重要方法之一. 2.利用功能关系解决电磁感应问题的步骤 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向. (2)画出等效电路图,写出回路中电阻消耗的电功率的表达式. (3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程,联立求解. 3.安培力做功和电能变化的对应关系 克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能转化为电能.同理,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程.安培力做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能. 锁定考点·高效突破 考点一 电磁感应与电路、力学的综合问题 典例 (2015安徽省黄山市高三第一次质量检测)如图所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN,PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,导轨电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面斜向上,长为L的金属棒ab垂直于MN,PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中R2为一电阻箱,已知灯泡的电阻RL=4R,定值电阻R1=2R,调节电阻箱使R2=12R,重力加速度为g,闭合开关S,现将金属棒由静止释放,求: (1)金属棒下滑的最大速度vm的大小; ?思路探究? (1)金属棒下滑时速度最大的条件是什么? 答案:金属棒所受安培力与重力的下滑分力平衡. ?思路探究? (2)金属棒下滑过程中有哪些力对其做功?整个电路产生的电热与哪个外力做功有关? 答案:金属棒下滑过程中重力和安培力对其做功;整个电路产生的电热等于金属棒克服安培力所做的功. (2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰好达到最大,则金属棒由静止开始下滑2s0的过程中,整个电路产生的电热. 以例说法 解决电磁感应电路与力学的综合问题的一般思路 (1)先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r. (2)再进行“路”的分析——分析电路结构,弄清串、并联关系,根据电路的规律,求出相关部分的电流大小,以便安培力的求解. (3)然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属杆、导体、线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力. (4)接着进行“运动”状态的分析——根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型. (5)最后是“列方程”并求解——根据研究对象的状态和运动情况列出对应的方程,然后求解. 针对训练 电磁感应的动力学问题 (2015大连市二模)如图所示,两平行导轨间距L=0.1 m,足够