【提分技巧】2014高考物理赢取高分名师点津课件--应用电磁感应定律和欧姆定律解决电磁感应与电路的综合问题.ppt

压轴大题步骤化系列之七 [典例]　(22分)(2012·浙江高考)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了一种　 装置。如图9－3－12所示，自行车后轮由半径r1＝5.0×10－2 m的金属内圈、半径r2＝0.40 m的 金属外圈②和绝缘幅条③构成。 后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条④， 每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度B＝0.10 T、方向垂直纸面向外的 “扇形”匀强磁场⑤， 其内半径为r1、外半径为r2、 张角θ＝ 。后轮以角速度 ω＝2π rad/s相对于转轴转动。 若不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。 第二步：审设问，找问题的突破口 (1)当金属条ab进入“扇形”磁场时， 求感应电动势E，并指出ab上的电流方向； (2)当金属条ab进入“扇形”磁场时， 画出“闪烁”装置的电路图； (3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始， 经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与 外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uab－t图象； (4)若选择的是“1.5 V、0.3 A”的小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，通过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小，优化前同学的设计方案，请给出你的评价。 第三步：三定位，将解题过程 步骤化 第四步：求规范，步骤严谨不失分 第四步：求规范，步骤严谨不失分 第四步：求规范，步骤严谨不失分 (4)“闪烁”装置不能正常工作。(金属条的感应电动势只有4.9×10－2 V)，远小于小灯泡的额定电压，因此无法工作。 B增大，E增大，但有限度； r2增大，E增大，但有限度； ω增大，E增大，但有限度； θ增大，E不变。(4分) 名师叮嘱 (1)电阻的串并联关系不能只看连线，还要看电流方向，本例中四个灯泡的连接方式没有变化，但是各种情况的串并联关系并不相同。 (2)本题看似较难，其实所用知识很简单，情景也不复杂，只要分析清楚电路结构结合电磁感应知识即可求解。 应用法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律解决电磁感应与电路的综合问题 电磁感应与电路的综合问题，通常的情景是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源。本类压轴大题往往涉及楞次定律、法拉第电磁感应定律、右手定则、闭合电路或部分电路的欧姆定律、串并联知识、电功率的计算公式等，电路的分析计算是考查的重点。本类压轴大题知识综合性较强，涉及物理的主干知识多，是近几年高考命题的热点之一。 第一步：审题干，抓关键信息 “闪烁”① 产生的电动势不是连续的，是时断时续的 金属外圈导电，可以作为连接电路的导线 辐条是绝缘的，不产生感应电动势 金属条周期性的产生感应电动势 金属条转动切割磁感线，产生电动势 根据法拉第电磁感应定律求解 根据楞次定律求解 切割导体为电源，其他三条边并联相当于外电路 根据闭合电路欧姆定律，分析电流电压关系 在② 中，学生误认为ΔS = r22Δθ 而造成失分 因不明确灯泡的连接方式画不出或画错电路图而出错 学生易犯错误 学生易犯错误 在⑥ 中误认为ab两端的电压ab上小灯泡两端的电压而失分