第8讲 电磁感应现象及其规律的应用.ppt

第8讲　电磁感应现象及其规律的应用 (1)高考知识内容 ①楞次定律的理解和应用；②右手定则的应用；③电磁感应的图象问题；④电磁感应过程中的动态分析问题；⑤综合运用电路知识和能量观点解决电磁感应问题． (2)常考物理方法 ①能量守恒法；②排除法；③等效法；④模型法． (3)真题样板 1．(2013·全国新课标Ⅰ·17)如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是(　　) 2.(2013·全国新课标Ⅱ·16)如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是(　　) 3.(2013·安徽卷·16)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω.一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T． 将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　) A．2.5 m/s　1 W　　　　　　 B．5 m/s　1 W C．7.5 m/s　9 W　 D．15 m/s　9 W 解析：　把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键．对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力． 由平衡条件得mgsin 37°＝F安＋Ff ① Ff＝μFN ② FN＝mgcos 37° ③ 而F安＝BIL ④ (2013·山东卷·18)将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是(　　) 1．解答电磁感应图象问题的三个关注 (1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向． (2)关注变化过程，看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应． (3)关注大小、方向的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应． 2．图象的选择问题 求解物理图象的选择类问题可用“排除法”，即排除与题目要求相违背的图象，留下正确图象；也可用“对照法”，即按照题目要求画出正确的草图，再与选项对照，做出正确选择．解决此类问题的关键就是把握图象特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化规律或关键物理状态． 3．图象的分析问题 在定性分析物理图象时，要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量，要弄清图象的物理意义，借助有关的物理概念、公式、定理和定律作出分析判断；而对物理图象定量计算时，要搞清图象所揭示的物理规律或物理量间的函数关系，并要注意物理量的单位换算问题，要善于挖掘图象中的隐含条件，明确有关图线所包围的面积、图象在某位置的斜率(或其绝对值)、图线在纵轴和横轴上的截距所表示的物理意义． 1．一矩形线圈abcd位于一随时间t变化的匀强磁场内，设磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里为正，如图甲所示，磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示，用i表示线圈中的感应电流(规定图甲中线圈上箭头所示方向的电流为正)，用F表示cd边所受的安培力(规定cd边所受的安培力方向向右为正)，则图丙中正确的是(　　) 解析：　由图乙知，在第1 s内金属框内的磁场方向垂直纸面向外，且大小在均匀减小，由楞次定律知，金属框中产生和原磁场同方向的感应电流磁场，再由安培定则判断出感应电流方向为逆时针方向，与正方向相反，同理依次判断出第2 s、第3 s、第4 s内感应电流的方向；由图乙知，4 s内磁场变化率相等，产生的感应电流大小相等，选项A正确、B错误； 由题意知，每 2 s内金属框内的电流相同，但因原磁场大小方向在变化，所以还要分段处理，在第1 s内金属框内的磁场方向垂直纸面向外，且大小在均匀减小，cd边电流方向为c→d，由左手定则