2019届高考物理一轮复习第十章电磁感应第3讲电磁感应规律的综合应用学案.docVIP

第3讲　电磁感应规律的综合应用 微知识1 电磁感应中的电路问题 1．内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。 (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路。 2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E＝BLv或E＝n。 (2)电源正、负极：用右手定则或楞次定律确定。 (3)路端电压：U＝E－Ir＝IR。 微知识2 电磁感应图象问题 微知识3 感应电流在磁场中所受的安培力 1．安培力的大小 由感应电动势E＝BLv，感应电流I＝和安培力公式F＝BIL得F＝。 2．安培力的方向判断 微知识4 电磁感应中的能量转化与守恒 1．能量转化的实质 电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化。 2．能量的转化 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(或其他形式的能)。 3．热量的计算 电流(恒定)做功产生的热量用焦耳定律计算，公式Q＝I2Rt。 一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．闭合电路的欧姆定律同样适用于电磁感应电路。(√) 2．在闭合回路中切割磁感线的那部分导体两端的电压一定等于产生的感应电动势。(×) 3．电路中电流一定从高电势流向低电势。(×) 4．克服安培力做的功一定等于回路中产生的焦耳热。(×) 5．有安培力作用时导体棒不可能做加速运动。(×) 二、对点微练 1．(电磁感应中的电路问题)如图所示，两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为(　　)A.E　　　　B.E　　　　C.E　　　　D．E 解析　a、b间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的，故a、b间电势差为U＝E，B项正确。 答案　B　 2(电磁感应中的图象问题)在四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在选项中的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是(　　) 解析　根据感应电流在一段时间恒定，导线框应为扇形；由右手定则可判断出产生的感应电流i随时间t的变化规律如题图甲所示的是C。 答案　C　 3(电磁感应中的动力学问题)(多选)如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vmax，则(　　) A．如果B增大，vmax将变大 B．如果α变大，vmax将变大 C．如果R变大，vmax将变大 D．如果m变大，vmax将变大 解析　金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值vmax，此后金属杆做匀速运动，杆受重力、轨道的支持力和安培力，如图所示。安培力F＝LB，对金属杆列平衡方程mgsinα＝，则vmax＝，由此式可知，B增大，vmax减小；α增大，vmax增大；R变大，vmax变大；m变大， vmax变大。因此B、C、D项正确。 答案　BCD　 4．(电磁感应中的能量问题)如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于(　　) A．棒的机械能增加量　　　B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量 解析　棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用。由动能定理：WF＋WG＋W安＝ΔEk得WF＋W安＝ΔEk＋mgh，即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量，选项A正确。 答案　A　 见学生用书P1 微考点　1　电磁感应中的电路问题 　　　 核|心|微|讲 　　在电磁感应过程中，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，该导体或回路相当于电源。因此，电磁感应问题往往又和电路问题联系在一起。解决此类问题的基本思想是将电磁感应问题转化为直流电路的分析与计算问题。 基本思路：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；弄清电路结构，必要时画出等效电路图；运用欧姆定律、串并联电路等规律求解路端电压、电功率等问题。 典|例|微|探 【例1】　(多选)如图所示，边长为L、不可形变的