专题四 2 电磁感应定律及其应用 导学案.docxVIP

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专题四电路与电磁感应

第2讲电磁感应定律及其应用讲义

基本知能：

考点一|楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用

1．判定感应电流方向的两种方法

(1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形。

(2)右手定则：一般用于导体棒切割磁感线的情形。

2．求感应电动势的方法

(1)

(2)导体棒垂直切割eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(平动切割：E＝Blv,转动切割：E＝\f(1,2)Bl2ω))

3．电磁感应中电荷量的求解方法

q＝eq\o(I,\s\up6(－))t＝neq\f(ΔΦ,R＋r)(n：匝数，ΔΦ：磁通量变化量，R＋r：闭合电路的总电阻)

4．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式

(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。

(2)阻碍相对运动——“来拒去留”。

(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。

(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。

[典例1](多选)(2021·山东素养强化卷)如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B＝1T，在匀强磁场区域内，将质量为m＝1kg、长为L＝1m、电阻为R＝1Ω的金属棒ab垂直导轨放置在足够长的水平光滑U形导轨上，且与导轨接触良好，导轨间距为L＝1m，导轨电阻可忽略不计。金属棒ab在垂直于棒的水平拉力F的作用下，由静止开始(t＝0时)以加速度a＝1m/s2向右做匀加速直线运动，2s后保持拉力的功率不变，直到棒ab以最大速度做匀速直线运动再撤去拉力F。下列说法正确的是()

A．2s时拉力F的大小为3N

B．棒ab的最大速度为6m/s

C．0～2s内安培力对金属棒的冲量大小为4N·s

D．撤去拉力F后，棒ab运动的距离为eq\r(6)m

[典例2](多选)在三角形ABC区域中存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，三边电阻均为R的三角形导线框abc沿AB方向从A点以速度v匀速穿过磁场区域。如图所示，ab＝L，AB＝2L，∠abc＝∠ABC＝90°，∠acb＝∠ACB＝30°。线框穿过磁场的过程中()

A．感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向

B．感应电流先增大，后减小

C．通过线框的电荷量为eq\f(\r(3)BL2,6R)

D．c、b两点的最大电势差为eq\r(3)BLv

考点二|电磁感应中的图象问题

1．“三点关注”

(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，看图线斜率的大小、图线的曲直是否和物理过程对应。

2．“两种方法”

(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。

(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简单的方法，但却是最有效的方法。

[典例3](2021·江苏扬州模拟)如图所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd。t＝0时刻，线框在水平外力的作用下，从静止开始向右做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为t2，设线框中产生的感应电流的大小为i，ad边两端电压大小为U，水平拉力大小为F，则下列i、U、F随运动时间t变化的关系图象正确的是()

AB

CD

感悟：解决电磁感应图象问题的一般步骤

(1)明确图象的种类，即是B-t图还是Φ-t图，或者E-t图、v-t图、I-t图等(如典例的四个选项中的三类图象)。

(2)分析电磁感应的具体过程。

(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。

(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。

(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。

(6)画图象或判断图象。

考点三|电磁感应中的力电综合

1．

2．

3．求解焦耳热Q的三种方法

(1)焦耳定律：Q＝I2Rt。

(2)功能关系：Q＝W克服安培力。

(3)能量转化：Q＝ΔE其他。

4．利用动量定理求感应电荷量或运动位移

如：Beq\o(I,\s\up6(－))LΔt＝Δp，q＝eq\o(I,\s\up6(－))·Δt，可得q＝eq\f(Δp,BL)。

eq\f(B2L2\o(v,\s\up6(－)),R总)Δt＝Δp，x＝eq\o(v,\s\up6(－))Δt，可得x＝eq\f(ΔpR总,B2L2)。

动力学和能量观点的应用

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