物理第12讲 电磁感应规律及其应用

专题整合突破专题四电路和电磁感应专题四电路和电磁感应第第1212讲电磁感应规律及其应用讲电磁感应规律及其应用1 1微网构建微网构建2 2高考真题高考真题3 3热点聚焦热点聚焦4 4复习练案复习练案微网构建微网构建高考真题高考真题A A 解析施加磁场来快速衰减STM的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案A中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化；方案B中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变；方案C中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变；方案D中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A。BC BC A磁感应强度的大小为0.5 T B导线框运动的速度的大小为0.5 m/s C磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D在t0.4 s至t0.6 s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向D D 解析金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知ABC项错误，D项正确。 A图1中，A1与L1的电阻值相同 B图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C图2中，变阻器R与L2的电阻值相同 D图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等C C 解析题图1中，稳定时通过A1的电流记为IL，通过L1的电流记为I1。S1断开瞬间，A1突然变亮，可知ILI1，因此A1和L1电阻不相等，所以A、B错误；题图2中，闭合S2时，由于自感作用，通过L2与A2的电流I2会逐渐增大，而通过R与A3的电流I3立即变大，因此电流不相等，所以D错误；由于最终A2与A3亮度相同，所以两支路电流I相同，根据部分电路欧姆定律，两支路电压U与电流I均相同，所以两支路电阻相同。由于A2、A3完全相同，故变阻器R与L2的电阻值相同，所以C正确。 Aab中的感应电流方向由b到a Bab中的感应电流逐渐减小 Cab所受的安培力保持不变 Dab所受的静摩擦力逐渐减小D D 解析根据楞次定律，感应电流产生的磁场向下，再根据安培定则，可判断ab中感应电流方向从a到b，A错误；磁场变化是均匀的，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势恒定不变，感应电流I恒定不变，B错误；安培力FBIL，由于I、L不变，B减小，所以ab所受的安培力逐渐减小，根据力的平衡条件，静摩擦力逐渐减小，C错误，D正确。 (1)磁场的方向； (2)MN刚开始运动时加速度a的大小； (3)MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少。 (1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I； (2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a； (3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。热点聚焦热点聚焦 1“三定则、一定律”的应用 (1)安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向。 (2)左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向。 (3)右手定则：判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向。 (4)楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生感应电流的方向。热点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 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”。典例典例1 1 C C A此时，金属环中感应电流沿顺时针方向 B此后，金属环可能沿图示v0方向做直线运动，直到速度减为零 C此后，金属环可能一直做曲线运动 D此后，金属环先做曲线运动，再做匀速直线运动AD AD 1.解答电磁感应图象问题的“3个关注” (1)看初始时刻感应电流是否为零，电流方向是正方向还是负方向。 (2)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)看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应，分析大小和方向的变化趋势。热点二电磁感应的图象问题 2.电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 (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：根据题目所给条件写出两个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。典例典例2 2 AC AC BD BD 热点三电磁感应中的电路和动力学问题 2动力学问题中的“两分析、两状态” (1)受力情况、运动情况的分析 导体切割磁感线运动产生感应电动势，在电路中产生感应电流，导体在磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动。 安培力一般是变力，导体做切割磁感线运动的加速度发生变化，当加速度为零时，导体达到稳定状态，最后做匀速直线运动。 (2)两种状态处理 导体处于平衡状态静止或匀速直线运动状态。 处理方法：根据平衡状态时导体所受合力等于零列式分析。 导体处于非平衡状态加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。典例典例3 3 (1)磁感应强度的大小；(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。 1解答能量问题的基本方法 (1)安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下： (2)明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化。如有摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电能； (3)根据不同物理情景选择动能定理、能量守恒定律或功能关系，列方程求解问题。热点四电磁感应与能量的综合 2三种求解电能的思路 (1)利用克服安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。 (2)利用能量守恒求解：其他形式的能的减少量等于产生的电能。 (3)利用公式求解：QI2Rt，其中I指电流的有效值。典例典例4 4 (1)导体棒进入区域的瞬间，通过电阻R的电流大小与方向。 (2)导体棒进入区域的过程，电阻R上产生的热量Q。 (3)求导体棒穿过区域所用的时间。 (1)在运动中产生的焦耳热最多是多少？ (2)当ab的速度变为初速度的3/4时， cd棒的加速度是多少？