2019版高考物理大一轮复习专题九电磁感应第3讲电磁感应定律的综合应用课件.ppt

第3讲 电磁感应定律的综合应用 一 电磁感应中的电路问题和动力学 能量问题1 电磁感应中 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生 该导体或回路相当于 感应电动势 电源 2 感应电动势及感应电流的方向 产生感应电动势那部分电路为电源部分 电流为电源内部电流流向 电势处 外电路中的电流流向 电势处 高 低 3 电磁感应问题往往跟运动学 力学问题联系在一起 分析时要特别注意加速度a 0 速度v达到最大值的特点 这类问题的分析思路如下 4 电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程 安培力做功的过程 是 能转化为其他形式的能的过程 安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能 克服安培力做多少功就有多少其他形式的能转化为 电 电能 5 电磁感应现象中能量的三种计算方法 1 利用克服安培力做功求解 电磁感应中产生的电能等于克服 所做的功 2 利用能量守恒求解 机械能的减少量等于 的增加量 安培力 电能 3 利用电路特征来求解 通过电路中所产生的电能来计算 基础检测 如图9 3 1所示 两个互连的金属圆环 粗金属环的电阻是细金属环电阻的一半 磁场垂直穿过粗金属环所在的区域 当磁感应强度均匀变化时 在粗环内产生的电动势 为E 则ab两点间的电势差为 A E2 B E3 C 2E3 D E 答案 C 图9 3 1 考点1 电磁感应中的电路问题 重点归纳分析电磁感应电路问题的基本思路 1 匀强磁场的方向 2 ab两端的路端电压 3 金属棒ab运动的速度 图9 3 2 解 1 带负电的微粒受到重力和电场力作用而处于静止状态 因重力方向竖直向下 则电场力方向竖直向上 故M板带正电 ab棒向右切割磁感线产生感应电动势 ab棒等效于电源 其a端为电源的正极 由右手定则可判断 磁场方向竖直向下 考点2 电磁感应中的力与能的分析 重点归纳1 电磁感应中的动力学问题 1 两种状态及处理方法 2 力学对象和电学对象的相互关系 3 动态分析的基本思路 解决这类问题的关键是通过运动状态的分析 寻找过程中的临界状态 如速度 加速度最大或最小的条件 具体思路如下 2 电磁感应中的能量问题 1 能量转化及焦耳热的求法 能量转化 求解焦耳热Q的三种方法 2 解题的一般步骤 确定研究对象 导体棒或回路 弄清电磁感应过程中 哪些力做功 哪些形式的能 量相互转化 根据功能关系或能量守恒定律列式求解 考题题组 2 如图9 3 3所示 在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨 导轨间距为L 长为3d 导轨平面与水平面的夹角为 在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层 匀强磁场的磁感应强度大小为B 方向与导轨平面垂直 质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放 在滑上涂层之前已经做匀速运动 并一直匀速滑到导轨底端 导体棒始终与导轨垂直 且仅与涂层间有摩擦 接在两导轨间的电阻为R 其他部分的电阻均不计 重力加速度为g 求 图9 3 3 1 导体棒与涂层间的动摩擦因数 2 导体棒匀速运动的速度大小v 3 整个运动过程中 电阻产生的焦耳热Q 图9 3 4 3 多选 2017年福建泉州模拟 如图9 3 4所示 两根足够长的光滑金属导轨竖直放置 底端接电阻R 轻弹簧上端固定 下端悬挂质量为m的金属棒 金属棒和导轨接触良好 除电阻R外 其余电阻不计 导轨处于匀强磁场中 磁场方向垂直导轨所在平面 静止时金属棒位于A处 此时弹簧的伸长量为 l 弹性势能为Ep 重力加速度大小为g 将金属棒从弹簧原长位置由静止释放 金属棒在运动过程中始终保持水平 则 A 当金属棒的速度最大时 弹簧的伸长量为 lB 电阻R上产生的总热量等于mg l Ep C 金属棒第一次到达A处时 其加速度方向向下D 金属棒第一次下降过程通过电阻R的电荷量比第一 次上升过程的多 答案 BD 模型 滑杆模型 这类问题的实质是不同形式的能量的转化过程 从功和能的观点入手 弄清导体切割磁感线运动过程中的能量转化关系 处理这类问题有三种观点 即 力学观点 图象观点 能量观点 单杆模型中常见的四种情况如下表所示 续表 续表 续表 甲 乙 图9 3 5 1 求ab杆的加速度a的大小 2 当cd杆达到最大速度v时 求ab杆的速度大小 解 1 当t 0时 F 1 5N对ab杆有F mg ma代入数据得a 10m s2 2 从d向c看 对cd杆受力分析如图9 3 6所示 当cd杆速度最大时 有f mg FN FN F安 综合以上各式解得v 2m s 图9 3 6 备考策略 用 四步法 分析电磁感应中的动力学问 题 解决电磁感应中的动力学问题的一般思路是 先电后 力 具体思路如下