2022届高考物理二轮(福建专用)教学案-专题五第1课时 电磁感应.docx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《2022届高考物理二轮(福建专用)教学案-专题五第1课时 电磁感应.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022届高考物理二轮(福建专用)教学案-专题五第1课时 电磁感应.docx(20页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、专题五电磁感应和电路第1课时电磁感应专题复习定位解决问题本专题主要复习电磁感应的基本规律和方法,熟练应用动力学和能量观点分析并解决电磁感应问题。高考重点楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解及应用;电磁感应中的平衡问题;电磁感应中的动力学和能量问题。题型难度本专题选择题和计算题都有可能命题,选择题一般考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用,题目有一定的综合性,难度中等;计算题主要考查电磁感应规律的综合应用,难度较大。1.楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍物体间的相对运动(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
2、)。2.感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律:E,常用于计算感应电动势的平均值。若B变,而S不变,则EnS;若S变,而B不变,则EnB。(2)导体棒垂直切割磁感线:EBlv,主要用于求感应电动势的瞬时值。(3)如图所示,导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直匀强磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线,产生的感应电动势EBl2。3.感应电荷量的计算回路中磁通量发生变化时,在t时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为qIttntn。可见,q仅由回路电阻R和磁通量的变化量决定,与发生磁通量变化的时间t无关。4.电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时,可用焦耳定律计算;当电路中电流变化时,则用功能关系或能
3、量守恒定律计算。解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”,即:1.“源”的分析分析电路中由电磁感应所产生的“电源”,求出电源参数E和r。2.“路”的分析分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,以便求解安培力。3.“力”的分析分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况,尤其注意其所受的安培力。接着进行“运动状态”的分析根据力和运动的关系,建立正确的运动模型。4.“动量”和“能量”的分析寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中,其能量转化和守恒的关系,并判断系统动量是否守恒。高考题型1楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1.感应电流方向的判断(1)利用右手定则,即根据导体
4、在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。(2)利用楞次定律,即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。2.感应电动势的两种求法(1)En,用来计算感应电动势的平均值,常用来求解电荷量。(2)EBlv或EBl2,主要用来计算感应电动势的瞬时值。【例1】(多选)(20211月福建省新高考适应性考试,6)由螺线管、电阻和水平放置的平行板电容器组成的电路如图1(a)所示。其中,螺线管匝数为N,横截面积为S1;电容器两极板间距为d,极板面积为S2,板间介质为空气(可视为真空)。螺线管处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小B随时间t变化的Bt图像如图(b)所示。一电荷量为q的颗粒在t1t2时间内悬停
5、在电容器中,重力加速度大小为g,静电力常量为k。则()图1A.颗粒带负电B.颗粒质量为C.t1t2时间内,a点电势高于b点电势D.电容器极板带电荷量大小为答案AD解析根据楞次定律和右手螺旋定则可知,感应电流通过电阻R的方向为由a到b,电容器的上极板带正电,颗粒悬浮在电容器中,受到的电场力与重力平衡,所以颗粒带负电,故A正确;电容器两极板间的电压等于感应电动势,根据法拉第电磁感应定律,有UNN,电容器两板间的电场强度E,又mgEq,解得m,故B错误;在t1t2时间内,a点电势等于b点电势,故C错误;电容器极板的带电荷量为QCU,又C,空气的相对介电常数为1,则Q,故D正确。【例2】(多选)(20
6、21广东省普通高中学业水平选择性考试,10)如图2所示,水平放置足够长光滑金属导轨abc和de,ab与de平行,bc是以O为圆心的圆弧导轨。圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场。金属杆OP的O端与e点用导线相接,P端与圆弧bc接触良好。初始时,可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有()图2A.杆OP产生的感应电动势恒定B.杆OP受到的安培力不变C.杆MN做匀加速直线运动D.杆MN中的电流逐渐减小答案AD解析根据转动切割磁感线产生感应电动势的公式可知EOPBl2,故A正确;OP切割磁感线,产生感
7、应电流,由右手定则可判断出MN中电流为从M到N,根据左手定则可知MN所受安培力向左,MN向左运动,切割磁感线,产生的感应电流与OP切割磁感线产生的感应电流方向相反,故OP与MN中的电流会逐渐减小,OP所受安培力逐渐减小,MN做加速度逐渐减小的加速运动,故B、C错误,D正确。【拓展训练1】(2021河南新乡市二模)如图3所示,在同一个水平面内的彼此绝缘的两个光滑圆环A、B,大圆环A中有顺时针方向的恒定电流I。小圆环B的一半面积在环A内、一半面积在环A外,下列说法正确的是()图3A.穿过环B的磁通量为0B.环B中有持续的感应电流C.若增大环A内的电流,则环B会向右移动D.若减小环A内的电流,则环B
8、会产生逆时针方向的电流答案C解析由题图,根据安培定则可知整个A环上的电流在其内部的磁场均向里,磁场在B环内左半圆环垂直纸面向里,右半边圆环磁场垂直向外,则穿过环B的磁通量不为0,故A错误;A中通恒定电流I,环B中磁通量不变,无感应电流,故B错误;若增大环A内的电流,则环B中向里的磁通量增加,根据楞次定律,环B为了阻碍磁通量增加,则环B会向右移动,故C正确;若减小环A内的电流,则环B中向里的磁通量减小,根据楞次定律判断,会产生顺时针方向的电流,故D错误。【拓展训练2】(20211月江苏新高考适应性考试,10)如图4所示,光滑的平行长导轨水平放置,质量相等的导体棒L1和L2静止在导轨上,与导轨垂直
9、且接触良好。已知L1的电阻大于L2,两棒间的距离为d,不计导轨电阻,忽略电流产生的磁场。将开关S从1拨到2,两棒运动一段时间后达到稳定状态,则()图4A.S拨到2的瞬间,L1中的电流大于L2B.S拨到2的瞬间,L1的加速度大于L2C.运动稳定后,电容器C的电荷量为零D.运动稳定后,两棒之间的距离大于d答案D解析S拨到1时,电源给电容器充电,S拨到2的瞬间,电容器放电(相当于“电源”),导体棒L1、L2并联,则棒两端电压相等,根据I和RL1RL2知,IL1IL2,A错误;S拨到2的瞬间,导体棒受到的安培力FILB,知FL1FL2,故aL1aL2,B错误;运动稳定后,两棒的速度相等,两端的电压也相
10、等,故电容器两端的电压等于棒两端的电压,此时电容器C的电荷量不为零,C错误;在两棒向右运动过程中aL1aL2,且电路稳定时两棒速度相等,则L1的位移小于L2的位移,故两棒之间的距离大于d,D正确。高考题型2电磁感应中的动力学问题分析【例3】(2021全国乙卷,25)如图5,一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量M0.06 kg的U形导体框,导体框的电阻忽略不计;一电阻R3 的金属棒CD的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路CDEF;EF与斜面底边平行,长度L0.6 m。初始时CD与EF相距s00.4 m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金属棒下滑距离s1 m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区
11、域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的EF边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小B1 T,重力加速度大小取g10 m/s2,sin 0.6。求:图5(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数;(3)导体框匀速运动的距离。答案(1)0.18 N(2)0.02 kg(3) m解析(1)金属棒与导体框同时由静止释放后,二者共同做匀加速直线运动,加速度a0gsin 6 m/s2设金属棒进入磁场时的速度大小为
12、v0,则v2a0s1解得v01.5 m/s,金属棒进入磁场时感应电动势EBLv0感应电流I金属棒受到的安培力FA1BIL解得FA10.18 N(2)设金属棒的质量为m,金属棒与导体框之间的动摩擦因数为,金属棒进入磁场后受到沿斜面向上的安培力,做匀速直线运动,导体框继续做匀加速直线运动,设加速度为a,金属棒相对导体框向上运动,故金属棒受到沿斜面向下的摩擦力,导体框受到沿斜面向上的摩擦力。对金属棒有FA1mgsin mgcos 对导体框有Mgsin mgcos Ma当金属棒刚出磁场时,导体框的EF边进入磁场且做匀速运动,设此时导体框的速度为v,导体框受到的安培力FA2导体框做匀速直线运动,有Mgs
13、in mgcos 从金属棒刚进入磁场到导体框的EF边进入磁场,导体框的位移为s0,则v2v2as0由式可以得到Ma联立式解得a5 m/s2,v2.5 m/s,把a5 m/s2代入式得mgcos 0.06 N联立式解得m0.02 kg,。(3)设从金属棒刚进入磁场到导体框的EF边进入磁场经历的时间为t,则vv0at解得t0.2 s设磁场区域的宽度为d,则dv0t0.3 m金属棒出磁场后的加速度agsin gcos 9 m/s2当金属棒与导体框的速度相等时,导体框开始做加速直线运动,假设导体框的EF边未出磁场前,金属棒的速度已经增加到v,则vv0at解得t s导体框的位移svt m0.3 m假设成
14、立,故导体框匀速运动的距离为 m。【拓展训练3】(多选)(2021广东佛山市教学质检)如图6所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ相互平行,间距为L,构成U型平面,该平面与水平面成角(090),磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直,导轨电阻不计,上端接入阻值为R的定值电阻。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒质量为m,接入电路的电阻为r。则金属棒ab沿导轨下滑过程中()图6A.最大加速度为gsin B.当棒下滑速度为v时,其两端电压为BLvC.所受安培力不会大于mgsin D.下滑速度大小一定小于mgsin 答案AC解析根据牛顿第二定律可得mgsin F
15、安ma,由题可知,开始滑动时安培力为零,此时加速度最大为gsin ,故A正确;由法拉第电磁感应定律可得,当棒下滑速度为v时,产生的感应电动势为BLv,根据闭合电路欧姆定律可得,金属棒两端电压为BLv,故B错误;导体棒下滑时,安培力增大,则加速度减小,当加速度为零时,安培力达到最大值为mgsin ,故C正确;当安培力等于mgsin 时,金属棒做匀速运动,此时速度最大,则有mgsin ,解得最大速度为vm,则下滑速度大小一定小于,故D错误。【拓展训练4】(2021河北“五个一名校联盟”二模)如图7所示,两宽度均为a的水平匀强磁场,磁感应强度的大小相等,两磁场区域间距为4a。一个边长为a的正方形金属
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 高考 物理 二轮 福建 专用 教学 专题 课时 电磁感应
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内