2019版高考物理大一轮复习第九章电磁感应第3课时电磁感应现象的综合问题课件

考点一
电磁感应的电路问题(－/d)
[要点突破]
1.处理问题的一般思路
(1)确定电源，在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分
导体是电源； (2) 分析电路结构 ( 区分内、外电路及外电路的串、并联分析 ) ， 画出等效电路； (3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质、电功率等公
式求解。
2.一类特殊问题：根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通
平细杆 CD 长 l＝0.20 m，处于磁感应强度大小 B1＝1.0 T、方 向水平向右的匀强磁场中。有一匝数 n ＝ 300 匝、面积 S ＝ 0.01 m2 的线圈通过开关 K 与两水银槽相连。线圈处于与线圈 平面垂直的、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度 B2 的大 小随时间 t 变化的关系如图乙所示。
两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6 Ω，ab杆的电阻为2 Ω，在
导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感 应强度为1 T。现ab以恒定速度v＝3 m/s匀速向右移动，这时ab 杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等。则( A.R2＝6 Ω )
B.R1上消耗的电功率为0.375 W
处理方法：根据平衡条件——合外力等于零列式分析。
(2)导体处于非平衡态——加速度不等于零。 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。
三、电磁感应中的能量转化 其他形式的能 和_______ 电能 之间的转化。 1.电磁感应现象的实质是______________ 做功 ， 将 2. 感 应 电 流 在 磁 场 中 受 安 培 力 ， 克 服 安 培 力 _______ 其他形式 的能转化为_______ 电能 ，电流做功再将电能转化为 _____________ 其他形式的能 。 _______________
Bav A. 3
Bav B. 6
2Bav C. 3
D.Bav
解析
导体棒以 A 为轴转动切割产生的感应电动势 E＝
0＋ v B· 2a ，整个电路是两个半圆环并联接在电源 AB 两端，故 2 E R Bav AB 两端电压 U＝R R〃 ＝ ，所以 A 选项正确。 4 3 ＋ 4 2
答案 A
2.(多选)如图所示，PN与QM两平行金属导轨相距1 m，电阻不计，
(2)分析电磁感应的具体过程判断对应的图象是否分段，共分几
段。 (3)用右手定则或楞次定律确定感应电流的方向。 (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。
力学问题联系在一起。解决的基本方法如下：
(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方 向； (2)求回路中的电流； (3)分析导体受力情况(包含安培力在内的全面受力分析)； 牛顿第二定律 列方程。 (4)根据平衡条件或______________
2.两种状态处理 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态。
答案
BD
考点二
电磁感应的图象问题(－/d) [要点突破]
1.图象问题大体上可分为三类 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象。 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 (3)根据图象定量计算。
2.解题步骤 (1)明确图象的种类，即是B－t图还是Φ－t图，或者是E－t图、 I－t图等。
(2)电流方向 C→D，B2 方向向上 v－0 (3)由牛顿第二定律 F＝ma＝m Δt (或由动量定理 FΔt＝mv－0) 安培力 F＝IB1l ΔQ＝IΔt v2＝2gh m 2gh 得ΔQ＝ ＝0.03 C B1l
答案
(1)30 V
(2)电流方向C→D
B2方向向上
(3)0.03 C
[针对训练] 1.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为 a，总电阻为 R(指 拉直时两端的电阻)， 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平 R 面，与环的最高点 A 铰链连接的长度为 2a、电阻为 的导体棒 2 AB，由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线 速度为 v，则这时 AB 两端的电压大小为( )
－ ΔΦ － E ΔΦ 过的电量，有 E＝ n ， I ＝ ，q＝ I ·t＝n 。所以， q Δt R总 R总 － －
只和线圈匝数、磁通量的变化量及总电阻有关，与完成该过程 需要的时间无关。注意：求解电路中通过的电荷量时，一定要 用平均电动势和平均电流计算。
[典例剖析] 【例】 (2015· 浙江 10 月选考)如图甲所示， 质量 m＝3.0×10－3 kg 的“ ”形金属细框竖直放置在两水银槽中， “ ”形框的水
(1)求0～0.10 s线圈中的感应电动势大小； (2)t＝0.22 s时闭合开关K，若细杆CD所受安培力方向竖直向上， 判断CD中的电流方向及磁感应强度B2的方向； (3)t＝0.22 s时闭合开关K，若安培力远大于重力，细框跳起的最
大高度h＝0.20 m，求通过细杆CD的电荷量。
解析
ΔΦ ΔB2 (1)由电磁感应定律 E＝n ，得 E＝nS ＝30 V Δt Δt
C.a、b间电压为3 V D.拉ab杆水平向右的拉 R1、R2 消耗的电功率之和相
6R2 等，则内、外电阻相等， ＝2，解得 R2＝3 Ω，因此 A 错误； R2＋6 E 3 3 E＝Blv＝3 V，总电流 I＝ ＝ A，路端电压 Uab＝IR 外＝ ×2 V 4 R总 4 U2 ab ＝1.5 V，因此 C 错误；P1＝ ＝0.375 W，B 正确；ab 杆所受安 R1 培力 F＝BIl＝0.75 N，因此拉力大小为 0.75 N，D 正确。
第3课时 电磁感应现象的综合问题
一、电磁感应中的电路问题 1.电源和内阻：切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈
电源 。 都相当于_______ 该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源 内阻 。 的_______
ΔΦ 2.感应电动势：E＝n 或 E＝BLv。 Δt
二、电磁感应中的动力学问题 安培力 作用，电磁感应问题往往和 1. 通电导体在磁场中受到 _________