高考物理总复习 10 第3讲 电磁感应规律的综合应用教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案.docx

第3讲电磁感应规律的综合应用

一、电磁感应中的电路问题
1．内电路和外电路
(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路。
2．电源电动势和路端电压
(1)电动势：E＝BLv或E＝neq\f(ΔΦ,Δt)。
(2)电源正、负极：用右手定则或楞次定律确定。
(3)路端电压：U＝E－Ir＝IR。
二、电磁感应图象问题

图象
类型(1)随时间变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象
(2)随位移x变化的图象如E－x图象和I－x图象问题
类型(1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象
(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)利用给出的图象判断或画出新的图象应用
知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识等
三、感应电流在磁场中所受的安培力
1．安培力的大小
由感应电动势E＝BLv，感应电流I＝eq\f(E,R)和安培力公式F＝BIL得F＝eq\f(B2L2v,R)。
2．安培力的方向判断

四、电磁感应中的能量转化与守恒
1．能量转化的实质
电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化。
2．能量的转化
感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为内能(或其他形式的能)。
3．热量的计算
电流(恒定)做功产生的热量用焦耳定律计算，公式Q＝I2Rt。

(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)
1．闭合电路的欧姆定律同样适用于电磁感应电路。(√)
2．在闭合回路中切割磁感线的那部分导体两端的电压一定等于产生的感应电动势。(×)
3．电路中电流一定从高电势流向低电势。(×)
4．克服安培力做的功一定等于回路中产生的焦耳热。(×)
5．有安培力作用时导体棒不可能做加速运动。(×)

1．(电磁感应中的电路问题)如图所示，两个互连的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为()

A．eq\f(1,2)EB．eq\f(1,3)EC．eq\f(2,3)ED．E
解析a、b间的电势差等于路端电压，而小环电阻占电路总电阻的eq\f(1,3)，故a、b间电势差为U＝eq\f(1,3)E，B项正确。
答案B
2.(电磁感应中的图象问题)在四个选项中，虚线上方空间都存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。A、B中的导线框为正方形，C、D中的导线框为直角扇形。各导线框均绕垂直纸面轴O在纸面内匀速转动，转动方向如箭头所示，转动周期均为T。从线框处于图示位置时开始计时，以在OP边上从P点指向O点的方向为感应电流i的正方向。则在选项中的四个情景中，产生的感应电流i随时间t的变化规律如图所示的是()

解析根据感应电流在一段时间恒定，导线框应为扇形；由右手定则可判断出产生的感应电流i随时间t的变化规律如题图所示的是选项C。
答案C
3.(电磁感应中的动力学问题)(多选)如图所示，有两根和水平方向成α角的光滑平行金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vmax，则()

A．如果B增大，vmax将变大
B．如果α变大，vmax将变大
C．如果R变大，vmax将变大
D．如果m变大，vmax将变大
解析

金属杆从轨道上由静止滑下，经足够长时间后，速度达最大值vmax，此后金属杆做匀速运动，杆受重力、轨道的支持力和安培力，如图所示。安培力F＝eq\f(BLvmax,R)LB，对金属杆列平衡方程mgsinα＝eq\f(B2L2vmax,R)，则vmax＝eq\f(mgsinα·R,B2L2)，由此式可知，B增大，vmax减小；α增大，vmax增大；R变大，vmax变大；m变大，vmax变大。因此B、C、D三项正确。
答案BCD
4.(电磁感应中的能量问题)如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于()

A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量
解析棒受重力G、拉力F和安培力F安的作用。由动能定理：WF＋WG＋W安＝ΔEk得W