2021高考物理一轮复习第十章电磁感应专题提升九电磁感应的规律应用教案鲁科版

由E=BLv得感应电动势E=0.1×0.4×5 V=0.2 V, 外电路总电阻R=I=

R1R22?12= Ω= Ω, R1?R22?13E0.2= A=0.2 A. R?r21?33230.4 V, 3(2)路端电压U=IR=0.2× V=电容器所充电荷量 Q=CU=0.3×10×

-6

0.4-8

C=4×10C. 3-8

答案:(1)0.2 A (2)4×10 C

电磁感应中的图象问题

图象 随时间变化的图象,如Bt图象、Φt图象、Et图象、It图象;随位移变化的图象,类型 问题 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象(画图象) 类型

四个 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律 规律 应用 知识 六类 公式 (1)平均电动势E=n?Φ ?t如Ex图象、Ix图象;(所以要先看坐标轴,哪个物理量随哪个物理量变化要弄清) (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(用图象) (2)平动切割电动势E=Blv (3)转动切割电动势E=Blω (4)闭合电路欧姆定律I=E R?r122(5)安培力F=BIl (6)牛顿运动定律的相关公式等

角度1 动生感应电流的相关图象选择问题

[例4] (2019·山东济南联考)(多选)如图所示,导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域,ac垂直于导轨且平行于导体棒,ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反,导轨和导体棒的电阻均不计,下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是(规定电流由M经R到N为正方向,安培力向左为正方向)( AC )

解析:导体棒在左半区域时,根据右手定则,通过棒的电流方向向上,电流由M经R到N为正值,且逐渐变大,导体棒在右半区域时,根据右手定则,通过棒的电流方向向下,电流为负值,且逐渐减小,且满足经过分界线时感应电流大小突然加倍,A正确,B错误;第一段时间内安培力大小F=BIL=

B2L2v4B2L2v22

∝L,第二段时间内F=2BIL=∝L,L为有效长度,在bac中L=2vt,在dac

RR中,L=2v(2t0-t)(t0为棒运动到ac的时刻),C正确,D错误.

动生感应电流的图象分析技巧 对切割磁感线的过程进行分段研究,分析电流的大小、方向特点,进而推断安培力以及引起的影响,据此判断得出各个阶段的图象特点. 角度2 由变化的磁场图象分析电磁感应过程的问题

[例5] (2019·安徽蚌埠联考)如图(甲)所示,一闭合圆形线圈水平放置,穿过它的竖直方向的匀强磁场磁感应强度随时间变化规律如图(乙),规定B的方向以向上为正方向,感应电流以俯视顺时针的方向为正方向,在0~4t时间内感应电流随时间变化图象中正确的是( D )

解析:在0~t内,B正向增大,感应电流方向为俯视顺时针方向,即电流方向为正;在t~2t内,B先正向减小后反向增大,同上分析,电流方向为负方向,且B的变化率为0~t内的2倍,电流大小变为2倍;在2t~3t内,B变化率为0,无感应电流;在3t~4t内,B负向减小,电流方向为正方向,故D项正确.

处理图象问题要做到“四明确、一理解”

1.(2019·湖南岳阳二模)如图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场.在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M′,N′,P′,Q′恰好在磁场边界中点.下列图象中能反映线框所受安培力F的大小随时间t变化规律的是( B )

解析:第一段时间从初位置到M′N′离开磁场,图(甲)表示该过程的任意一个位置,切割磁感线的有效长度为M1A与N1B之和,即为M1M′长度的2倍,此时电动势E=2Bvtv,线框受的安培力

4B2v3t2F=2BIvt=,图象是开口向上的抛物线,故A,C错误.

R

如图(乙)所示,线框的右端M′N′刚好出磁场时,左端Q′P′恰与MP共线,此后一段时间内有效长度不变,一直到线框的左端与M′N′重合,这段时间内电流不变,安培力大小不变;最后一段时间如图(丙)所示,从匀速运动至Q′P′与M′N′重合开始计时,导线框的边长为l,有效长度为A′C′=l-2vt′,电动势E′=B(l-2vt′)v,线框受的安培力F′=口向上的抛物线,故D错误,B正确.

2.(2019·河南安阳二模)将一段导线绕成图(甲)所示的闭合电路,并固定在纸面内,回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中.回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图(乙)所示.用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是( B )

B2(l?2vt')2v,图象是开R

解析:由题图(乙)可知0~环的面积S不变,由E=

TΔB时间内,磁感应强度随时间t线性变化,即=k(k是一个常数),圆2ΔtΔ?ΔB?S=可知圆环中产生的感应电动势大小不变,则回路中的感应电ΔtΔtT时间内,由楞次定律可判2流大小不变,ab边受到的安培力大小不变,从而可排除选项C,D;0~

断出流过ab边的电流方向为由b至a,结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左,为负值,故选项A错误,B正确.

电磁感应中的动力学问题

1.两种状态及处理方法

状态 平衡态 非平衡态 特征 加速度为零 加速度 处理方法 根据平衡条件列式分析 根据牛顿第二定律进行动态