高考物理二輪復(fù)習(xí)簡(jiǎn)易通 專題十 電磁感應(yīng)與能量變化課件
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1、專題十電磁感應(yīng)與能量變化命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律與其他知識(shí)的綜合課標(biāo)全國(guó)2011T212012T19T202013T17()、T25()、T16()山東2011T222012T14T202013T18命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律與其他知識(shí)的綜合廣東2011T1520122013T36江蘇2011T2T52012T52013T13安徽2011T2020122013T16命題地區(qū)年份考查內(nèi)容及題號(hào)楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律與其他知識(shí)的綜合浙江2011T212012T252013T15福建2011T1720
2、12T182013T18海南2011T62012T52013T6說(shuō)明:以下物理概念、規(guī)律的敘述中,在后面的()內(nèi)正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”1電流的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象()2勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和在該磁場(chǎng)中與磁場(chǎng)方向垂直的平面面積S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,即BS.形象地說(shuō),磁通量就是穿過(guò)這個(gè)面的磁感線的條數(shù)公式BS只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng),且面積S指完全處在垂直磁場(chǎng)方向的有效面積磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù)之分()3產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化()4當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí),它產(chǎn)生的變化的磁場(chǎng)在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象叫自感,由于自感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)
3、()5判斷感應(yīng)電流方向的右手定則:讓磁感線垂直穿過(guò)手心,大拇指指向?qū)w切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向,則四指的指向就是導(dǎo)體內(nèi)部所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向()6楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化()7楞次定律的推廣:感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生電流的原因()答案1.(訂正:利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流)2.3.4.5.6.7.8.9.1應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本思路是什么?提示:運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的基本思路可歸結(jié)為:“一原、二感、三電流”;從“阻礙磁通量變化”的角度來(lái)看,表現(xiàn)出“增反減同”,即若磁通量增加,感應(yīng)電流
4、的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;若磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同易錯(cuò):分不清兩個(gè)磁場(chǎng)原磁場(chǎng)和感應(yīng)電流的磁場(chǎng),誤認(rèn)為阻礙就是兩磁場(chǎng)方向相反2如何計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大???3安培定則,左、右手定則、楞次定律各適用于什么情況?提示:易混:綜合問(wèn)題中選錯(cuò)規(guī)律或伸錯(cuò)手基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律4電磁感應(yīng)的圖象問(wèn)題一般有哪些類型?分析解決它們的思路如何?提示:這些圖象問(wèn)題大體上可分為兩類:(1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫(huà)出正確圖象此類問(wèn)題要注意以下
5、幾點(diǎn):定性或定量地表示出所研究問(wèn)題的函數(shù)關(guān)系;在圖象中E、I、B等物理量的方向通過(guò)正負(fù)值來(lái)反映;畫(huà)圖象時(shí)要注意橫、縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度的定義或表達(dá)(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程,求解相應(yīng)的物理量不管是何種類型,電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題常需利用右手定則、左手定則,楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決易錯(cuò):不進(jìn)行子過(guò)程的劃分,建立不起數(shù)和形的關(guān)系5解決電磁感應(yīng)與電路結(jié)合問(wèn)題的一般思路是什么?提示:一般思路是“先源后路”第一步:確定電源用法拉第電磁感應(yīng)定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,利用右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向如果在一個(gè)電路中切割磁感線的有幾個(gè)部分且相互聯(lián)系,可等效成電源的串、并聯(lián)第二步:
6、分析電路結(jié)構(gòu)找出等效的內(nèi)、外電路及外電路的串、并聯(lián)關(guān)系,畫(huà)出等效電路圖第三步:利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解易失分:不能正確畫(huà)出等效電路,不能結(jié)合直流電路的有關(guān)規(guī)律列出方程6閉合電路的一部分導(dǎo)體(一般為導(dǎo)體棒)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電流又受到安培力的作用安培力又怎樣影響導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)?分析此類問(wèn)題的基本方法和關(guān)鍵是什么?提示:(1)安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的影響導(dǎo)體棒產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化周而復(fù)始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí),加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)(2)基本方法用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)
7、勢(shì)的大小和方向求回路中的電流強(qiáng)度分析、研究導(dǎo)體受力情況(注意安培力用左手定則判定其方向)列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解(3)動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析要抓好研究對(duì)象的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析易失分:在分析此類問(wèn)題時(shí)不進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析,盲目套用公式7電磁感應(yīng)過(guò)程,就是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,則該過(guò)程涉及哪些能量的轉(zhuǎn)化?提示:(1)電磁感應(yīng)過(guò)程往往涉及多種能量的轉(zhuǎn)化如圖中金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止下滑時(shí),重力勢(shì)能減少,一部分用來(lái)克服安培力做功,轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能,最終在R上轉(zhuǎn)化為焦耳熱,另一部分轉(zhuǎn)化為金屬棒的動(dòng)能若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),棒最終達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),重力勢(shì)能的減小則完全用來(lái)克服安培力做功,轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的
8、電能因此,從功和能的觀點(diǎn)入手,分析清楚電磁感應(yīng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系,是解決電磁感應(yīng)中能量問(wèn)題的重要途徑之一(2)安培力做功和電能變化的特定對(duì)應(yīng)關(guān)系“外力”克服安培力做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能同理,安培力做功的過(guò)程,是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程,安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能易錯(cuò):對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系和功能關(guān)系分析不透徹,不能根據(jù)這些關(guān)系正確列出方程求解8如何求解電磁感應(yīng)中感應(yīng)電荷的電荷量?感應(yīng)電荷量與哪些因素有關(guān)?易錯(cuò):不用平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和平均感應(yīng)電流求電荷量,誤認(rèn)為EIt與電磁感應(yīng)的時(shí)間t有關(guān)猜想一對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象、右手定則和楞次定律的考查命題依據(jù):由近
9、三年高考試題分析可知,該考點(diǎn)考查的內(nèi)容有物理學(xué)史、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,應(yīng)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向命題形式多以選擇題的形式出現(xiàn),難度中等預(yù)計(jì)2014年高考命題的角度一是應(yīng)用楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向;二是應(yīng)用感應(yīng)電流引起的作用效果判斷感應(yīng)電流的方向下面設(shè)計(jì)的考題是從感應(yīng)電流效果角度的一個(gè)命題,具有一定的新意和預(yù)測(cè)性試題設(shè)計(jì)1如圖1所示,兩個(gè)閉合的金屬圓環(huán),穿在一根光滑的絕緣桿上,當(dāng)條形磁鐵的N極自右向左插向圓環(huán)時(shí),兩圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)是()A邊向左移邊分開(kāi) B邊向左移邊合攏C邊向右移邊合攏 D邊向右移邊分開(kāi)解析感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),故兩圓環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)根
10、據(jù)楞次定律,條形磁鐵的N極自右向左插向圓環(huán)時(shí),兩環(huán)中磁通量都增加,感應(yīng)電流磁場(chǎng)都向右,產(chǎn)生同方向的感應(yīng)電流,同向電流要相互吸引答案B猜想二對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的考查命題依據(jù):由近幾年高考試題分析來(lái)看,該考點(diǎn)為高頻考點(diǎn),命題角度為對(duì)磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率的理解動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算(導(dǎo)體棒平動(dòng)切割、轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線兩種情況),感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算,電磁感應(yīng)中電荷量的計(jì)算等命題形式以選擇題和計(jì)算題為主,難度中等偏上預(yù)計(jì)2014年高考會(huì)以新的背景材料結(jié)合生活生產(chǎn)、實(shí)際科研成果等進(jìn)行考查下面設(shè)計(jì)的考題以線框穿過(guò)有特殊邊界的勻強(qiáng)場(chǎng)為背景,綜合考查電磁感應(yīng)的規(guī)律,該題的亮點(diǎn)是切割磁感線的有效長(zhǎng)度按弦函
11、數(shù)規(guī)律變化,是預(yù)測(cè)明年高考的一道好題圖圖2 A線框中的電流先沿逆時(shí)針?lè)较蛟傺仨槙r(shí)針?lè)较駼線框中的最大感應(yīng)電流為4 AC線框穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中外力做功為0.048 JD線框向右運(yùn)動(dòng)0.3 m的過(guò)程中,通過(guò)線框某一截面的電荷量為0.12 C答案答案ABC猜想三對(duì)電磁感應(yīng)規(guī)律綜合應(yīng)用的考查命題依據(jù):從近三年高考試題分析可知,該內(nèi)容是高考的高頻考點(diǎn),命題的形式以選擇題和計(jì)算題為主,計(jì)算題還可以壓軸題的形式出現(xiàn),分值高、難度大該考點(diǎn)考查的角度主要有以下幾個(gè)方面:電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題主要考查電磁感應(yīng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、安培力隨時(shí)間或位移的變化規(guī)律;常見(jiàn)題型有兩類,一是各種形狀的線圈穿過(guò)不同形狀有
12、界磁場(chǎng)過(guò)程中的電磁感應(yīng)圖象;二是線圈面積不變,磁場(chǎng)變化過(guò)程中的電磁感應(yīng)圖象電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用,通常以單導(dǎo)體棒、雙導(dǎo)體棒、線圈的電磁感應(yīng)過(guò)程為模型,考查電磁感應(yīng)過(guò)程的電路分析、感應(yīng)電流的安培力與導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)關(guān)系、安培力做功與功能關(guān)系電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用試題一般綜合性較強(qiáng),對(duì)能力要求較高預(yù)計(jì)2014年高考電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題仍是重點(diǎn)考查的內(nèi)容,會(huì)從新的角度、新的背景進(jìn)行考查如下面的“試題設(shè)計(jì)3”就是從定量計(jì)算角度進(jìn)行預(yù)測(cè)“試題設(shè)計(jì)4”就是以金屬桿在傾斜導(dǎo)軌上的滑動(dòng)為背景,斜面上存在兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,且有一個(gè)磁場(chǎng)還是隨時(shí)間變化的,此題難度較大,可做為高考?jí)狠S題試題設(shè)計(jì)3如圖3甲所示,正六邊形導(dǎo)線框
13、abcdef放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中靜止不動(dòng),磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線框平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示t0時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直紙面向里,設(shè)產(chǎn)生的感應(yīng)電流順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?,豎直邊cd所受安培力的方向水平向左為正則下面關(guān)于感應(yīng)電流i和cd邊所受安培力F隨時(shí)間t變化的圖象正確的是()圖圖3 t3 s時(shí)FB0IlF0,t3 s后由于磁感應(yīng)強(qiáng)度減小使感應(yīng)電流反向,導(dǎo)致安培力瞬間反向而大小不變,然后隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的減小而減小,4 s后安培力又變?yōu)檎蛟龃?,C正確,D錯(cuò)誤答案AC4如圖4甲所示,間距為l、電阻不計(jì)的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為的斜面上在區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;在區(qū)域內(nèi)有
14、垂直于斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其感應(yīng)強(qiáng)度Bt的大小隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示t0時(shí)刻在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖所示位置由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑,同時(shí)下滑的另一金屬棒cd在位于區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放在ab棒運(yùn)動(dòng)到區(qū)域的下邊界EF處之前,cd棒始終靜止不動(dòng),兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R,ab棒的質(zhì)量、阻值均未知,區(qū)域沿斜面的長(zhǎng)度為2l,在ttx時(shí)刻(tx未知),ab棒恰進(jìn)入?yún)^(qū)域,重力加速度為g.求:(1)通過(guò)cd棒電流的方向和區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的方向;(2)當(dāng)ab棒在區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)cd棒消耗的電功率;(3)ab棒開(kāi)始下滑的位置離EF的距離;(4)ab棒開(kāi)始下滑至EF的過(guò)程中回路中產(chǎn)生的熱量答案見(jiàn)解析答案見(jiàn)解析
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