2019年度高考物理一轮复习第十章电磁感应专题强化十二电磁感应的综合问题学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 专题强化十二 电磁感应的综合问题 专题解读 1.本专题是运动学、动力学、恒定电流、电磁感应和能量等知识的综合应用,高考既以选择题的形式命题,也以计算题的形式命题 . 2.学好本专题,可以极大地培养同学们数形结合的推理能力和电路分析能力,针对性的专题强化,可以提升同学们解决数形结合、利用动力学和功能关系解决电磁感应问题的信心 . 3.用到的知识有: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、闭合电路欧姆定律、平衡条件、牛顿运动定律、函数图象、动能定理和能量守恒定律等 . 命题点一 电磁感应 中的图象问题 1.题型简述 借助图象考查电磁感应的规律,一直是
2、高考的热点,此类题目一般分为两类: (1)由给定的电磁感应过程选出正确的图象; (2)由给定的图象分析电磁感应过程,定性或定量求解相应的物理量或推断出其他图象 .常见的图象有 B t 图、 E t 图、 i t 图、 v t 图及 F t 图等 . 2.解题关键 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键 . 3.解题步骤 (1)明确图象的种类,即是 B t 图还是 t 图,或者 E t 图、 I t 图等; (2)分析 电磁感应的具体过程; (3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系; (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定
3、律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式; (5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等; (6)画图象或判断图象 . 4.两种常用方法 (1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 (增大还是减小 )、变化快慢 (均匀变化还是非均匀变化 ),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项 . 【 精品教育资源文库 】 (2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图象进行分 析和判断 . 例 1 (多选 )(2017 河南六市一模 )边长为 a 的闭合金属正三角形轻质框架,左边竖直且与磁场右边界平行,完全处于垂直于框架平面向里的匀强
4、磁场中,现把框架匀速水平向右拉出磁场,如图 1 所示,则下列图象与这一拉出过程相符合的是 ( ) 图 1 答案 BC 解析 设正三角形轻质框架开始出磁场的时刻 t 0,则其切割磁感线的有效长度 L 2xtan 30 2 33 x,则感应电动势 E 电动势 BLv 2 33 Bvx,则 C 项正确, D 项错误 .框架匀速 运动,故 F 外力 F 安 B2L2vR 4B2x2v3R x2, A 项错误 .P外力功率 F 外力 v F 外力 x2, B 项正确 . 变式 1 (2017 江西南昌三校四联 )如图 2 所示,有一个矩形边界的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向里 .一个三角形闭合导线框,
5、由位置 1(左 )沿纸面匀速到位置 2(右 ).取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点 (t 0),规定逆时针方向为电流的正方向,则图中能正确反映线框中电流与时间关系的是 ( ) 图 2 【 精品教育资源文库 】 答案 A 解析 线框进入磁场的过程,磁通量向 里增加,根据楞次定律得知感应电流的磁场向外,由安培定则可知感应电流方向为逆时针,电流方向应为正方向,故 B、 C 错误;线框进入磁场的过程,线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小,由 E BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小;线框完全进入磁场后,磁通量不变,没有感应电流产生;线框穿出磁场的过程,磁通量向里减小,根据楞次定律得知
6、感应电流的磁场向里,由安培定则可知感应电流方向为顺时针,电流方向应为负方向,线框切割磁感线的有效长度先均匀增大后均匀减小,由 E BLv,可知感应电动势先均匀增大后均匀减小,故 A 正确 , D 错误 . 变式 2 (2017 河北唐山一模 )如图 3 所示,在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻 R,导体棒 ab 垂直导轨放置,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中 .现给导体棒一向右的初速度,不考虑导体棒和导轨电阻,下列图线中,导体棒速度随时间的变化和通过电阻 R的电荷量 q 随导体棒位移的变化描述正确的是 ( ) 图 3 答案 B 解析 导体棒运动过程中受向左的安培力 F B2L2vR ,安
7、培力阻碍棒的运动,速度减小,由牛顿第二定律得棒的加速度大小 a Fm B2L2vRm ,则 a 减小, v t 图线斜率的绝对值减小,故 B【 精品教育资源文库 】 项正确, A 项错误 .通过 R 的电荷量 q I t ER t tR t R BLRx,可知 C、 D 项错误 . 命题点二 电磁感应中的动力学问题 1.题型简述 感应电流在磁场中受到安培力的作用,因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起 .解决这类问题需要综合应用电磁感应规律 (法拉第电磁感应定律、楞次定律 )及力学中的有关规律(共点力的平衡条件、牛顿运动定律、 动能定理等 ). 2.两种状态及处理方法 状态 特征 处理方法
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