高考语文复习 作文技法点拨 4 议论文论证方法课件 (170)

1、第第2课时法拉第电磁感应定律课时法拉第电磁感应定律 考点一考点一 法拉第电磁感应定律的理解应用法拉第电磁感应定律的理解应用1感应电动势大小的决定因素感应电动势大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率t和线圈匝数共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系，t为单匝线圈产生的感应电动势大小2法拉第电磁感应定律的适用范围法拉第电磁感应定律适用于任何情况下感应电动势的计算 但在中学物理中一般用来计算某段时间内的平均电动势若所取时间极短， 即t 趋近于零时， 所求感应电动势为该时刻的瞬时感应电动势3法拉第电磁感应定律应用的两种情况(1)回路与磁场垂直的面积不变，磁感应强度发生变化，则BS，EnBt

2、S，式中Bt为磁感应强度的变化率，等于 Bt 图象上某点切线的斜率，若Bt是恒定的，产生的感应电动势就恒定(2)磁感应强度 B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则BS，EnBSt.【例例1】(多选多选)(2014四川卷四川卷)如图所示如图所示,不计电阻的光滑不计电阻的光滑U形金属框水平放置形金属框水平放置,光滑、竖直玻璃挡板光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框固定在框上上,H、P的间距很小质量为的间距很小质量为0.2 kg的细金属杆的细金属杆CD恰好恰好无挤压地放在两挡板之间无挤压地放在两挡板之间,与金属框接触良好并围成边长与金属框接触良好并围成边长为为1 m的正方形的正方形,其有效电阻为其有

3、效电阻为0.1 .此时在整个空间加方此时在整个空间加方向与水平面成向与水平面成30 角且与金属杆垂直的匀强磁场角且与金属杆垂直的匀强磁场,磁感应磁感应强度随时间变化规律是强度随时间变化规律是B(0.40.2t) T,图示磁场方向为图示磁场方向为正方向框、挡板和杆不计形变则正方向框、挡板和杆不计形变则()At1 s时时,金属杆中感应电流方向从金属杆中感应电流方向从C到到DBt3 s时时,金属杆中感应电流方向从金属杆中感应电流方向从D到到CCt1 s时时,金属杆对挡板金属杆对挡板P的压力大小为的压力大小为0.1 NDt3 s时时,金属杆对挡板金属杆对挡板H的压力大小为的压力大小为0.2 N方方 法

4、法 总总 结结应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤：分析穿应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤：分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；利用过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况；利用楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电楞次定律确定感应电流的方向；灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解磁感应定律的不同表达形式列方程求解1(2015重庆卷重庆卷)如图所示为无线充电技术中使用的受电线如图所示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图圈示意图,线圈匝数为线圈匝数为n,面积为面积为s.若在若在t1到到t2时间内时间内,匀强磁场匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈平行于线圈轴线向右穿过

5、线圈,其磁感应强度大小由其磁感应强度大小由B1均匀均匀增加到增加到B2,则该段时间线圈两端则该段时间线圈两端a和和b之间的电势差之间的电势差ab()A恒为nS（B2B1）t2t1B从 0 均匀变化到nS（B2B1）t2t1C恒为nS（B2B1）t2t1D从 0 均匀变化到nS（B2B1）t2t1考点二考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的导体切割磁感线产生感应电动势的 计算计算1公式公式EBlv的使用条件的使用条件(1)匀强磁场匀强磁场(2)B、l、v三者相互垂直三者相互垂直(3)如不垂直如不垂直,用公式用公式EBlvsin 求解求解,为为B与与v方向间的夹方向间的夹角角2“瞬时性瞬时性”的理

6、解的理解若若v为瞬时速度为瞬时速度,则则E为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势若若v为平均速度为平均速度,则则E为平均感应电动势为平均感应电动势,即即EBlv.3“相对性相对性”的理解的理解EBlv中的速度中的速度v是相对于磁场的速度是相对于磁场的速度,若磁场也运动若磁场也运动,应应注意速度间的相对关系注意速度间的相对关系4导体转动切割磁感线导体转动切割磁感线当导体在垂直于磁场的平面内当导体在垂直于磁场的平面内,绕一端以角速度绕一端以角速度匀速转匀速转动时动时,产生的感应电动势为产生的感应电动势为EBlvBl2,如图所示如图所示【例例2】(多选多选)(2014山东卷山东卷)如图所示如图所示,一端接

7、有定值电一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触导体棒与轨道垂直且接触良好在向右匀速通过良好在向右匀速通过M、N两区的过程中两区的过程中,导体棒所受导体棒所受安培力分别用安培力分别用FM、FN表示不计轨道电阻以下叙述正表示不计轨道电阻以下叙述正确的是确的是()AFM向右向右 BFN向左向左CFM逐渐增大逐渐增大 DFN逐渐减小逐渐减小规规 律律 总总 结结公式EntEBlv导体一个回路一段导体适用普遍适用导体切割磁感线意义常用于求平均电动势既可求平

8、均值也可求瞬时值联系本质上是统一的后者是前者的一种特殊情况但是，当导体做切割磁感线运动时，用 EBlv 求 E 比较方便；当穿过电路的磁通量发生变化时，用 Ent求 E 比较方便2(2015课标全国课标全国卷卷)如图所示如图所示,直角三角形金属框直角三角形金属框abc放放置在匀强磁场中置在匀强磁场中,磁感应强度大小为磁感应强度大小为B,方向平行于方向平行于ab边向边向上当金属框绕上当金属框绕ab边以角速度边以角速度逆时针转动时逆时针转动时,a、b、c三点三点的电势分别为的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知已知bc边的长度为边的长度为l.下列判断正下列判断正确的是确的是() 考点三考点三 自感现象

9、的分析自感现象的分析1自感现象自感现象“阻碍阻碍”作用的理解作用的理解(1)流过线圈的电流增加时流过线圈的电流增加时,线圈中产生的自感电动势与电线圈中产生的自感电动势与电流方向相反流方向相反,阻碍电流的增加阻碍电流的增加,使其缓慢地增加使其缓慢地增加(2)流过线圈的电流减小时流过线圈的电流减小时,线圈中产生的自感电动势与电线圈中产生的自感电动势与电流方向相同流方向相同,阻碍电流的减小阻碍电流的减小,使其缓慢地减小使其缓慢地减小线圈就相当于电源线圈就相当于电源,它提供的电流从原来的它提供的电流从原来的IL逐渐变小逐渐变小2自感现象的四大特点自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的

10、变化自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化(2)通过线圈中的电流不能发生突变通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化只能缓慢变化(3)电流稳定时电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体自感线圈就相当于普通导体(4)线圈的自感系数越大线圈的自感系数越大,自感现象越明显自感现象越明显,自感电动势只是自感电动势只是延缓了过程的进行延缓了过程的进行,但它不能使过程停止但它不能使过程停止,更不能使过程反更不能使过程反向向3自感中自感中“闪亮闪亮”与与“不闪亮不闪亮”问题问题【例例3】(2016邢台模拟邢台模拟)某同学为了验证断电自感现象某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈自己找来带铁芯的线圈L、

11、小灯泡、小灯泡A、开关、开关S和电池组和电池组E,用用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后,闭合开关闭合开关S,小灯泡发光；再断开开关小灯泡发光；再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复现象虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象现象,他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是未闪亮的原因是()A电源的内阻较大电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大线圈的自感

12、系数较大解析：解析：闭合开关闭合开关S, ,电路稳定灯泡正常发光时电路稳定灯泡正常发光时, ,如果电感线如果电感线圈圈L中的电阻比灯泡的电阻大中的电阻比灯泡的电阻大, ,则电感线圈则电感线圈L中的电流中的电流IL比灯泡比灯泡A中的电流中的电流IA小小, ,当开关当开关S断开断开, ,则由于自感现象则由于自感现象, ,L和和A组成回路使组成回路使L和和A中的电流从中的电流从IL开始减小开始减小, ,因此不可能因此不可能看到小灯泡闪亮的现象看到小灯泡闪亮的现象, ,C项正确项正确参考答案：参考答案：C3(多选多选)(2016临沂模拟临沂模拟)如图所示的电路中如图所示的电路中,L为一个自感为一个自感

13、系数很大、直流电阻不计的线圈系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2是两个完全相同的是两个完全相同的电灯电灯,E是内阻不计的电源是内阻不计的电源t0时刻时刻,闭合开关闭合开关S,经过一段经过一段时间后时间后,电路达到稳定电路达到稳定,t1时刻断开开关时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过分别表示通过电灯电灯D1和和D2中的电流中的电流,规定图中箭头所示方向为电流正方向规定图中箭头所示方向为电流正方向,以下各图中能定性描述电流以下各图中能定性描述电流I随时间随时间t变化关系的是变化关系的是()解析：解析：当当S闭合时闭合时, ,L的自感作用会阻碍其中的电流变大的自感作用会阻碍其中的电流变大, ,

14、电流从电流从D1流过；当流过；当L的阻碍作用变小时的阻碍作用变小时, ,L中的电流变中的电流变大大, ,D1中的电流变小至零；中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流中的电流为电路总电流, ,电电流流过流流过D1时时, ,电路总电阻较大电路总电阻较大, ,电流较小电流较小, ,当当D1中电流为零中电流为零时时, ,电流流过电流流过L与与D2, ,总电阻变小总电阻变小, ,电流变大至稳定；当电流变大至稳定；当S再断开时再断开时, ,D2马上熄灭马上熄灭, ,D1与与L组成回路组成回路, ,由于由于L的自感作的自感作用用, ,D1慢慢熄灭慢慢熄灭, ,电流反向且减小；综上所述知选项电流反向且减小

15、；综上所述知选项A、C正确正确参考答案：参考答案：AC 方方 法法 技技 巧巧 思思 维维 提提 升升电磁感应中的“杆导轨”模型“杆导轨”模型是电磁感应问题中的高考命题热点， 考查的知识点多，题目综合性强，物理情景变化复杂，导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜，杆的运动可分为匀速、匀变速、非匀变速等导体棒受到恒定拉力作用情况下的运动状态分析， 如图所示 运动过程中某时刻导体棒的速度为 v，加速度为 aFmB2L2vmR，a、v同向，随 v 的增加，加速度 a 减小，当 a0 时，导体棒的速度达到最大，IBLvR恒定典例典例如图甲所示如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相是固定于同一水平面内

16、相互平行的粗糙长直导轨互平行的粗糙长直导轨,间距间距L2.0 m,R是连在导轨一端的是连在导轨一端的电阻电阻,质量质量m1.0 kg的导体棒的导体棒ab垂直跨在导轨上垂直跨在导轨上,电压传感电压传感器与这部分装置相连导轨所在空间有一磁感应强度器与这部分装置相连导轨所在空间有一磁感应强度B0.50 T、方向竖直向下的匀强磁场从、方向竖直向下的匀强磁场从t0开始对导体棒开始对导体棒ab施加一个水平向左的拉力施加一个水平向左的拉力,使其由静止开始沿导轨向左运动使其由静止开始沿导轨向左运动,电压传感器测出电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所两端的电压随时间变化的图线如图乙所示示,其中其中OA、BC段是直线段是直线,AB段是曲线段是曲线假设在假设在1.2 s以后拉力的功率以后拉力的功率P4.5 W保持不变导轨和导保持不变导轨和导体棒体棒ab的电阻均可忽略不计的电阻均可忽略不计,导体棒导体棒ab在运动过程中始终与在运动过程中始终与导轨垂直导轨垂直,且接触良好不计电压传感器对电路的影响且接触良好不计电压传感器对电路的影响g取取10 m/s2.求：求：(1)导体棒