2011高考物理专题复习课件大全：电磁感应与电路.ppt

1、延伸拓展,能力思维方法,课 前 热 身,要点疑点考点,电磁感应与电路,要点疑点考点,电磁感应与电路问题的联系就是电源与电路的连接问题上.其主要步骤是： 1.确定电源.产生感应电流或感应电动势的那部分电路就相当于电源，利用法拉第电磁感应定律确定其电动势的大小，利用楞次定律确定其正负极.需要强调的是：在电源内部电流是由负极流向正极的，在外部从正极流向外电路，并由负极流入电源.如无感应电流，则可以假设电流如果存在时的流向.,要点疑点考点,2.分析电路结构，画出等效电路图.这一步的实施的本质是确定“分析”的到位与准确.承上启下，为下一步的处理做好准备. 3.利用电路规律求解.主要还是欧姆定律、串并联电

2、路、电功、电热.,课 前 热 身,1.如图12-4-1所示，当条形磁铁由静止开始向右运动瞬间，a、b、c、d各点电势的关系是：(C) A.UaUb,Uc=Ud B.UaUb,UcUd C.UaUb,UcUd D.UaUb,UcUd,图12-4-1,课 前 热 身,2.一个矩形闭合线框在垂直于磁场方向的平面内平动，速度方向与bc平行，如图12-4-2所示，设线框都在磁场内运动，则线框a、b、c、d各点的电势之关系是：(B),图12-4-2,课 前 热 身,A.UaUb,Ua=Ud; B.UaUb,Ua=Ud; C.UaUd,Ua=Ub; D.UaUd,Ua=Ub; 在上题中若在cd段中点接入一个

3、电压表，则 此电压表(B) A.有读数 B.无读数 C.无法确定,课 前 热 身,3.用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m，正方形的一半放在和纸面垂直向里的匀强磁场中，如图12-4-3所示，当磁场以每秒10T的变化率增强时，线框中点a、b两点电势差是(B) A.Uab=0.1V B.Uab=-0.1V C.Uab=0.2V D.Uab=-0.2V,图12-4-3,课 前 热 身,4.两条光滑平行金属导轨间距d=0.6m，导轨两端分别接有R1=10，R2=2.5的电阻，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场垂直于 轨道平面向纸外，如图 12-4-4所示，导轨上有 一根电阻为1.0的导体 杆MN.

4、,图12-4-4,课 前 热 身,当MN杆以v=5.0m/s的速度沿导轨向左滑 动时，(1)MN杆产生的感应电动势大小为 0.6V;且杆的M端电势高；(2)用电压表测MN 两点间电压时，电表的示数为0.4V；(3)通 过电阻R1的电流为0.04A，通过电阻R的电 流为0.16A；(4)杆所受的安培力的大小为 0.024N，方向是水平向右.,能力思维方法,【例1】如图12-4-5所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距d=0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，,图12-4-5,能力思维方法,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻 值R=0.3的电阻

5、，导轨上跨放着一根长 为L=0.2m、每米电阻为r=2.0的金属棒 ab,ab与导轨正交放置，交点为c、d.当金 属棒以速度v=4.0m/s向右做匀速运动时， 试求金属棒ab两端的电势差.,能力思维方法,【解析】利用电磁感应定律和闭合回路的欧 姆定律进行求解；等效 电路如图(可假设感应 电流方向是顺时针)：,图12-4-6,能力思维方法,金属棒ab切割磁感线产生感应电动势 为E=BLv=0.50.24.0=0.4V；图12-4- 6cd边长只有L的一半，故cd间的感应电动 势E1=E/2=0.2V在闭合电路中，感应电流 I=E1/(R+Rcd)=0.4A；c、d两点间的电压是 路端电压Ucd=

6、IR=0.12V；所以a、b两点间 电压为Uab=E-E1+Ucd=0.32V；,能力思维方法,【例2】如图12-4-7所示，在直线MN右边的磁场 方向垂直纸面向外， 磁感应强度B=0.3T， 左边是与它方向相 反，磁感应强度大 小相等的磁场.,图12-4-7,能力思维方法,用一根电阻为R=0.4的导线制成一个半 径为r=0.1m，顶角为90的两个角交叉的闭 合回路ABCD.回路在磁场中以MN上的一点O为 轴，以角速度200rad/s顺时针方向转动. 求：若以OA边恰在OM位置开始计时，回路转 过1/4周期的时间内，感应电流多大?方向如 何?,能力思维方法,【解析】从OA边恰好在OM位置开始的

7、 1/4个周期内，闭合回路ABCDA的AO、OD、 OC、OB导体均切割磁感线而产生感应电动 势，由右手定则可知，这四个部分导体切 割磁感线产生的电动势均正向串联，回路 中感应电流方向为ADCBA，其大小为： I=E/R=4Brv/R=3A.,能力思维方法,【解题回顾】本题对闭合回路用E=/也可求得，因为是匀速运动，瞬时值与平均值是相等的.而在电磁感应问题往往跟电路问题联系在一起，解决这类问题，一要考虑电磁感应的有关规律，如右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等，二要考虑电路中的有关规律，如串、并联电路的性质，欧姆定律等.,能力思维方法,【例3】如图12-4-8所示，两个电阻器的阻值分别为R

8、与2R，其余电阻不计.电容器电容量为C.匀强磁场磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里.金属棒ab、cd的长度均为L.当棒ab以速度v向左切割磁感线运动，金属棒cd以速度2v向右切割磁感线运动时， 电容C的电量为多 大?哪一个极板带 正电?,图12-4-8,能力思维方法,【解析】金属棒ab以速度v向左切割磁感线运动，产生的感应电动势E1=BLv，形成沿abfea方向的电流I=E1/(R+2R)=BLv/3R；金属棒cd以速度2v向右切割磁感线运动时，产生的感应电动势E2=2BLv，且由右手定则可知，C点电势高，而f、d电势相同，所以c、e两点电势较高者为c，两点电势差为Uce=Ucd+Ufe=

9、E2+Ufe=7BLv/3；电容器C的带电量Q=CUce=7BLvC/3，且右侧极板带正电.,能力思维方法,【解题回顾】cd所在回路中由于含有电容器C而不闭合，无电流.但电容器C两极板电势不等.本题关键是由电磁感应的规律、电路的有关规律求得两极板之间的电势差；当电路不稳定时，如杆做变速切割，且杆有电阻时，C两极板电势差就要变化，从而杆cd所在回路就会有充、放电电流，cd两端电势差就不是电动势E2，而是它的路端电压.,延伸拓展,【例4】如图12-4-9所示，磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中有一折成30角的金属导轨aob，导轨平面垂直于磁场方向.一条直线MN垂直ob方向放置在轨道上并接触良好.当

10、MN以v=4m/s从导轨O点开始向右平动时，若所有导线单位长度的电阻r=0.1/m. 求(1)经过时间t后，闭合 回路的感应电动势的瞬时 值和平均值?(2)闭合回路 中的电流大小和方向?,图12-4-9,延伸拓展,【解析】磁场B与平动速度v保持不变，但 MN切割磁感线的有效长度在不断增大，所 以电动势是变值，求平均值可用 E=n/t计算，也可用E=BLv计算，L的 变化随时间是线性变化的.,延伸拓展,(1)设运动时间为t后，在ob上移动x=vt=4t，MN的 有效长度：L=xtan30= 感应电动势瞬时值E=BLv=1.84tV；感应电动势的平均值E=BS/2t=BxL/2t=0.92tV； (2)随t的增大，回路电阻增大