2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習 法拉第電磁感應(yīng)定律教案.doc

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2019-2020年高中物理二輪總復(fù)習 法拉第電磁感應(yīng)定律教案 xx年命題特點 對本部分內(nèi)容的考查呈現(xiàn)以下特點： 1.本專題是高中物理的主干知識，也是高考熱點和重點之一.考查頻率極高，這兩年高考中都有試題，而且都是計算題. 2.主要考查切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的計算，且要求較高. 常出與磁場、電路、力學、能量等問題相聯(lián)系的綜合問題. 應(yīng)試高分瓶頸 在這部分試題中，考生容易出現(xiàn)的問題是綜合能力差，亂代公式，解題沒有章法，沒有形成知識和方法體系. 加大練習量，在理解的基礎(chǔ)上熟練應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，形成解題方法是解決問題保證得分的有效方法. 命題點1 法拉第民磁感應(yīng)定律、右手定則 命題點2 電磁感應(yīng)綜合題 命題點1 法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則 本類考題解答錦囊 解答“法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則”一類試題，主要掌握以下幾點： 1．(1)應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律E=n△Φ／△t要注意嚴格區(qū)分磁通量Φ、磁通變化量△Φ、磁通變化率△Φ/△t，當△Φ由磁場變化引起時，用E=nS△B／△t來計算，當△Φ由面積變化引起時，用E=nS△B／△t來計算 (2)由E=n△Φ／△t算出的通常是在時間△t內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢，一般并不等于初態(tài)與末態(tài)電動勢的平均值． (3)計算電磁感應(yīng)過程中的流過回路電量的方法：Q=I△t=E△t／R=n△Φ／R. 2．應(yīng)用E=BlV要注意l為有效切割長度，即在磁場中的直導(dǎo)線的長度；V為垂直切割磁感線的線速度. Ⅰ 高考最新熱門題 1 (典型例題)一矩形線圈位于一隨時間t變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面(紙面)向里，如圖 25—1—1(甲)所示．磁感應(yīng)強度B隨t的變化規(guī)律如圖(乙)所示．以／表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖(甲)中線圈上箭頭所示方向的電流為正，則圖25—1—2中的I-t圖正確的是 命題的目的與解題技巧：法拉第電磁感應(yīng)定律E=圖象結(jié)合考查．B-t圖象的斜率即，在s不變時， [解析] 由圖25—1—1(乙)可知，在0～1s的時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度均勻增大，則由楞決定律判斷出感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，和圖25—1—1(甲)中所示電流相反，所以為負值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，其大小為一定值，在2—3s和4—5s內(nèi)，磁感應(yīng)強度不變，磁通量不變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A選項正確． [答案] A 2 (典型例題)一直升飛機停在南半球的地磁極上空．此處地磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度為且直升飛機螺旋槳葉片的長度為l，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動．螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為b，如圖25—1—3所示．如果忽略a到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的感應(yīng)電動勢，則 A.E=且a點電勢低于b點電勢 B．E=，且a點電勢低于b點電勢 C．，且a點電勢高于b點電勢 D． E=，且a點電勢高于b點電勢 命題目的與解題技巧：本題考查考生應(yīng)用右手定則和電磁感應(yīng)定律E=Bl乙分析直升飛機螺旋漿葉片產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象． [解析] 螺旋漿葉片轉(zhuǎn)動時切割磁場線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E= 選項B、D錯誤．順著地磁場的方向看地磁場和螺旋漿的轉(zhuǎn)動關(guān)系，如圖25—1-4所示，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流的方向從a→b，b點電勢高于a點電勢，故選項A正確． [答案] A 3 (典型例題)如圖25—1—5所示，MN、GH為平行導(dǎo)軌，AB、ED為跨在導(dǎo)軌上的兩根橫桿，導(dǎo)軌和橫桿均為導(dǎo)體．有勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面，方向如圖，用／表示回 路中的電流，則 A.當AB不動而ED向右滑動時，I≠0且沿順時針方向 B．當AB向左、CD向右滑動且速度大小相等時，I=0 C.當AB、CD都向右滑動且速度大小相等時，O=0 D．當AB、ED都向右滑動，且AB速度大于CD時，I≠0且沿逆時針方向 答案: C 指導(dǎo)：首先確定是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，那就要看穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化，所以A、B、D、三種情況在回路中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流，隨后再利用右手定則或楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，A、B產(chǎn)生逆時針方向感應(yīng)電流，D產(chǎn)生順時針方向感應(yīng)電流． 4 (典型例題)圖25—1—6中EF、GH為平行的金屬導(dǎo)軌，其電阻可不計，R為電阻器，C為電容器，AB為可在EF和GH上滑動的導(dǎo)體橫桿．有均勻磁場垂直于導(dǎo)軌平面．若用I1和I2分別表示圖中該處導(dǎo)線中的電流，則當橫桿AB A.勻速滑動時，I1=0,I2=0 B.勻速滑動時，I1≠0,I2≠0 C．加滑動時，I1=0，I2=0 D．加速滑動時，I1≠0，I2≠0 答案: D 指導(dǎo)：當AB勻速滑動時,AEGB形成閉合電路，故I1≠0，電容兩極電壓穩(wěn)定，不需充電，不需要充電，I2=0；當AB加速滑動時， I1≠O，同時，AB產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不斷增大，電容器可持續(xù)充電，故I2≠O． Ⅱ 題點經(jīng)典類型題 1 (典型例題)物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電荷量．如圖25—1—7所示，將探測線圈與沖擊電計C串聯(lián)后測定磁場的磁感應(yīng)強度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成回路的總電阻為兄將線圈放在被測實強磁場中，開始時線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測線圈翻轉(zhuǎn)180，測出通過線圈的電荷量為Q．由上述數(shù)據(jù)可得出被測磁場的磁感應(yīng)強 度為 A.qR／S B．qR／nS C qR／2nS D. qR／2S 命題目的與解題技巧：電磁感應(yīng)中求電荷量的方法應(yīng)用，使用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中一個特殊公式q= E= [解析] 電磁感應(yīng)中.本題磁場為勻強磁場，則 [答案] C 2 (典型例題)如圖25—1—8所示，A、B兩閉合線圈為同種導(dǎo)線繞成，A為10匝，B為20匝，半徑rA=2rB，勻強磁場只分布在B線圈內(nèi)，若磁場均勻地減弱，則 A.A中無感應(yīng)電流 B．A、B中均有感應(yīng)電流 C.A、B中感應(yīng)電動勢之比為2：1 D．A、B中感應(yīng)電流之比為1：2 答案:0BD 指導(dǎo)：法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用考查． 3 (典型例題)如圖25—1—9所示，處于同一豎直平面內(nèi)的平行金屬導(dǎo)軌CD和EF，相距為L，在CE間接有阻值為及的電阻，金屬 桿CD長為2L，緊貼導(dǎo)軌由豎直位置開始繞a點勻速轉(zhuǎn)動，角速度整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中，則金屬桿由豎直勻速轉(zhuǎn)到水平位置的過程中通過電阻履的電荷量為_________.(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，兩者電阻均不計) 答案:因為A、B兩線圈中磁場變化率相同，由知，EA：EB=1：2，又因為RA：R=lA：lB=nArA：nBrB=1：1，所以 IA：IB=1：2，故B、D正確． 3. 指導(dǎo)：電磁感應(yīng)中求電荷量的應(yīng)用，金屬桿由豎直位置轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，有一段時間不能與電阻履形成閉合回路，這段時間內(nèi)沒有電荷通過兄從豎直位置到金屬桿b端剛要離開CD導(dǎo)軌的過程中，回路中的磁通量的變化量. 4 (典型例題)如圖25—1—10所示是一種測通電螺線管中磁場的裝置，把一個很小的測量線圈A放在待測處，線圈與測量電量的電表Q串聯(lián)，當用雙刀雙擲開關(guān)K使螺線管的電流反向時，測量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而引起電荷的遷移，由Q表測出該電荷電量為q，就可以算出線圈所在處的磁感應(yīng)強度且已知測量線圈共有n匝，直徑為d，它和Q表串聯(lián)電路的總電阻為R，則被測處的磁感強度B=___________. 答案: B= 指導(dǎo)：電流由正方形變?yōu)榉捶较驎r，測量線圈中的磁場變化為而E=，解得q=I△t,E=IR,解得. Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 有一個10匝的線圈放在勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，線圈的面積為10cm2，當t=0時，B1=0.2T，經(jīng)過0.1s后，磁場減弱為B2=0.05T，磁場方向不變，則線圈中的感應(yīng)電動勢為 A．1.510-2 V B.150 V C．15 V D．1.5 V 答案:A 指導(dǎo)：當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量可由Φ=BS求得，所以E== 故應(yīng)選A求感應(yīng)電動勢關(guān)鍵是找出某時間內(nèi)的磁通量的變化量，磁通量的變化量與初磁通量、末磁通量無直接關(guān)系．另外本題應(yīng) 注意是10匝線圈，感應(yīng)電動勢是10倍的 2 如圖25—1—11所示，導(dǎo)線長為L，磁場的磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)線切割磁感線的速度為v，導(dǎo)線與水平夾角為θ，則導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為多少? 答案: E=Blv 指導(dǎo)：因為圖中B、L、V兩兩重直，所有E=BLv 3 如圖25—1—12所示，圖中圓圈為導(dǎo)體棒橫截面，導(dǎo)體棒長、磁場、切割方向均如圖，求導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢. 答案: E=Blvcosθ 指導(dǎo)：因為=：Ucos θ，所以E=Blvcosθ 4 如圖25—1—13所示，長為工的銅桿OA以O(shè)為軸在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動，磁場的磁感應(yīng)強度為B，求桿OA兩端的電勢差． 答案: 指導(dǎo)：解法一：棒上各處速率不等，不能直接用E=Blv來求，但棒上各點的速率發(fā)v=ωr，與半徑成正比，因此可用棒的中心速度作為平均切割速度代入公式計算。由右手定則可判斷O點的電勢高． 解法二:設(shè)經(jīng)過△t時間(△t為極短的一段時間)銅桿掃過的扇形面為△S，△S=△t,，在這段時間內(nèi)磁通量的變化量△Φ=B△S=BWL2△t，由E=n，得E=n由右手定則可判斷 O點的電勢高． 5 如圖24—1—14所示，電容器PQ的電容為10μF，垂直于回路的磁場的磁感應(yīng)強度以510-3T／s的變化率均勻 增加，回路面積為10-2m2，則PQ兩板間電勢差的絕對值為_______V， P板所帶電荷的種類為________，帶電量為________C． 答案:510-5；負；510-5 指導(dǎo)：磁感應(yīng)強度變化引起的磁通量變化由公式計算，產(chǎn)生的感應(yīng)電動熱E=5 10-310-2V=510-5V所以UP=510-5 V由于B在均勻增加，由楞次定律知電流方向由P板經(jīng)導(dǎo)線流向Q板，所以 Q板帶正電、P板帶負電，由C=，得Q=C U=1010-6510-5C=510-10C．