2015届高考物理二轮专题训练：专题六第1课时电磁感应问题的综合….doc

专题定位　高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、变压器和交流电的描述问题，在计算题中作为压轴题，以导体棒运动为背景，综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律解决导体棒类问题． 本专题考查的重点有以下几个方面：①楞次定律的理解和应用；②感应电流的图象问题；③电磁感应过程中的动态分析问题；④综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题；⑤直流电路的分析；⑥变压器原理及三个关系；⑦交流电的产生及描述问题． 应考策略　对本专题的复习应注意“抓住两个定律，运用两种观点，分析三种电路”．两个定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律；两种观点是指动力学观点和能量观点；三种电路指直流电路、交流电路和感应电路． 第1课时　电磁感应问题的综合分析 1．楞次定律中“阻碍”的表现 (1)阻碍磁通量的变化(增反减同)． (2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)． (3)阻碍原电流的变化(自感现象)． 2．感应电动势的计算 (1)法拉第电磁感应定律：E＝n，常用于计算平均电动势． ①若B变，而S不变，则E＝nS； ②若S变，而B不变，则E＝nB. (2)导体棒垂直切割磁感线：E＝Blv，主要用于求电动势的瞬时值． 图1 (3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势E＝Bl2ω. 3．感应电荷量的计算 回路中发生磁通量变化时，在Δt时间内迁移 的电荷量(感应电荷量)为q＝I·Δt＝·Δt＝n·Δt＝n.可见，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定，与发生磁通量变化的时间Δt无关． 4．电磁感应电路中产生的焦耳热 当电路中电流恒定时，可用焦耳定律计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或能量守恒定律计算． 解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即： 先作“源”的分析——分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r； 接着进行“路”的分析——分析电路结构，弄清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力； 然后是“力”的分析——分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力； 接着进行“运动状态”的分析——根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型； 最后是“能量”的分析——寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，其能量转化和守恒的关系． 考向1　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 例1　如图2甲所示，螺线管匝数n＝1 000匝，横截面积S＝10 cm2，螺线管导线电阻r＝1 Ω，电阻R＝4 Ω，磁感应强度B的B－t图象如图乙所示(以向右为正方向)，下列说法正确的是(　　) 图2 A．通过电阻R的电流是交变电流 B．感应电流的大小保持不变 C．电阻R两端的电压为6 V D．C点的电势为4.8 V 解析　根据楞次定律可知，0到1秒内，电流从C流过R到A，在1秒到2秒内，电流从A流过R到C，因此电流为交流电，故A正确；计算知感应电流的大小恒为1.2 A，电阻R两端的电压U＝IR＝1.2×4 V＝4.8 V，故B正确，C错误；当螺线管左端是正极时，C点的电势才为4.8 V，当右端是正极时，则C点电势为－4.8 V，故D错误． 答案　AB 以题说法　1.法拉第电磁感应定律E＝n，常有两种特殊情况，即E＝nS和E＝nB，其中是B－t图象中图线的斜率，若斜率不变则感应电动势是恒定不变的． 2．楞次定律中的“阻碍”有三层含义：阻碍磁通量的变化；阻碍物体间的相对运动；阻碍原电流的变化．要注意灵活应用． 如图3所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R.现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内(　　) 图3 A．顺时针方向转动时，感应电流方向为E→F→G→H→E B．平均感应电动势大小等于 C．平均感应电动势大小等于 D．通过导线框横截面的电荷量为 答案　CD 解析　由线框的磁通量变小可以判断出感应电流的方向为：E→H→G→F→E，故A错误．根据几何关系知面积的变化ΔS＝(3－2)a2，平均感应电动势＝＝＝，故B错误，C正确．通过导线框横截面的电荷量q＝Δt＝Δt＝·＝，故D正确． 考向2　电磁感应图象问题的分析 例2　(2014·新课标Ⅰ·18)如图4(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是(　　) 图4 解析　由题图(b)可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab中的磁场