高三物理一轮复习 9.3 电磁感应的综合应用教学案+同步作业

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1、课题：9.3电磁感应的综合应用知识点一、电磁感应电路问题的理解和分类1．对电源的理解：电源是将其他形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其他形式的能转化为电能．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．3．问题分类：(1)确定等效电源的正负极，感应电流的方向，电势高低，电容器极板带电性质等问题．(2)根据闭合电路求解电路中的总电阻，路端电压，电功率的问题．(3)根据电磁感应的平均感应电动势求解电路中通过的电荷量：针对训练：1．如图所示，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，有一等边

2、三角形ABC的固定裸导体框架，框架平面与磁感线方向垂直，裸导体DE能沿着导体框架滑动，且滑动时一直能与框架保持良好的接触．已知三角形的边长为0.2m，且三角形框架和导体DE的材料、横截面积相同，它们单位长度的电阻均为每米10Ω，当导体DE以v＝4.2m/s的速度(速度方向与DE垂直)下滑至AB、AC的中点M、N时，求：(1)M、N两点间感应电动势的大小；(2)流过导体框底边BC的电流多大？方向如何？知识点二、求解电磁感应与力学综合题的思路思路有两种：一种是力的观点，另一种是能量的观点．1、力的观点：力的观点是指应用牛顿第二定律和运动学公式解决问题的方法．即先对研究对象进行受力分析，根

3、据受力变化应用牛顿第二定律判断加速度变化情况，最后找出求解问题的方法．2．能量观点：动能定理、能量转化守恒定律在电磁感应中同样适用．针对训练：2．如图甲所示为两根平行放置的相距L＝0.5m且足够长的固定金属直角导轨，一部分水平，另一部分竖直．质量均为m＝0.5kg的金属细杆ab、cd始终与导轨垂直且接触良好形成闭合回路，水平导轨与ab杆之间的动摩擦因数为μ，竖直导轨光滑．ab与cd之间用一根足够长的绝缘细线跨过定滑轮相连，每根杆的电阻均为R＝1Ω，其他电阻不计．．整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，现用一平行于水平导轨的恒定拉力F作用于ab杆，使之从静止开始向右运动，ab杆最终将做匀速

4、运动，且在运动过程中，cd杆始终在竖直导轨上运动．当改变拉力F的大小时，ab杆相对应的匀速运动的速度v的大小也随之改变，F与v的关系图线如图乙所示．不计细线与滑轮之间的摩擦和空气阻力，g取10m/s2.求：(1)杆与水平导轨之间的动摩擦因数μ和磁感应强度B各为多大？(2)若ab杆在F＝9N的恒力作用下从静止开始向右运动8m后达到匀速状态，则在这一过程中整个回路产生的焦耳热为多少？四、研究电磁感应中的图象问题-4-用心爱心专心图象类型(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)对于切割磁感线产生感应电动

5、势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象【例1】如图所示，两条平行的光滑水平导轨上，用套环连着一质量为0.2kg、电阻为2Ω的导体杆ab，导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向里．已知R1＝3Ω，R2＝6Ω，电压表的量程为0～10V，电流表的量程为0～3A(导轨的电阻不计)．求：(1)将R调到30Ω时，用垂直于杆ab的力F＝40N，使杆ab沿着导轨向右移动且达到最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则杆ab的速度多大？(2)将R调到3Ω时，欲使杆ab运动达到稳定状态时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能

6、安全使用，则拉力应为多大？(3)在第(1)小题的条件下，当杆ab运动达到最大速度时突然撤去拉力，则电阻R1上还能产生多少热量？小结：解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向：感应电流方向是电源内部电流的方向．(2)根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路．(3)根据E＝BLv或E＝n结合闭合电路欧姆定律，串并联电路知识和电功率、焦耳定律等关系式联立求解．【例2】、如图所示，两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2m，其电阻不计，处于水平向里的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，导体棒ab与cd的电阻均为0

7、.1Ω，质量均为0.01kg.现用竖直向上的力拉ab棒，使之匀速向上运动，此时cd棒恰好静止，已知棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，g取10m/s2，则(　)A．ab棒向上运动的速度为2m/sB．ab棒受到的拉力大小为0.2NC．在2s时间内，拉力做功为0.4JD．在2s时间内，ab棒上产生的焦耳热为0.4J【例3】如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨相距l＝0.4m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，下端通过导线连接阻值R＝0.5Ω的电阻．金属棒ab阻