2018年高考物理专题9.2法拉第电磁感应定律自感和涡流热点题型和提分秘籍

《2018年高考物理专题9.2法拉第电磁感应定律自感和涡流热点题型和提分秘籍》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、专题9.2法拉第电磁感应定律自感和涡流1．能应用法拉第电磁感应定律E＝n和导线切割磁感线产生电动势公式E＝BLv计算感应电动势。2．会判断电动势的方向，即导体两端电势的高低。3．理解自感现象，涡流的概念，能分析通电自感和断电自感。热点题型一法拉第电磁感应定律的应用例1、【2017·天津卷】如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是A．ab中的感应电流方向由b到aB．a

2、b中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】D动势为定值，根据欧姆定律，所以ab中的电流大小不变，故B错误；安培力，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故C错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确。24【变式探究】(多选)如图甲所示，一个阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随

3、时间t变化的关系图线如图乙所示。图线与纵、横轴的截距分别为B0和t0，导线的电阻不计。则0至t1时间内(　　)A．电流的方向为由a到bB．电流的大小为C．通过电阻R1的电量为D．电阻R1上产生的热量为答案：BC【提分秘籍】1.应用法拉第电磁感应定律E＝n时应注意(1)研究对象：E＝n的研究对象是一个回路，而不是一段导体。(2)物理意义：E＝n求的是Δt时间内的平均感应电动势，当Δt→0时，则E为瞬时感应电动势。(3)E＝n求得的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某段导体的电动势，整个回路的电动势为零，其回路中某段导体的感应电动势

4、不一定为零。2．法拉第电磁感应定律应用的三种情况(1)磁通量的变化是由面积变化引起时，ΔΦ＝B·ΔS，则E＝nB。(2)磁通量的变化是由磁场变化引起时，ΔΦ＝ΔB·S，则E＝n·S，S是磁场范围内的有效面积。24(3)磁通量的变化是由于面积和磁场变化共同引起的，则根据定义求，ΔΦ＝Φ末－Φ初，E＝n≠n。3．在图象问题中磁通量的变化率是Φ－t图象上某点切线的斜率，利用斜率和线圈匝数可以确定感应电动势的大小。【方法技巧】法拉第电磁感应定律解题技巧(1)公式E＝n是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择。(2)用公式E＝nS求感应电动势时，

5、S为线圈在磁场范围内的有效面积。(3)通过回路截面的电荷量q仅与n、ΔΦ和回路总电阻R总有关，与时间长短无关。推导如下：q＝Δt＝·Δt＝。【举一反三】如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为(　　)A.　　　　　　　　　B.C.D．答案：B热点题型二导体切割磁感线产生感应电动势的计算例2、如图甲所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，其方向垂直于倾角θ为30°的斜面向上。绝缘斜面上固定有“∧”

6、形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计)，MP和NP长度均为2.5m，MN连线水平，长为3m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3m24、质量m为1kg、电阻R为0.3Ω，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v＝1m/s，在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10m/s2。(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x＝0.8m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图乙中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从

7、MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。解得l外＝1.2m。由楞次定律判断D点电势高，故CD两端电势差UCD＝－Bl外v，解得UCD＝－0.6V。(2)杆在导轨间的长度l与位置x的关系是l＝d＝3－x(0≤x≤2)，对应的电阻Rl＝R，电流I＝，杆受的安培力F安＝BIl＝7.5－3.75x(0≤x≤2)。根据平衡条件得F＝F安＋mgsinθ，解得F＝12.5－3.75x(0≤x≤2)，画出图象如图所示。24(3)外力F所做的功WF等于Fx图线下所围的面积，即WF＝×2J＝17.5J。而杆的重力势能增加量ΔEp＝mgOPsinθ＝1×10×

8、2×sin30°J＝10J。故全过程产生的焦耳热Q＝WF－ΔEp＝17.5J－10J＝7.5J。答案：(1)1.5V　－0.6V　(2)见解析　(3)7.5J【提分秘籍】1.导体平动切割磁感线对于导体平动切