《点亮高考》物理系列教案：10.3《电磁感应定律的综合应用》

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1、第3讲电磁感应定律的综合应用★一、考情直播1.考纲解读考纲内容能力要求考向定位1．电磁感应中的电路问题2．电磁感应中的图象问题3．电磁感应中的力与运动问题4．电磁感应中的能量及动量问题1、理解安培力做功的实质。2．能熟练掌握电磁感应中的电路问题、图象问题、力与运动问题的分析方法与技巧。电磁感应定律的综合应用主要表现在以下几方面：1．电磁感应问题与电路问题的综合，解决这类电磁感应中的电路问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律如右手定则、法拉第电磁感应定律等；另一方面还要考虑电路中的有关规律，如欧姆定律、串并联电路的性质等，有时可能还会用到力学的知识．2．电磁感应中切割磁感线的导体要运动，感

2、应电流又要受到安培力的作用，因此，电磁感应问题又往往和力学问题联系在一起，解决电磁感应中的力学问题，一方面要考虑电磁学中的有关规律；另一方面还要考虑力学中的有关规律，要将电磁学和力学的知识综合起来应用．2．考点整合考点一电磁感应中的图像问题电磁感应中常涉及、、和随时间t变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像等。对于切割磁感线产生感应电动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变化的图像，即E-x图像和I-x图像。这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。不管

3、是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用、和等规律分析解决。特别提醒在分析电磁感应中的图像问题时，如果是在分析电流方向问题时一定要紧抓住图象的斜率，图象斜率的正负代表了电流的方向；另外还要注意导体在磁场中切割磁感线时有效长度的变化与图象相结合的问题在近几年的高考中出现的频率较高，在分析这类问题时除了运用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律外还要注意相关集合规律的运用。[例1]、(08上海)如图12-1-1所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势e与导体棒位置x关系的图像是（）解析：在x=R左侧，设导体

4、棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2Rsinθ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。答案：A。[规律总结]处理图象问题，可从以下六个方面入手分析：一要看坐标轴表示什么物理量；二要看具体的图线，它反映了物理量的状态或变化；三要看斜率，斜率是纵坐标与横坐标的比值，往往有较丰富的物理意义；四要看图象在坐标轴上的截距，它反映的是一个物理量为零时另一物理量的状态；五要看面积，如果纵轴表示的物理量与横轴表示的物理量的乘积，与某个的物理量的定义相符合，则面积有意义，否则没有意义；六要看（多

5、个图象）交点．考点二、电磁感应与电路的综合关于电磁感应电路的分析思路其步骤可归纳为“一源、二感、三电”，具体操作为：对于电磁感应电路的一般分析思路是：先电后力，具体方法如下：①先做“源”的分析：分离出电路中由电磁感应所产生的，并求出电源的和电源的。在电磁感应中要明确切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于，其他部分为。接着用右手定则或楞次定律确定感应电流的。在电源（导体）内部，电流由（低电势）流向电源的（高电势），在外部由正极流向负极。②再做路的分析：分析电路的结构，画出，弄清电路的，再结合闭合电路欧姆定律及串、并联电路的性质求出相关部分的，以便计算。③然后做力的分析：分离力学研究

6、对象（通常是电路中的杆或线圈）的受力分析，特别要注意力与力的分析。④接着运动状态的分析：根据力与运动状态的关系，确定物体的。⑤最后做能量的分析：找出电路中能量的部分结构和电路中能量部分的结构,然后根据能的转化与守恒建立等式关系.【例2】如图12-1-2所示，竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，并且以=0.1T/s在变化，水平轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽0.5m的导轨上放一电阻R0=0.1Ω的导体棒，并用水平线通过定滑轮吊着质量M=0.2kg的重物，轨道左端连接的电阻R=0.4Ω，图中的l=0.8m，求至少经过多长时间才能吊起重物.解析：由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动

7、势：E=①由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流I=②由于安培力方向向左，应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向（由上往下看）.再根据楞次定律可知磁场增加，在t时磁感应强度为：B′=（B＋·t）③此时安培力为：F安=B′Ilab④；由受力分析可知F安=mg⑤由①②③④⑤式并代入数据：t=495s[规律总结]错解分析：（1）不善于逆向思维，采取执果索因的有效途径探寻解题思路；（2）实际运算过程忽视了B的变化，将B代入F安=BIlab，导致错解.考点