高考物理一轮复习讲义 第3讲 专题 电磁感应的综合应用

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1、第3讲　专题：电磁感应的综合应用一、电磁感应中的电路问题1．内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路．2．电源电动势和路端电压(1)电动势：E＝Blv或E＝n.(2)电源正、负极：用右手定则或楞次定律确定．(3)路端电压：U＝E－Ir＝IR.二、电磁感应图象问题图象类型(1)随时间变化的图象如B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象(2)随位移x变化的图象如E－x图象和I－x图象问题类型(1)由给定的

2、电磁感应过程判断或画出正确的图象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量(3)利用给出的图象判断或画出新的图象应用知识左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识等三、感应电流在磁场中所受的安培力1．安培力的大小由感应电动势E＝Blv，感应电流I＝和安培力公式F＝BIl得F＝.2．安培力的方向判断—四、电磁感应中的能量转化与守恒1．能量转化的实质电磁感应现象的能量转化实质是其他形式能和电能之间的转化．2．能量的转化感应电流在磁场中受安培力，外力克

3、服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为内能(或其他形式的能)．3．热量的计算电流(恒定)做功产生的热量用焦耳定律计算，公式Q＝I2Rt.1．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图①～④所示．下列关于回路中产生的感应电动势的论述中正确的是(　　)A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大解析：　由法拉第电磁感应

4、定律E＝n可得，闭合回路产生的感应电动势取决于Φ－t图象的斜率的绝对值大小．图①中Φ－t图象的斜率为零，故感应电动势为零，A错误；图②中Φ－t图象斜率不变，故感应电动势为定值，B错误；图③中回路中0～t1时间内Φ－t图象的斜率的绝对值大于t1～t2时间内Φ－t图象的斜率的绝对值，故在0～t1时间内产生的感应电动势大于t1～t2时间内产生的感应电动势，C错误；图④中Φ－t图象的斜率的绝对值先变小再变大，故回路产生的感应电动势先变小再变大，D正确．答案：　D2．如图所示，两根相距为l的平行直导轨ab、cd，b、d

5、间连有一固定电阻R，导轨电阻忽略不计，MN为放在ab和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内)，现对MN施力使它沿导轨方向以速度v(如图)做匀速运动，令U表示MN两端电压的大小，则(　　)A．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dB．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到bC．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由b到dD．U＝vBl，流过固定电阻R的感应电流由d到b解析：　导体杆向右做匀速直线运动产生的感

6、应电动势Blv，R和导体杆形成一串联电路，由分压原理得U＝·R＝Blv，由右手定则可判断出感应电流方向由N→M→b→d→N，故A选项正确．答案：　A3.如图所示，在光滑的水平面上，一质量为m＝0.1kg，半径为r＝0.5m，电阻为R＝0.5Ω的均匀金属圆环，以v0＝5m/s的初速度向一磁感应强度为B＝0.1T的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d＞2r)．圆环的一半进入磁场历时2秒，圆环上产生的焦耳热为0.5J，则2秒末圆环中感应电流的瞬时功率为(　　)A．0.15W　　　B．0.2WC．0.3WD．0.6W解析：　

7、圆环刚好有一半进入磁场时，设瞬时速度为v，由Q＝mv－mv2，解得v＝m/s，此时环上的瞬时感应电动势为E＝Bv×2r，故瞬时功率为P＝E2/R＝0.3W.答案：　C4.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m的金属棒ab.导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下．金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则(　　)A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能C．当ab做匀速运动时，外力F做功的功率等于电路中的电

8、功率D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能解析：　设ab的速度为v，运动的加速度a＝，ab由静止先做加速度逐渐减小的加速运动，当a＝0后做匀速运动，则A选项错误；由能量守恒知．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能和ab增加的动能之和．ab克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，则B选项错误．D选项正确；当ab做匀速运动时，F＝BIL，外力F做功的功率等于电路中的电功率