高三物理一轮 （14年预测+目标定位+规律总结） 9.3电磁感应的综合应用教学案 新人教版

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1、《三维设计》2014届高三物理一轮教学案（14年预测+目标定位+规律总结）：9.3电磁感应的综合应用电磁感应中的电路问题[想一想]用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图9－3－1所示。在磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是多少？图9－3－1[提示]　由E＝＝＝10×0.02V＝0.2V，由楞次定律及电路知识可知Uab＝－＝－0.1V[记一记]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

2、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)路端电压：U＝IR＝E－Ir。[试一试]1.如图9－3－2所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B，方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，则(不计导轨电阻)(　　)图9－3－2A．通过电阻R的电流方向为P→R→MB．a、b两点间的电压为BLvC．a端电势比b端高D．外力F做的功等于电阻R上发出的焦耳热解析：选

3、C　由右手定则可知通过金属导线的电流由b到a，即通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误；金属导线产生的电动势为BLv，而a、b两点间的电压为等效电路路端电压，由闭合电路欧姆定律可知，a、b两点间电压为BLv，B错误；金属导线可等效为电源，在电源内部，电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，C正确；根据能量守恒定律可知，外力做功等于电阻R和金属导线产生的焦耳热之和，D错误。电磁感应的图象问题　　[想一想]圆形导线框固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直。规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图9－3

4、－3所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，请画出i－t图象。图9－3－3提示：据法拉第电磁感应定律：E＝n＝nS·，由B－t图象知，1～3s，B的变化率相同，0～1s、3～4s，B的变化率相同，再结合楞次定律，0～1s、3～4s内感应电流的方向为顺时针方向，1～3s内感应电流的方向为逆时针方向。故i－t图象如图所示：[记一记]1．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势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应

5、电流I随位移x变化的图象，即E－x图象和I－x的图象。2．问题类型(1)由给定的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。[试一试]2.如图9－3－4所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿过匀强磁场区域。从BC边进入磁场区开始计时，到A点离开磁场区为止的过程中，线框内感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向)是图9－3－5中的(　　)图9－3－4图9－3－5解析：选A　BC边刚进入磁场时，产生的感应电动势最大，由右手定则可判定电流方向为逆时针方向，是

6、正值，随线框进入磁场，有效长度l逐渐减小，由E＝Blv得电动势均匀减小，即电流均匀减小；当线框刚出磁场时，切割磁感线的有效长度l最大，故电流最大，且为顺时针方向，是负值，此后电流均匀减小，故只有A图象符合要求。电磁感应中的力学综合问题　　[记一记]1．安培力的大小⇒F＝2．安培力的方向(1)先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则确定安培力方向。(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反。[试一试]3.如图9－3－6所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计。ac之间连接一阻值为R的电阻

7、，ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略。整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B。当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为(　　)图9－3－6A.　　　　　　　　　B.C.D.解析：选A　金属杆以速度v运动，电动势E＝Blv，回路电流I＝＝，由F＝BIl得F＝，A正确。电磁感应与电路知识的综合应用1.对电磁感应电源的理解(1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定。(2)电源电动势的大小可由E＝Blv或E＝n求得。2．对电磁感应电路的理

8、解(1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能。(2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势。[例1]　如图9－3－7所示，