2012届高考物理考点重点电磁感应中的图象与能量问题复习

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1、2012届高考物理考点重点电磁感应中的图象与能量问题复习第五时电磁感应中的图象与能量问题【教学要求】1．理解电磁感应的过程实质就是能量转化的过程，学会从能量的角度分析电磁感应问题。2．学会分析电磁感应中的图象问题【知识再现】一、电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量ф、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，即B-t图像，ф-t图像。E-t图像和I-t图像。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

2、分析电磁感应过程，求解相应的物理量．二、电磁感应中能量转化问题电磁感应过程总是伴随着能量转化。导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能。因此，中学阶段用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动（匀速直线运动或匀变速运动）．对应的受力特点是合外力为零或者恒定不变，能量转化过程常是机械能转化为电阻内能．知识点一电磁感应中的能量转化规律电磁感应现象中出现的电能，一定是由其他形式的能转化而，具体问题中会涉及多种形式的能之间的转化，机械能和电能的相互转化、内能和电能

3、的相互转化．分析时，应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功，就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其他形式能转化为电能（发电机），做正功将电能转化为其他形式的能（电动机）；然后利用能量守恒列出方程求解。【应用1】光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电相连，一根质量为的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如图所示，系统空间有匀强磁场．当闭合开关S时，导体棒被向右摆出，摆到最大高度时，细线与竖直方向成角，则（）A．磁场

4、方向一定竖直向下B．磁场方向竖直向下时，磁感应强度最小．导体棒离开导轨前通过棒的电量为D．导体棒离开导轨前电提供的电能大于gl(1–s)导示：选择：BD。当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或有水平向右的分量，但安培力若有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否则导体棒会向上跳起而不是向右摆，由左手定则可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，A错；当满足导体棒“向右摆起”时，若磁场方向竖直向下，则安培力水平向右，在导体棒获得的水平冲量相同的条下，所需安培力最小，因此磁感应强度也最小，B正确；设导体棒右摆初动能为E，摆动过程中机械能守恒，有E=gl(1–s)，导体棒的动能是电流

5、做功而获得的，若回路电阻不计，则电流所做的功全部转化为导体棒的动能。此时有=IEt=qE=E，得=gl(1–s)，，题设条有电内阻不计而没有“其他电阻不计”的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流的功就大于gl(1–s)，通过的电量也就大于，错D正确．类型一电磁感应中的图象问题分析电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定．用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负。分析回路中的感应电动势和感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律分析．有些图像问题还要画出等效电路辅助分析，另外，要正确解决图像问题，必须能根据图

6、像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断，这样，才抓住了解决图像问题的根本。【例1】（如东高级中学08届高三第三次阶段测试）如图甲所示，两个垂直纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，一正三角形（高度为a）导线框AB从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感应电流I与线框移动距离x的关系图象正确的是（　）导示：导线框进入左边磁场时，切割磁感应线的有效长度L=2vt•tan30°，与时间成正比。根据楞次定律可以判定，导线框进入左边磁场和离开

7、右边磁场时，电路中的感应电流方向为逆时针方向。导线框在穿越两个磁场过程中，电路中的感应电流方向为顺时针方向。类型二电磁感应中的能量问题的分析解决电磁感应中的能量问题的基本方法是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；（2）画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。【例2】（上