黄冈中学高三物理第二轮专题复习四 电磁感应与电路.doc

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1、专题四电磁感应与电路黄冈中学王小兰[方法归纳]电磁感应是电磁学中最为重要的内容,也是高考的热点之一。电磁感应是讨论其他形式能转化为电能的特点和规律;电路问题主要是讨论电能在电路中传输、分配并通过用电器转化成其他形式能的特点和规律,本专题的思想是能量转化与守恒思想。在复习电磁感应部分时,其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律;这两个定律一是揭示感应电动势的大小所遵循的规律;一个是揭示感的电动势方向所遵循的规律,法拉第电磁感定律的数学表达式为:,磁通量的变化率越大,感应电动势越大.磁通量的变化率越大,外界所做的功也越大.楞

2、次定律的表述为:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,从楞次定律的内容可以判断出:要想获得感应电流就必须克服感应电流的阻碍,需要外界做功,需要消耗其他形式的能量.在第二轮复习时如果能站在能量的角度对这两个定律进行再认识,就能够对这两个定律从更加整体、更加深刻的角度把握.电路部分的复习,其一是以部分电路欧姆定律为中心,包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热),三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律),以及串、并联电路的特点等概念、定律的理解掌握和计算;其二是以闭合电路欧姆定律为中心

3、讨论电动势概念、闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化;其三,对高中物理所涉及的三种不同类别的电路进行比较,即恒定电流电路、变压器电路、远距离输电电路,比较这些电路哪些是基本不变量,哪些是变化量,变化的量是如何受到不变量的制约的.其能量是如何变化的.在恒定电流电路中,如果题目不加特殊强调,电源的电动势和内电阻是基本不变量,在外电阻改变时其他量的变化受到基本不变量的制约.在变压器电路中,如果题目不加特殊强调,变压器的输入电压不变,其他量改变时受到这个基本不变量的制约.在远距离输电电路中,如果题目不加特殊强调

4、,发电厂输出的电功率不变,其他量改变时受到这个基本不变量的制约.[典例分析]1.电磁感应的图象问题方法:图象问题有两种:一是给出电磁感应过程选出或画出正确图象;二是由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.其思路是:利用法拉第电磁感应定律计算感应电动势.感应电流的大小,利用楞次定律或右手定则判定感应电流的方向,利用图象法直观,明确地表示出感应电流的大小和方向.掌握这种重要的物理方法.例1、如图4—1(a)所示区域(图中直角坐标系xOy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感应强度方向垂直于图面向里,大小为B,半径为

5、l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R.(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f.(2)在图(b)中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定在图(a)中线框的位置相应的时刻为t=0)(a)(b)图4—12、电路的动态分析方法:利用欧姆定律,串、并联电路的性质,闭合电路的欧姆定律;明确不变量,以“从局部到整体再到局部”,“从外电路到内电路再到外电路”的顺序讨论各物理量的变化情况.图4—3例2、如图4—3所示的电路中,电源的电动

6、势为E,内阻为r.当可变电阻的滑片P向b移动时,电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是()A.U1变大,U2变小B.U1变大,U2变大C.U1变小,U2变小B.U1变小,U2变大3、电磁感应与力学综合方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律(1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二定律列方程求解.(2)注意安培力的特点:导体运动v感应电动势E感应电流I安培力F磁场对电流的作用电磁感应阻碍闭合电路欧姆定律(3)纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力,电磁感应中多一个安

7、培力,安培力随速度变化,部分弹力及相应的摩擦力也随之而变,导致物体的运动状态发生变化,在分析问题时要注意上述联系.例3、如图4—4所示,两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内,左端接有阻值为R的电阻,其他部分的电阻均不计.在x>0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的稳定磁场,磁感强度大小按B=kx规律变化(其中k是一大于零的常数).一根质量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上,两者接触良好.当t=0时直杆位于x=0处,其速度大小为v0,方向沿x轴正方向,在此后的过程中,始终有一个方向向左的变力F

8、作用于金属杆,使金属杆的加速度大小恒为a,加速度方向一直沿x轴的负方向.求:(1)闭合回路中感应电流持续的时间有多长?(2)当金属杆沿x轴正方向运动的速度为时,闭合回路的感应电动势多大?此时作用于金属杆的外力F多大?图4—44、电磁感应与动量、能量的综合方法:(1)从动量角度着手,运用动量定理或动量守恒定律①应用动量定理可以由动量变化来求解变力

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