2019-2020学年高中物理第4章电磁感应章末复习方案4课件 人教版选修3-2

2019-2020学年高中物理第4章电磁感应章末复习方案4课件 人教版选修3-2

章末复习方案 章末 · 核心归纳 考点分布 考点频次 命题趋势 3. 能正确分析电磁感应中的电路问题、力学问题、能量问题和图象问题 ★★★ 5 年 10 考 [ 题型形式 ] 电磁感应是高考考查的重点和热点内容，题型多为选择题和计算题．选择题主要考查电磁感应现象的定性分析、感应电动势的定量计算以及各种图象问题．计算题主要考查电磁感应与电路知识、动力学规律及功能关系的综合问题 4. 知道法拉第电磁感应定律的内容，能运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小 ★★★★ 5 年 22 考 章末 · 考法整合 1 ． 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 (1) 确定原磁场的方向． (2) 明确回路中磁通量的变化情况． (3) 应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流磁场的方向． (4) 应用安培定则，确定感应电流的方向． 考法一　楞次定律与法拉第电磁感应定律 【真题 1 】 ( 多选 ) 如图所示， M 为水平放置的橡胶圆盘，在其外侧面均匀地带有负电荷．在 M 正上方用丝线悬挂一个闭合铝环 N ，铝环也处于水平面中，且 M 盘和 N 环的中心在同一条竖直线 O 1 O 2 上，现让橡胶盘由静止开始绕 O 1 O 2 轴按图示方向逆时针加速转动，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．铝环 N 有沿逆时针方向的感应电流 B ．铝环 N 有扩大的趋势 C ．橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向下 D ．橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向上 答案 　 AD 　 解析　 根据楞次定律可知，穿过环 N 的磁通量，向下且增大，因此环 N 有沿逆时针方向的感应电流，选项 A 正确．橡胶圆盘 M 由静止开始绕其轴线 O 1 O 2 按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，在其外侧面均匀地带有负电荷，根据右手螺旋定则知，通过环 N 的磁通量向下，且增大， 根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以橡胶圆盘 M 对铝环 N 的作用力方向竖直向上，且铝环 N 有收缩的趋势，选项 D 正确， B 、 C 错误． 考法二　感应电荷量的求解 【真题 2 】　 如图所示，在匀强磁场中固定放置一根串接有电阻 R 的直角形金属导轨 aOb ( 在纸面内 ) ，磁场方向垂直于纸面向里，另有两根金属导轨 c 、 d 分别平行于 Oa 、 Ob 放置．保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计．现经历以下四个过程： ① 以速度 v 移动 d ，使它与 Ob 的距离增大一倍； ② 再以速率 v 移动 c ，使它与 Oa 的距离减小一半； ③ 然后，再以速率 2 v 移动 c ，使它回到原处； ④ 最后以速率 2 v 移动 d ，使它也回到原处． 设上述四个过程中通过电阻 R 的电荷量的大小依次为 Q 1 、 Q 2 、 Q 3 和 Q 4 ，则 ( 　　 ) A ． Q 1 ＝ Q 2 ＝ Q 3 ＝ Q 4 B ． Q 1 ＝ Q 2 ＝ 2 Q 3 ＝ 2 Q 4 C ． 2 Q 1 ＝ 2 Q 2 ＝ Q 3 ＝ Q 4 D ． Q 1 ≠ Q 2 ≠ Q 3 ≠ Q 4 答案　 A 　 【真题 3 】 如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框 abcd ， ab 边长大于 bc 边长，置于垂直纸面向里、边界为 MN 的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于 MN . 第一次 ab 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q 1 ，通过线框导体横截面的电荷量为 q 1 ；第二次 bc 边平行 MN 进入磁场，线框上产生的热量为 Q 2 ，通过线框导体横截面的电荷量为 q 2 ，则 ( 　　 ) A ． Q 1 ＞ Q 2 　 q 1 ＝ q 2 B ． Q 1 ＞ Q 2 　 q 1 ＞ q 2 C ． Q 1 ＝ Q 2 　 q 1 ＝ q 2 D ． Q 1 ＝ Q 2 　 q 1 ＞ q 2 答案　 A 　 1 ． 图象与问题类型 考法三　电磁感应现象中的图象问题 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 和感应电流 I 随线圈位移 x 变化的图象，即 E － x 图象和 I － x 图象 问题 类型 (1) 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 (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 应用 知识 左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等 2 ． 分析方法 (1) 电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势 ( 或电流 ) 大小是否恒定，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，以及在坐标中的范围． (2) 分析回路中的感应电动势或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来分析．有些图象问题还要画出等效电路图来辅助分析． (3) 要正确解释图象问题，必须能把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能把实际过程对应到图象中去，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象问题的关键． 【真题 4 】 ( 多选 ) 如图所示，用电阻丝做成的等腰梯形线框匀速进入匀强磁场区域，以顺时针方向作为电流的正方向，线框产生的感应电流 i 随时间 t 变化的图象和 PQ 两点之间的电压 U PQ 随时间 t 变化的图象，其中可能正确的是 ( 　　 ) 答案 　 BD 　 解析　 等腰梯形线框匀速进入匀强磁场区域，根据楞次定律，产生的感应电流方向为逆时针方向，线框产生的感应电流 i 随时间 t 变化的图象正确的是选项 B ；由于 P 点的电势低于 Q 点的电势， PQ 两点之间的电压 U PQ 随时间 t 变化的图象正确的是选项 D ． 答案　 D 　 考法四　电磁感应与力学知识的综合应用 2 ． 活学活用一个解题流程 【真题 6 】　 如图，水平面 ( 纸面 ) 内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m 、长度为 l 的金属杆置于导轨上． t ＝ 0 时，金属杆在水平向右、大小为 F 的恒定拉力作用下由静止开始运动． t 0 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 μ . 重力加速度大小为 g . 求： (1) 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小； (2) 电阻的阻值． (1) 作用在金属棒 ab 上的安培力的大小； (2) 金属棒 ab 运动速度的大小． 解析　 (1) 设两导线的张力大小之和为 T . 右斜面对 ab 棒的支持力的大小为 N 1 ，作用在金属棒 ab 上的安培力的大小为 F ，左斜面对金属棒 cd 的支持力大小为 N 2 . 对于金属棒 ab ，由力的平衡条件得 2 mg sin θ ＝ μN 1 ＋ T ＋ F ， ① N 1 ＝ 2 mg cos θ ， ② 对于金属棒 cd ，同理有 mg sin θ ＋ μN 2 ＝ T ， ③ N 2 ＝ mg cos θ ， ④ 联立 ①②③④ 可得 F ＝ mg (sin θ － 3 μ cos θ ) ． ⑤