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2019-2020年高考物理 押題突破（重要地位+突破策略+審題方法+總結(jié)歸納）專題四 電磁感應(yīng)教案 一、重要地位 二、突破策略 1、、、同v、△v、一樣都是容易混淆的物理量，如果理不清它們之間的關(guān)系，求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就會(huì)受到影響，要真正掌握它們的區(qū)別應(yīng)從以下幾個(gè)方面深入理解。 磁通量 磁通量變化量 磁通量變化率 物理意義 磁通量越大，某時(shí)刻穿過(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線條數(shù)越多 某段時(shí)間穿過(guò)某個(gè)面的末、初磁通量的差值 表述磁場(chǎng)中穿過(guò)某個(gè)面的磁通量變化快慢的物理量 大小計(jì)算 ，為與B垂直的面積[ ，或 或 注 意 若穿過(guò)某個(gè)面有方向相反的磁場(chǎng)，則不能直接用，應(yīng)考慮相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量 開始和轉(zhuǎn)過(guò)1800時(shí)平面都與磁場(chǎng)垂直，穿過(guò)平面的磁通量是不同的，一正一負(fù)，△φ=2 BS，而不是零 既不表示磁通量的大小，也不表示變化的多少，在φ—t圖象中用圖線的斜率表示 2、明確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的三種特殊情況中各公式的具體用法及應(yīng)用時(shí)須注意的問(wèn)題 ⑴導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv，應(yīng)用此公式時(shí)B、l、v三個(gè)量必須是兩兩相互垂直，若不垂直應(yīng)轉(zhuǎn)化成相互垂直的有效分量進(jìn)行計(jì)算，生硬地套用公式會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。有的注意到三者之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不垂直后，在不明白θ角含義的情況下用E=Blvsinθ求解，這也是不可取的。處理這類問(wèn)題，最好畫圖找B、l、v三個(gè)量的關(guān)系，如若不兩兩垂直則在圖上畫出它們兩兩垂直的有效分量，然后將有效分量代入公式E=Blv求解。此公式也可計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只要將v代入平均速度即可。 另外，求的是整個(gè)閉合回路的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，△t→0的極限值才等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)△φ均勻變化時(shí)，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。但三種特殊情況中的公式通常用來(lái)求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。4、典型例 例1： 關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．穿過(guò)回路的磁通量越大，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 B．穿過(guò)回路的磁通量變化量越大，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 C．穿過(guò)回路的磁通量變化率越大，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大[ D．單位時(shí)間內(nèi)穿過(guò)回路的磁通量變化量越大，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 變化率，它越大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E就越大，故D對(duì)。 答案：CD 【解析】根據(jù)磁通量變化率的定義得= S△B /△t=410-22 Wb/s=810-2Wb/s 由E=N△φ/△t得E=100810-2V=8V 答案：810-2；8 ∴ 答案： 圖7-2 【總結(jié)】用E=N△φ/△t求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)求閉合回路的平均電流。而電路中通過(guò)的電荷量等于平均電流與時(shí)間的乘積，即，注意這個(gè)式子在不同情況下的應(yīng)用。 例4：如圖7-2所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一水平放置的金屬棒以水平速度V0拋出，設(shè)整個(gè)過(guò)程中，棒的取向不變，不計(jì)空氣阻力，則金屬棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小變化情況應(yīng)是（ ） A．越來(lái)越大 B．越來(lái)越小 C．保持不變 D．無(wú)法判斷 【總結(jié)】若用E=Blv求E，則必須先求出平均切割速率；若用E=n△φ/△t求E，則必須先求出金屬棒ab在△t時(shí)間掃過(guò)的扇形面積，從而求出磁通量的變化率。 圖7-4 例6：如圖7-4所示，矩形線圈abcd共有n匝，總電阻為R，部分置于有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。讓線圈從圖示位置開始以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。若線圈ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，在磁場(chǎng)外部分為，則 ⑴線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)530時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 。 ⑵線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)1800的過(guò)程中，線圈中的平均感應(yīng)電流為 。 ⑶若磁場(chǎng)沒(méi)有邊界，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)450時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 ，磁通量的變化率為 。 【總結(jié)】本題考查了三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生由△φ決定，△φ=0則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零；②磁通量的變化量的求法，開始和轉(zhuǎn)過(guò)1800時(shí)平面都與磁場(chǎng)垂直，△φ=2 BS，而不是零；③線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式及此過(guò)程中任一時(shí)刻磁通量的變化率的求法。 圖7-5 例7：一個(gè)圓形閉合線圈固定在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，如圖7-5甲所示。設(shè)垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎?，垂直紙面向外的磁感?yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨?fù)。線圈中順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流為正，逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流為負(fù)。已知圓形線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間變化的圖象如圖7-5乙所示，則線圈所在處的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象可能是（ ） 【審題】由圖乙可知線圈中的感應(yīng)電流是周期性變化的，因此只研究一個(gè)周期（即前兩秒）的情況即可。0～0.5s，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较蚯掖笮〔蛔?，所以垂直紙面向里的磁?chǎng)在均勻增強(qiáng)或垂直紙面向外的磁場(chǎng)在均勻減弱；0.5～1.5s，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍源怪奔埫嫦蚶锏拇艌?chǎng)在均勻減弱或垂直紙面向外的磁場(chǎng)在均勻增強(qiáng)；1.5～2s的情況同0～0.5s. 例8：如圖7-6所示，金屬導(dǎo)軌間距為d，左端接一電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于平行金屬導(dǎo)軌所在的平面，一根長(zhǎng)金屬棒與導(dǎo)軌成θ角放置，金屬棒與導(dǎo)軌電阻不計(jì)。當(dāng)金屬棒沿垂直于棒的方向，以恒定速度v在金屬導(dǎo)軌上滑行時(shí)，通過(guò)電阻的電流強(qiáng)度為 ；電阻R上的發(fā)熱功率為 ；拉力的機(jī)械功率為 。 圖7-6 【審題】導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于閉合回路的電源，所以題中R是外電阻，金屬棒為電源且電源內(nèi)阻不計(jì)。由于金屬棒切割磁感線時(shí)，B、L、v兩兩垂直，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可直接用E=Blv求解，從而求出感應(yīng)電流和發(fā)熱功率，又因?yàn)榻饘侔魟蛩龠\(yùn)動(dòng)，所以拉力的機(jī)械功率等于電阻R上的發(fā)熱功率，也可以用P=Fv=BILv求拉力的機(jī)械功率。 【解析】⑴ ∴ ⑵ ⑶或者 答案：；； 【總結(jié)】本題是法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合回路歐姆定律、焦耳定律及力學(xué)中功率相結(jié)合的題目，涉及到能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)是解題的關(guān)鍵。 ⑵當(dāng)F=mgsinθ時(shí)，ab桿達(dá)最大速度vmax，所以 答案：；