2018版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)章末整合提升學案 魯科版選修3-2.docx
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2018版高中物理 第1章 電磁感應(yīng)章末整合提升學案 魯科版選修3-2.docx
第1章 電磁感應(yīng)一、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電路閉合(2)磁通量發(fā)生變化2穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下幾種情況:(1)磁感應(yīng)強度B不變,線圈面積S發(fā)生變化(2)線圈面積S不變,磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化(3)磁感應(yīng)強度B和回路面積S同時發(fā)生變化,此時可由21計算并判斷磁通量是否發(fā)生變化(4)線圈面積S不變,磁感應(yīng)強度B也不變,但二者之間夾角發(fā)生變化例1某同學在實驗室重做法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗,他將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導線連接成如圖1所示的實驗裝置當他接通、斷開開關(guān)時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是()圖1A開關(guān)的位置接錯B電流表的正負極接錯C線圈B的接頭3、4接反D蓄電池的正負極接反答案A解析當開關(guān)位置接錯時,開關(guān)的閉合和斷開不會使A線圈中的電流發(fā)生變化,電流恒定使其產(chǎn)生的磁場不變,從而不會產(chǎn)生感應(yīng)電流針對訓練1如圖2所示,繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成一閉合回路,在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)a,下列各種情況銅環(huán)a中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()圖2A線圈中通以恒定的電流B通電時,使變阻器的滑片P勻速移動C通電時,使變阻器的滑片P加速移動D將開關(guān)突然斷開的瞬間答案A解析線圈中通以恒定電流時,銅環(huán)a處磁場不變,穿過銅環(huán)的磁通量不變,銅環(huán)中不產(chǎn)生感應(yīng)電流;變阻器滑片移動或開關(guān)斷開時,線圈中電流變化,銅環(huán)a處磁場變化,穿過銅環(huán)的磁通量變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,故應(yīng)選A.二、感應(yīng)電動勢的計算1法拉第電磁感應(yīng)定律En(1)En是計算感應(yīng)電動勢普遍適用的公式,但對于回路中的磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化時求解較方便(2)En一般計算的是平均感應(yīng)電動勢但當t0時,比如利用t圖象求E時也可求瞬時值2導體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動勢EBlv(1)公式EBlv是En的特殊情況,適用于導體桿切割磁感線運動時產(chǎn)生的電動勢(2)公式EBlv一般求的是瞬時值,此時v為瞬時速度但當v為平均速度時,也可求平均電動勢(3)對于導體桿圍繞一個點轉(zhuǎn)動切割磁感線時EBl2.例2如圖3甲所示,一個500 匝的線圈的兩端跟R99 的電阻相連接,置于豎直向下的勻強磁場中,線圈的橫截面積是20 cm2,電阻為1 ,磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的圖象如圖乙所示,求磁場變化過程中通過電阻R的電流圖 3答案0.1 A解析由題圖乙知:線圈中磁感應(yīng)強度B均勻增加,其變化率 T/s10 T/s.由法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EnnS5001020104V10 V由閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流大小為I A0.1 A.例3如圖4所示,導線全部為裸導線,半徑為r,兩端開有小口的圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑到右端、電路中固定電阻阻值為R,其余部分電阻均忽略不計試求MN從圓環(huán)左端滑到右端的過程中:圖4(1)電阻R上的最大電流;(2)電阻R上的平均電流;(3)通過電阻R的電荷量答案(1)(2)(3)解析(1)MN向右滑動時,切割磁感線的有效長度不斷變化,當MN經(jīng)過圓心時,有效切割長度最長,此時感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流達到最大值所以Imax.(2)由于MN向右滑動中電動勢和電流大小不斷變化,且不是簡單的線性變化,故難以通過EBlv求解平均值,可以通過磁通量的平均變化率計算平均感應(yīng)電動勢和平均感應(yīng)電流所以,E,I.(3)通過電阻R的電荷量等于平均電流與時間的乘積所以,qIt.例4金屬桿MN和PQ間距為l,MP間接有電阻R,磁場如圖5所示,磁感應(yīng)強度為B.金屬棒AB長為2l,由圖示位置以A為軸,以角速度勻速轉(zhuǎn)過90(順時針)求該過程中(其他電阻不計):圖5(1)R上的最大電功率;(2)通過R的電荷量答案(1)(2)解析AB轉(zhuǎn)動切割磁感線,且切割長度由l增至2l以后AB離開MN,電路斷開(1)當B端恰轉(zhuǎn)至N時,E最大EmB2l2Bl2,Pm(2)AB由初位置轉(zhuǎn)至B端恰在N點的過程中Bl2lsin60Bl2qIt.針對訓練2如圖6所示,邊長為50cm的正方形導線框,放置在B0.40T的勻強磁場中已知磁場方向與水平方向成37角,線框電阻為0.10,求線框繞其一邊從水平方向轉(zhuǎn)至豎直方向的過程中通過導線橫截面積的電荷量圖6答案1.4C解析設(shè)線框在水平位置時法線n方向向上,穿過線框的磁通量1BScos536.0102Wb當線框轉(zhuǎn)至豎直位置時,線框平面的法線方向水平向右,與磁感線夾角143,穿過線框的磁通量1BScos1438.0102Wb通過導線橫截面的電荷量:Qtt1.4C.