专题定位
高考对本部分内容的要求较高,常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、变压
器和交流电的描述问题,在计算题中作为压轴题,以导体棒运动为背景,综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律解决导体棒类问题.本专题考查的重点有以下几个方面:①楞次定律的理解和应用;②感应电流的图象问题;③电磁感应过程中的动态分析问题;④综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题;⑤直流电路的分析;⑥变压器原理及三个关系;⑦交流电的产生及描述问题.应考策略对本专题的复习应注意“抓住两个定律,运用两种观点,分析三种电路”.两个
定律是指楞次定律和法拉第电磁感应定律;两种观点是指动力学观点和能量观点;三种电路指直流电路、交流电路和感应电路.
第1课时
电磁感应问题的综合分析
1.楞次定律中“阻碍”的表现1阻碍磁通量的变化增反减同.2阻碍物体间的相对运动来拒去留.3阻碍原电流的变化自感现象.2.感应电动势的计算ΔΦ1法拉第电磁感应定律:E=
,常用于计算平均电动势.ΔtΔB①若B变,而S不变,则E=
S;ΔtΔS②若S变,而B不变,则E=
BΔt2导体棒垂直切割磁感线:E=Blv,主要用于求电动势的瞬时值.
1
f3如图1所示,导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感1线,产生的电动势E=Bl2ω2
图13.感应电荷量的计算EΔΦ回路中发生磁通量变化时,在Δt时间内迁移的电荷量感应电荷量为q=IΔt=Δt=
ΔtRRΔtΔΦ=
可见,q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ决定,与发生磁通量变化的时间Δt无R关.4.电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时,可用焦耳定律计算;当电路中电流变化时,则用功能关系或能量守恒定律计算.
解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”,即:先作“源”的分析分析电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数E和r;接着进行“路”的分析分析电路结构,弄清串、并联关系,求出相关部分的电流大小,以便求解安培力;然后是“力”的分析分析研究对象通常是金属棒、导体、线圈等的受力情况,尤其注意其所受的安培力;接着进行“运动状态”的分析根据力和运动的关系,判断出正确的运动模型;最后是“能量”的分析寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中,其能量转化和守恒的关系.
考向1楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用例1双选如图2甲所示,螺线管匝数
=1000匝,横截r