2016届高考物理二轮细讲课件 专题（5）电磁感应及其综合应用（共193页）

2016届高考物理二轮细讲课件 专题（5）电磁感应及其综合应用（共193页）内容摘要：

1、专题五热点重点难点专题透析 物理专题五热点重点难点专题透析 物理专题五热点重点难点专题透析 物理专题五热点重点难点专题透析 物理本专题主要涉及三个板块 : 电路、电磁感应和交变电流。 对于电路 , 重在电路分析和实际应用 , 常见于难度层次为容易或中等的选择题 ; 对于电磁感应 , 通常涉及的问题有电磁感应的电路问题、力学问题、能量转化问题与图象问题等 ; 对于交变电流 , 主要围绕交变电流的产生、图象、四值和变压器以及远距离输电问题 , 多以选择题形式出现 , 考查学生的理解能力。 电磁感应是每年高考考查的重点。 既有以电磁感应现象为题考查学生理解能力的选择题 , 又有以围绕电学主干规律为题考查 2、学生分析综合能力的计算题。 鉴于高考对该板块考查的稳定性 , 预计 2016 年高考依然以法拉第电磁感应定律、楞次定律为主要命题对象。 当然 , 电路的实际应用、交变电流、变压器以及远距离输电等考点也不可忽视。 专题五热点重点难点专题透析 物理对本专题 , 核心在于“抓住四个定律 , 运用两种观点 , 分析三种电路”。 四个定律是指牛顿运动定律、楞次定律、法拉 第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律 ; 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。 专题五热点重点难点专题透析 物理【知能诊断】 专题五热点重点难点专题透析 物理1 . ( 2015 年安徽卷 ) 如图所示 3、 , 水平放置的平行“ ”形光滑金属 导轨 , 间距为 l , 导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场 , 磁感应强度大小为 B , 导轨电阻不计。 已知金属杆 斜放置 ,与导轨成 角 , 单位长度的电阻为 r , 保持金属杆以速度 v 沿平行于 方向滑动 ( 金属杆滑动过程中与导轨接触良好 )。 则 ( )。 专题五热点重点难点专题透析 物理A . 电路中感应电动势的大小为 si n B . 电路中感应电流的大小为 si n C . 金属杆所受安培力的大小为2l v si n D . 金属杆的热功率为2l 2 si n 专题五热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 导体杆在磁场中切割磁感线 4、时 , 对本题来说 , 公式 E=的 l 即导体杆的有效长度是多少 ? ( 2 ) 在求解安培力 F= BI l 时 , 此时的有效长度 l 又将为多少 ? 【解析】金属杆的运动方向与金属杆不垂直 , 电路中感应电动势的大小为 E= l 为切割磁感线的有效长度 ), 选项 A 错误 ; 电路中感应电流的大小为 I = r= s i n , 选项 金属杆所受安培力的大小为F= BI l =B s i n s i n =2, 选项 C 错误 ; 金属杆的热功率为P= 22si 2 s i n =2 2s i n , 选项 D 错误。 【答案】 B 专题五热点重点难点专题透析 物理2 . ( 201 5、4 年新课标全国 卷 ) 如图甲 , 线圈 在同一软铁芯上 , 在 圈中通以变化的电流 , 用示波器测得线圈 电压如图乙所示。 已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 , 则下列描述线圈 电流随时间变化关系的图中 , 可能正确的是 ( )。 专题五热点重点难点专题透析 物理专题五热点重点难点专题透析 物理【疑惑】根据法拉第电磁感应定律 E= , 原线圈中应该是怎样的电流才能在副线圈中产生方波交流电 ? 【解析】本题可由法拉第电磁感应定律判断。 由题图乙可知在 不同时间段内产生的电压是恒定的 , 所以在该时间段内线圈 的磁场是均匀变化的 , 则线圈 的电流是均匀变化的 , 故选项 A 、 B 、 6、 D 错误 , 选项 C 正确。 【答案】 C 专题五热点重点难点专题透析 物理3 . ( 2015 年江苏卷 ) 做磁共振 ( 检查时 , 对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。 某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响 , 将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈 , 线圈的半径 r= 5 . 0 线圈导线的横截面积 A= 0 . 80 电阻率 = 1 . 5 m。 如图所示 ,匀强磁场方向与线圈平面垂直 , 若磁感应强度 B 在 0 . 3 s 内从 1 . 5 T 均匀地减为零 , 求 :( 计算结果保留一位有效数字 ) ( 1 ) 该圈肌肉组织的电阻 R。 ( 2 7、) 该圈肌肉组织中的感应电动势 E。 ( 3 ) 0 . 3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量 Q。 专题五热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 电流流经的电路是怎样的 ? ( 2 ) 根据题意 , 导体的长度、横截面积是多少 ? 【解析】 ( 1 ) 由电阻定律得 R= 2 , 代入数据得 R 6 103。 ( 2 ) 感应电动势 E= 2 , 代入数据得 E 4 10- 2V。 ( 3 ) 由焦耳定律得 Q=2 t , 代入数据得 Q= 8 10- 8J。 【答案】 ( 1 ) 6 103 ( 2 ) 4 10- 2V ( 3 ) 8 10- 8J 专题五热点重点难点专题透 8、析 物理4 . ( 2015 年广东卷 ) 如图甲所示 , 平行长直金属导轨水平放置 , 间距 L= 0 . 4 m。 导轨右端接有阻值 R= 1 的电阻。 导体棒垂直放置在导轨上 , 且接触良好 , 导体棒及导轨的电阻均不计 , 导轨间正方形区域 有方向竖直向下的匀强磁场 , 线与导轨垂直 , 长度也为 L。 从 0 时刻开始 , 磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化 , 规律如图乙所示 ; 同一时刻 , 棒从导轨左端开始向右匀速运动 , 1 s 后刚好进入磁场 , 若使棒在导轨上始终以速度 v= 1 m/s 做直线运动 , 求 : ( 1 ) 棒进入磁场前 , 回路中的电动势 E。 ( 9、2 ) 棒在运动过程中受到的最大安培力 F , 以及棒通过三角形 域时电流 i 与时间 t 的关系式。 专题五热点重点难点专题透析 物理专题五热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 棒进入磁场前 , 产生的电动势为感生还是动生 ? 棒进入磁场后情况又将如何 ? ( 2 ) 棒切割磁感线的有效长度和棒运动的速度有什么关系 ? 【解析】 ( 1 ) 正方形磁场的面积为 S , 则 S=22= 0 . 08 棒进入磁场前 , 回路中的感应电动势是由于磁场的变化而产生的。 由 B - t 图象可知 = 0 . 5 T/s , 根据 E= , 得回路中的感应电动势 E= S= 0 . 5 0 . 10、08 V = 0 . 04 V。 专题五热点重点难点专题透析 物理( 2 ) 当导体棒通过 置时感应电动势、感应电流最大 ,导体棒受到的安培力最大。 此时感应电动势 E=0 . 5 0 . 4 1 V = 0 . 2 V 回路中感应电流 I= =0 . 21A = 0 . 2 A 导体棒受到的安培力 F= 0 . 5 0 . 2 0 . 4 N = 0 . 04 N 当导体棒通过三角形 域时 , 导体棒切割磁感线的有效长度 l= 2 v ( t - 1 ) ( 1 s t 1 . 2 s ) 感应电动势 e=2 t - 1 ) = ( t - 1 ) V 感应电流 i= ( t - 1 ) A 11、 ( 1 s t 1 . 2 s )。 【答案】 ( 1 ) 0 . 04 V ( 2 ) 0 . 04 N i= ( t - 1 ) A ( 1 s t 1 . 2 s ) 专题五热点重点难点专题透析 物理5 . ( 2014 年新课标全国 卷 ) 半径分别为 r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内 , 一长为 r 、质量为 m 且质量分布均匀的直导体棒于圆导轨上面 , 延长线通过圆导轨中心 O , 装置的俯视图如图所示。 整个装置位于一匀强磁场中 , 磁感应强度的大小为 B , 方向竖直向下。 在内圆导轨的 C 点和外圆导轨的 D 点之间接有一阻值为 R 的电阻 ( 图中未画出 )。 直导体棒 12、在水平外力作用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动 , 在转动过程中始终与导轨保持良好接触。 设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 , 导体棒和导轨的电阻均可忽略。 重力加速度大小为 g。 求 : ( 1 ) 通过电阻 R 的感应电流的方向和大小。 ( 2 ) 外力的功率。 专题五热点重点难点专题透析 物理【疑惑】 ( 1 ) 直导体棒 角速度 绕 O 逆时针匀速转动时感应电动势如何确定 ? ( 2 ) 外加机械功率与电功率、克服摩擦力做功功率之间有什么关系 ? 【解析】 ( 1 ) 在 t 时间内 , 导体棒扫过的面积 S=12 t ( 2 r )2- 根据法拉第电磁感应定律 , 导体棒上感应电动势的 13、大小E= 根据右手定则 , 感应电流的方向是从 B 端流向 A 端。 因此 , 通过电阻 R 的感应电流的方向是从 C 端流向 D 端。 由欧姆定律可知 , 通过电阻 R 的感应电流的大小 I 满足 I=联立上式得 I=3 22。 专题五热点重点难点专题透析 物理( 2 ) 在竖直方向有 2 N= 0 式中 , 由于质量分布均匀 , 内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等 , 其值为 N , 两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为 : f= N 在 t 时间内 , 导体棒在内圆轨上扫过的弧长 l 1 =r t 导体棒在外圆轨上扫过的弧长 l 2 = 2 r t 克服摩擦力做的总功 W f =f ( 14、l 1 +l 2 ) 在 t 时间内 , 消耗在电阻 R 上的功 W R = t 根据能量转化和守恒定律知 , 外力在 t 时间内做的功W=W f +W R 外力的功率 P= 由上式得 : P=32 r+9 2244。 专题五热点重点难点专题透析 物理【答案】 ( 1 ) 从 C 端流向 D 端 3 22 ( 2 ) 32 r+ 9 2 2 44 专题五热点重点难点专题透析 物理6 . 如图甲所示 , 质量为 m 的导体棒 直放在相距为 l 的平行且无限长的金属导轨上 , 导体棒 平行金属导轨间的动摩擦因数为 , 导轨平面与水平面的夹角为 , 并处于磁感应强度大小为 B 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。 R 和 R x 分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值 , 不计其他电阻。 现由静止释放导体棒 , 当通过 R 的电荷量达到q 时 , 导体棒 好达到最大速度。 重力加速。