高考物理总复习 单元知识章节考点课件27

11．(1)法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，表达式为E＝nΔΦ/Δt.(2)当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时产生的感应电动势E＝Blvsinθ，θ是B与v之间的夹角.221.32BEl导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可用棒上各点的平均速度等效替代切割速度．常用式＝　公32．应用法拉第电磁感应定律时应注意：(1)E＝nΔΦ/Δt适用于一般回路．若磁通量不随时间均匀变化，则ΔΦ/Δt为Δt时间内通过该回路的磁通量的平均变化率.(2)E＝BLvsinθ，适用于导体各部分以相同的速度切割磁感线的情况，式中L为导线的有效切割长度，θ为运动方向和磁感线方向的夹角．若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势.若v为平均速度，则E为平均感应电动势.421/||3BSEnBSSEtntB若磁感应强度不变，回路的面积发生变化，则＝　；若回路的面积不变，磁感应强度发生变化，则＝53．要注意严格区分Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义：Φ是指穿过某一面积的磁通量.ΔΦ是指穿过某一面积的磁通量的变化量.ΔΦ/Δt是指穿过某一面积的磁通量的变化率.612.//.//.|s1insin|/BEntnSBtEntnBStBnBSEnttⅠ磁感应强度发生变化：＝＝Ⅱ垂直于磁场的回路面积发生变化：＝＝Ⅲ线圈平面与的夹角发生变化：＝＝．高中阶段所涉及的磁通量发生变化时感应电动势的计算有几解哪种？答：72．E＝nΔΦ/Δt与E＝BLvsinθ的区别和联系？解答：(1)区别①E＝nΔΦ/Δt求出的是Δt时间内的平均感应电动势，E与某段时间或某个过程相对应；E＝BLvsinθ求出的是瞬时感应电动势，E与某个时刻或某个位置相对应．②E＝nΔΦ/Δt求的电动势是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分的电动势．8(2)联系①当Δt→0时，E＝nΔΦ/Δt为瞬时感应电动势．②当v代表的是平均速度时，E＝BLvsinθ求出的是某段时间内的平均感应电动势．总结：一般说来，用E＝nΔΦ/Δt求平均感应电动势方便些；而用E＝BLvsinθ求瞬间感应电动势方便些．9图9211．导体切割磁感线产生感应电动势的理解例1：如图921所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，(1)拉力F大小；(2)拉力的功率P；(3)拉力做的功W；(4)线圈中产生的电热Q；(5)通过线圈某一截面的电荷量q.1022212221LLBLvFvRvvEEBLvIFBILR这是一道基本练习题，要注意所用的边长究竟是还是，还应该思考一下所求的各物理量与速度之间有什么关系．将线圈以向右的速度匀速拉出磁场的过程中，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律有＝，＝，＝，解析：所以＝112222222211122345·BLvPFvvRBLLvWFLvRQWvEqIttRRBLLvR拉力的功率为拉力做的功为线圈中＝＝＝＝＝产生的电热＝＝＝＝为通过线圈某一截面的电荷量与为无关12//·.tqIqtEntEnnqItttRRtR根据法拉第电磁感应定律，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流．设在时间内通过导线截面的电荷量为，则根据电流定义式＝及法拉第电磁感应定律＝，得：方法点拨：13(1)..nnqRnRq如果闭合电路是一个单匝线圈＝，则＝上式中为线圈的匝数，为磁通量的变化量，为闭合电路的总电阻．因此，要快速求得通过导体横截面积的电量，关键是正确求得磁通量的变化量142．电磁感应中的电荷量例2：放在绝缘水平面上的两条平行导轨MN和PQ之间宽度为L，在MNQP间存在磁感应强度为B的匀强磁场，B的方向垂直于导轨平面，导轨左端接有阻值为R的电阻，其他部分电阻不计．导轨右端接一电容为C的电容器，长为2L的金属棒放在导轨上与导轨垂直且接触良好，其a端放在导轨PQ上．15现将金属棒以a端为轴，以角速度ω沿导轨平面顺时针旋转90°角，如图922所示，解答下列问题(设导轨长度比2L长得多)．(1)电阻R中流过的最大感应电流；(2)通过电阻R的总电量．图92216解析：(1)从ab棒以a端为轴旋转切割磁感线，直到b端脱离导轨的过程中，其感应电动势不断增大，对C不断充电，同时又与R构成回路，如图所示．222222mmmmRUEBLvBLLBLEBRLIRR均则上的最大电压＝＝＝＝，电阻流过的最大＝＝感应电流1722213·32232:abRESBLqItttBRRtRSLqLLR均脱离导轨前通过的电量＝＝＝＝，其中＝＝，根据以上两得＝式，1822222.332(2)22CCmabdCqCUUEqBLCabBLqqqBLCBCRLRRCRRq总总当棒运动到点时，电容上所带电量为＝，此时＝，所以＝当脱离导轨后，对放电，＝＋＝＋＝通过的电量为，所以整个过程中通电为＋过的总量．19方法点拨：本题求解感应电动势大小时，应分别求出其平均值和瞬时值，并注重状态分析和过程分析．其中用到的知识和方法，应认真掌握．20图92322A.B.2C.D0BSBSRRBSR．变式训练1：(2009·安徽)如图923甲所示，一个电阻为R，面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是()211221()2sin45.2()9020.||.22222.ObcOBSBSObcOBBSBSRSqRR线框的右半边未旋转时整个回路的磁通量＝＝线框的右半边旋转后，穿进跟穿出的磁通量相等，如下图，整个回路根据公式，通过的电荷量是解析：223．感生电动势和动生电动势例3：如图924甲所示，一个足够长的“U”形金属导轨NMPQ固定在水平面内，MN、PQ两导轨间的宽度为L＝0.50m.一根质量为m＝0.50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好．abMP恰好围成一个正方形．该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm＝1.0N，ab棒的电阻为R＝0.10Ω.其他各部分电阻均不计．开始时磁感应强度B0＝0.50T.图92423(1)若从某时刻(t＝0)开始，调节磁感应强度的大小使其以ΔB/Δt＝0.20T/s的变化率均匀增加．求经过多长时间ab棒开始滑动？此时通过ab棒的电流大小和方向如何？(2)若保持磁感应强度B0的大小不变．从t＝0时刻开始，给ab棒施加一个水平向右的拉力，使它以a＝4.0m/s2的加速度匀加速运动．推导出此拉力T的大小随时间变化的函数表达式．并在图乙所示的坐标图上作出拉力T随时间t变化的T－t图线．240220217.5120.5(32.5)mAtsBfFILBBBtIAbTEBIELRTTFaBLatTmaftfRmaN解析：＝　＝　＝＝　＝＋＝　＝－－＝方向＝＋＋＝＋图象略．25变式训练3：如图925所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场．方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是()图92526mABC1D4CDEBavEBav．感应电流方向不变．段直导线始终不受安培力．感应电动势最大值＝．感应电动势平均值＝27m2B1·12AC24DCDaEBavBaEBavatv不正确．在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，根据左手定则可以判断，段受安培力向下，当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为，这时感解析：正确．正确．应电动势最大＝，感应电动势平均值＝＝＝，正确．28