高中物理 第一章 电磁感应 习题课 电磁感应中的图象问题和综合问题学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP免费

习题课电磁感应中的图象问题和综合问题一、电磁感应中的图象问题电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势(或电流)是否大小恒定，用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正、负，以及在坐标中的范围．分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析，有些图象问题还要画出等效电路来辅助分析．二、电磁感应中的综合问题电磁感应中的电路问题、图象问题、动力学问题和能量问题是高考考查的重点和热点，该类试题一般综合受力分析和运动情况分析，做功与能量变化的关系，灵活考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、欧姆定律和电路有关知识．电磁感应中的动力学问题和能量问题，涉及的知识点多、物理规律多，且都是中学物理中的重点知识和主干知识．学习时要注意对物理过程的分析和训练，培养学生的综合分析能力和运用物理知识解决实际问题的能力．,[学生用书P19])如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在下图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是()[解析]从图示位置转过90°时，线圈中无感应电流；再转过90°时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向(正向)的感应电流；再转过90°时，线圈中无感应电流；再转过90°时产生顺时针方向(负向)的感应电流，选项A正确．[答案]A1．解决电磁感应图象问题，必须做到“四明确”(1)明确图象所描述的物理意义；(2)明确各种“＋”“－”的含义；(3)明确斜率的含义；(4)明确图象和电磁感应过程之间的对应关系；2．解决电磁感应中图象类选择题的最简方法—分类排除法首先对题中给出的四个图象根据大小或方向变化特点分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项，该法是最简捷、最有效的方法．如图所示，“凸”字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l.匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面．开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动．线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q.线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g.求(1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍；(2)磁场上下边界间的距离H.[解析](1)设磁场的磁感应强度大小为B，cd边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为v1，cd边上的感应电动势为E1，由法拉第电磁感应定律，有E1＝2Blv1①设线框总电阻为R，此时线框中电流为I1，由闭合电路欧姆定律，有I1＝②设此时线框所受安培力为F1，有F1＝2I1lB③由于线框做匀速运动，其受力平衡，有mg＝F1④由①②③④式得v1＝⑤设ab边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为v2，同理可得v2＝⑥由⑤⑥式得v2＝4v1.⑦(2)线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律，有2mgl＝mv⑧线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有mg(2l＋H)＝mv－mv＋Q⑨由⑦⑧⑨式得H＝＋28l.[答案](1)4倍(2)＋28l在电磁感应现象的综合题目中，既可以以力为主线，找出力与电两部分之间的联系，从而列出方程组，逐一解决．也可以从能量角度来分析，根据能量守恒定律列出方程求解．