第三部分 电磁感应的综合应用.doc

高考综合复习——电磁感应专题复习
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高考综合复习——电磁感应专题复习第三部分电磁感应的综合应用
知识要点梳理知识点一——电磁感应中的电路问题▲知识梳理1．求解电磁感应中电路问题的关键是分析清楚内电路和外电路。“切割”磁感线的导体和磁通量变化的线圈都相当于“电源”，该部分导体的电阻相当于内电阻，而其余部分的电路则是外电路。2．几个概念（1）电源电动势或。（2）电源内电路电压降，r是发生电磁感应现象导体上的电阻。（r是内电路的电阻）（3）电源的路端电压U，（R是外电路的电阻）。3．解决此类问题的基本步骤（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和方向。（2）画等效电路：感应电流方向是电源内部电流的方向。（3）运用闭合电路欧姆定律结合串、并联电路规律以及电功率计算公式等各关系式联立求解。特别提醒：路端电压、电动势和某电阻两端的电压三者的区别：（1）某段导体作为外电路时，它两端的电压就是电流与其电阻的乘积。（2）某段导体作为电源时，它两端的电压就是路端电压，等于电流与外电阻的乘积，或等于电动势减去内电压，当其内阻不计时路端电压等于电源电动势。（3）某段导体作为电源时，电路断路时导体两端的电压等于电源电动势。▲疑难导析电磁感应与电路知识的综合1．解题思路（1）明确电源的电动势（交流电）。（2）明确电源的正、负极：根据电源内部电流的方向是从负极流向正极，即可确定“电源”的正、负极。（3）明确电源的内阻：相当于电源的那部分电路的电阻。（4）明确电路关系：即构成回路的各部分电路的串、并联关系。（5）结合闭合电路的欧姆定律：结合电功、电功率等能量关系列方程求解。2．注意问题在分析电磁感应中的电路问题时，要注意全面分析电路中的电动势。（1）在有些问题当中，轨道上有两根金属棒，且两棒均切割磁感线产生感应电动势，此时应充分考虑这两个电动势，将它们求和（同向时）或求差（反向时）。（2）有些题目中虽只有一根棒切割磁感线，但同时磁场也发生变化，则此时电路中也有两个感应电动势，一个是动生电动势，一个是感生电动势，应求和（同向时）或求差（反向时）。：图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用和分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB（）A．匀速滑动时，=0，=0B．匀速滑动时，≠0，≠0C．加速滑动时，=0，=0D．加速滑动时，≠0，≠0答案：D解析：当AB横杆滑动时，AB要切割磁感线，产生感应电动势，整个装置等效电路如图所示的电路。（1）当AB横杆匀速（无论向左或是向右），则E不变，转变成稳恒电路问题。在这种情况下，R中有电流，而C上有电压，但，电容器极板上的电量的变化，故，所以该支路中无电流。（2）当AB横杆加速滑动，,E随v增大而增大，在这种情况下，R、C两端电压均增大，，，故，即C应不断充电，所以。综上，选项D正确。知识点二——电磁感应中的动力学问题▲知识梳理电磁感应和力学问题的综合，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力，因为感应电流与导体运动的加速度有相互制约的关系，这类问题中的导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态，故解决这类问题时正确进行动态分析确定最终状态是解题的关键。1．受力情况、运动情况的动态分析思路导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……周而复始地循环，直至最终达到稳定状态，此时加速度为零，而速度v通过加速达到最大值，做匀速直线运动或通过减速达到稳定值做匀速直线运动。2．解决此类问题的基本步骤（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律（包括右手定则）求出感应电动势的大小和方向。（2）依据全电路欧姆定律，求出回路中的电流。（3）分析导体的受力情况（包含安培力，可利用左手定则确定所受安培力的方向）。（4）依据牛顿第二定律列出动力学方程或平衡方程，以及运动学方程，联立求解。▲疑难导析一、电磁感应中力学问题，常常以一个导体棒在滑轨上运动问题形式出现。这种情况有两种类型。1．“电—动—电”类型如图所示水平放置的光滑平行导轨MN、PQ放有长为l、电阻为R、质量为m的金属棒ab。导轨左端接内电阻不计电动势E的电源形成回路，整个装置放在竖直向上的匀强磁场B之中。导轨电阻不计且足够长，并与电键S串接，当刚闭合电键时，棒ab因电而动，其受安培力，方向向右，此时ab具有最大加速度。然而，ab一旦产生速度，则因动而电，立即产生了感应电动势。因速度决定感应电动势，而感应电动势与电池的电动势反接又导致电流减小，从而使安培力变小，故加速度减小，不难分析ab导体做的是一种复杂的变加速运动