2012届高考物理第一轮电磁感应导学案复习

编辑: 逍遥路 关键词: 高三 来源: 高中学习网
2012届高三物理一轮复习导学案
十、电磁感应(3)
【课题】电磁感应中的电路问题
【目标】
1、进一步理解法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用;
2、掌握解决电磁感应中的电路问题的方法。
【导入】
一、电磁感应中的电路问题
在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流;将它们接上电容器,便可使电容器充电,因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。
解此类问题的基本思路是:①明确哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源。②画出等效电路图。 ③结合有关的电路规律建立方程求解。
二、自感现象
自感现象是电磁感应现象一种特例,它是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象。自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
注意:断电自感电流的大小不会超过断电前瞬间线圈中电流的大小,通电自感电动势不会超过电源的电动势,这才是“阻碍”意义的真实体现。
【导研】
[例1] (盐城市08学年高三年级第一次调研考试)两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒电阻不计。当S1、S2闭合,S3 断开时,闭合的回路中感应电流为I,当S2、S3闭合,S1 断开时,闭合的回路中感应电流为5I,当S1、S3闭合,S2 断开时,闭合的回路中感应电流是( )
A.0 B.3I C.6I D.7I
[例2](通州市09届高三第七次调研测试)4.如图所示,均匀的金属长方形线框从匀强磁场中以匀速V拉出,它的两边固定有带金属滑轮的导电机构,金属框向右运动时能总是与两边良好接触,一理想电压表跨接在PQ两导电机构上,当金属框向右匀速拉出的过程中,已知金属框的长为a,宽为b,磁感应强度为B,电压表的读数为 ( )
A.恒定不变,读数为BbV
B.恒定不变,读数为BaV
C.读数变大 D.读数变小
[例3]如图甲所示,水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置,间距d=0.5 m,电阻不计,左端通过导线与阻值R =2 ?的电阻连接,右端通过导线与阻值RL =4 ?的小灯泡L连接.在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长l =2 m,有一阻值r =2 ?的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处.CDEF区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示.在t=0至t=4s内,金属棒PQ保持静止,在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动.已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中,小灯泡的亮度没有发生变化,求:
(1)通过小灯泡的电流.
(2)金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小.
[例4] (拼茶中学08届高三物理五月份模拟试卷)面积为 cm2、不计电阻的“U”框架,右侧接一电路,如图所示,电路中电阻值分别为R1=2Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,二极管是理想的.现在框架所在区域加上垂直框架平面的匀强磁场,且磁场的磁感应强度按 (T)规律变化,
(1)证明:框架中的感应电动势按余弦规律变化;
(2)试画出R2两端电压随时间的图象(要求画出一个完整周期);
(3)计算R2的实际功率P2.
[例5](泰州市08届高三第一次联考模拟试卷)图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示器各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 ?,定值电阻R=2.0 ?,AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10?3 s时刻断开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。
(1)求出线圈L的直流电阻RL;
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向;
(3)在t2=1.6×10?3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小是多少?
【导练】
1.如右图所示电路,L是自感系数较大的线圈,在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中,经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端迅速滑向A端的过程中,经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动,达到稳定时通过线圈的电流为I0,则( )
A.I1= I0= I2 B.I1> I0> I2
C.I1= I0> I2 D.I1< I0< I2
2.(08年高考江苏卷物理)如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( )
A、a先变亮,然后逐渐变暗B、b先变亮,后逐渐变暗
C、c先变亮,然后逐渐变暗D、b、c都逐渐变暗
3.匀强磁场磁感应强度B=0.2T,磁场宽度L=3m,一正方形金属框边长为h=lm,每边电阻r=0.2Ω,金属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直,如图所示。
(1)画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流随时间变化的I-t 图线;
(2)画出ab两端电压随时间变化的U-t图线。(以上均要求写出作图依据)
4.(09届江苏省泰州市期末联考高三物理模拟试题)15.(12分)在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1m,导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N部距离d=10mm,定值电阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金属棒ab电阻r=2Ω,其它电阻不计。磁感应强度B=0.5T的匀强磁场竖直穿过导轨平面,当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时,悬浮于电容器两极板之间,质量m=1×10-14kg,带电量q=-1×10-14C的微粒恰好静止不动。取g=10m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好。且运动速度保持恒定。试求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)ab两端的路端电压;
(3)金属棒ab运动的速度
5.(浦东新区2008年高考预测)如图所示,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l1=0.6m、单位长度电阻为r=3Ω/m的均匀导线,ac和bc的电阻可不计,bc长度为l2=0.3m。磁场的磁感应强度为B=0.5T,方向垂直纸面向里。现有一段长度为L=0.3m、单位长度电阻也为r=3Ω/m的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠a点,然后沿ab方向以恒定速度v=1.2m/s向b端滑动,滑动中始终与bc平行并与导线框保持良好接触。
(1)导线框中有感应电流的时间是多长?
(2)当导体杆MN滑到ab中点时,导线bc中的电流多大?方向如何?
(3)求导体杆MN自a点至滑到ab中点过程中,回路中感应电动势的平均值。


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