【课堂新坐标】（教师用书）2015届高考物理一轮大专题复习（五）电磁感应规律的综合应用

专题五　电磁感应规律的综合应用 (对应学生用书第195页) 　电磁感应中的电路问题 1．内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路． 2．电源电动势和路端电压 (1)电动势：E＝Blv或E＝n. (2)路端电压：U＝IR＝E－Ir. 　电磁感应的图象问题 图象 类型 (1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图象、E－t图象和I－t图象 (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象 问题 类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量 (3)利用给出的图象判断或画出新的图象 应用 知识 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识等 　电磁感应现象中能量的问题 1．能量的转化 感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为内能． 2．实质 电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化． 3．电磁感应现象中能量的三种计算方法 (1)利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功． (2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能． (3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电热来计算． 1. 图9－3－1 如图9－3－1，一个半径为L的半圆形硬导体AB以速度v在水平U形框架上匀速滑动，匀强磁场的磁感应强度为B，回路电阻为R0，半圆形硬导体AB的电阻为r，其余电阻不计，则半圆形导体AB切割磁感线产生感应电动势的大小及AB之间的电势差分别为(　　) A．BLv；　　　　 B．2BLv；BLv C．2BLv； D．BLv；2BLv 【解析】　半圆形硬导体AB的有效长度为2 L，据E＝Blv可得感应电动势的大小为2BLv ，等效电路如图，AB之间的电势差U＝2BLv＝，故选C. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 【答案】　C 2．(2014·重庆一中质检)如图9－3－2甲所示，在圆形线框的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里．若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流I(取逆时针方向的电流为正)随时间 t的变化图线是(　　) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 图9－3－2 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 【解析】　圆形线框内，从t＝0时刻起磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律知，产生恒定的感应电动势和感应电流，增大到最大后磁感应强度均匀减小，产生方向相反的恒定的感应电动势和感应电流；由楞次定律可知，在前半段时间产生的感应电流方向为逆时针方向，为正值；后半段时间产生的感应电流方向为顺时针方向，为负值，所以感应电流I随时间t的变化图线是A. 【答案】　A 3．(2014·沈阳二中模拟)如图9－3－3所示，边长为 a的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则选项图中电动势、外力、外力功率与位移图象规律与这一过程相符合的是(　　) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 图9－3－3 HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 【解析】　框架匀速拉出过程中，有效长度l均 匀增加，由E＝BIv 知，电动势均匀变大，A错，B对；因匀速运动，则F外＝F安＝BIl＝，故外力F外随位移x的增大而非线性增大，C错；外力功率P＝F外v，v恒定不变，故P也随位移x的增大而非线性增大，D错． 【答案】　B 4. HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" 图9－3－4 (2013·山东济南外国语学校测试)如图9 －3－4所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略 ... ...