专题11电磁感应综合问题-2018高三物理二轮专题复习《名师伴你学》Word版含解析

构建知识网络： 考情分析： 楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁学部分的重点，也是高考的重要考点。高考常以选择题的形式考查电磁感应中的图像问题和能量转化问题，以计算题形式考查导体棒、导线框在磁场中的运动、电路知识的相关应用、牛顿运动定律和能量守恒定律在导体运动过程中的应用等。备考时我们需要重点关注，特别是导体棒的运动过程分析和能量转化分析。 重点知识梳理： 一、感应电流 1．产生条件 2．方向判断 3．“阻碍”的表现 二、电动势大小的计算 适用过程 表达公式 备注 n匝线圈内的磁通量发生变化 E＝n (1)当S不变时，E＝nS； (2)当B不变时，E＝nB 导体做切割磁感线的运动 E＝Blv (1)E＝Blv的适用条件： v⊥l，v⊥B； (2)当v与B平行时：E＝0 导体棒在磁场中以其中一端为圆心转动垂直切割磁感线 三、电磁感应问题中安培力、电荷量、热量的计算 1．导体切割磁感线运动，导体棒中有感应电流，受安培力作用，根据E＝Blv，I＝，F＝BIl，可得F＝B2l2v/R. 2．闭合电路中磁通量发生变化产生感应电动势，电荷量的计算方法是根据E＝，I＝，q＝IΔt则q＝ΔΦ/R，若线圈匝数为n，则q＝nΔΦ/R. 3．电磁感应电路中产生的焦耳热，当电路中电流恒定时，可以用焦耳定律计算，当电路中电流发生变化时，则应用功能关系或能量守恒定律计算． 四、自感现象与涡流 自感电动势与导体中的电流变化率成正比，比例系数称为导体的自感系数L。线圈的自感系数L与线圈的形状、长短、匝数等因数有关系。线圈的横截面积越大，匝数越多，它的自感系数就越大。带有铁芯的线圈其自感系数比没有铁芯的大得多。 【名师提醒】 典型例题剖析： 考点一：楞次定律和法拉第电磁感应定律 【典型例题1】 (2016·浙江高考)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　) A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1 C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4 D．a、b线圈中电功率之比为3∶1 【答案】B 【变式训练1】（2015·江苏高考）做磁共振(MRI)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流．某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径r＝5.0 cm，线圈导线的截面积A＝0.80 cm2，电阻率ρ＝1.5 Ω·m.如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度B在0.3 s内从1.5 T均匀地减为零，求：(计算结果保留一位有效数字) (1)该圈肌肉组织的电阻R； (2)该圈肌肉组织中的感应电动势E； (3)0.3 s内该圈肌肉组织中产生的热量Q. 【答案】：(1)6×103 Ω　(2)4×10－2 V　(3)8×10－8 J 【解析】：(1)由电阻定律R＝ρ，代入数据解得R＝6×103 Ω (2)感应电动势E＝πr2，代入数据解得E＝4×10－2 V (3)由焦耳定律得Q＝Δt，代入数据解得Q＝8×10－8 J 【名师提醒】 1.灵活应用楞次定律中“阻碍”的推广含义： (1)阻碍原磁通量的变化———�增反减同”； (2)阻碍相对运动———�来拒去留”； (3)阻碍原电流的变化(自感现象)———�增反减同”； (4)使线圈平面有扩大或缩小的趋势———�增缩减扩”。 2.解答电磁感应中电路问题的三个步骤 （1）确定电源：利用E＝n或E＝Blvsin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断感应电流的方向．如果在一个电路中切割磁感线的部分有多个并相互联系，可等效成电源的串、并联． （2）分析电路结构：分析内、外电路，以及外电路的串并联关系，画出等效电路图． （3）利用电路规律求解：应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的基本性质等列方程求解． 考点二：电磁感应中的图像问题 ... ...