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1、2022年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路1电磁感应问题教案一、学习目标1、掌握楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用2、学会利用图象解决电磁感应问题 3、学会解决电磁感应中的电路问题 4、学会综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题 二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理 1.楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(增反减同).(2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留).(3)阻碍原电流的变化(自感现象).2.感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律：En，常用于计算平均电动势.若B变，而S不变，则EnS；若S变，而B不变，则EnB.(2)导体棒垂直切割磁感线：EBlv，主
2、要用于求电动势的瞬时值.(3)如图1所示，导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势EBl2.图13.感应电荷量的计算回路中发生磁通量变化时，在t时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为qIttntn.可见，q仅由回路电阻R和磁通量的变化量决定，与发生磁通量变化的时间t无关.4.电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时，可用焦耳定律计算；当电路中电流变化时，则用功能关系或能量守恒定律计算.（二）规律方法解决感应电路综合问题的一般思路是“先电后力”，即：先作“源”的分析分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；接着进行“路”的分析分析电路结构，弄
3、清串、并联关系，求出相关部分的电流大小，以便求解安培力；然后是“力”的分析分析研究对象(通常是金属棒、导体、线圈等)的受力情况，尤其注意其所受的安培力；接着进行“运动状态”的分析根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；最后是“能量”的分析寻找电磁感应过程和研究对象的运动过程中，其能量转化和守恒的关系.（三）典例精讲高考题型一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 【例1】(多选)(xx全国甲卷20)法拉第圆盘发电机的示意图如图2所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()图2A
4、.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍解析将圆盘看成无数幅条组成，它们都在切割磁感线从而产生感应电动势和感应电流，则当圆盘顺时针(俯视)转动时，根据右手定则可知圆盘上感应电流从边缘流向中心，流过电阻的电流方向从a到b，B对；由法拉第电磁感应定律得感应电动势EBLBL2，I，恒定时，I大小恒定，大小变化时，I大小变化，方向不变，故A对，C错；由PI2R知，当变为原来的2倍时，P变为原来的4倍，D错.
5、答案AB高考题型二 电磁感应图象问题【例2】 如图3所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属线框电阻为R，边长为L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场.规定顺时针方向为感应电流i的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过线框横截面的电荷量为q，其中Pt图象为抛物线，则上述物理量随时间变化的关系正确的是()图3解析线框做匀加速运动，其速度vat，感应电动势EBLv，感应电流i，i与t成正比，故A错误；线框进入磁场过程中受到的安培力F安BiL，由牛顿第二定律得：FF安ma，得F
6、ma，Ft图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率Pi2Rt2，故C正确；线框的位移xat2，电荷量qttt2，qt图象应是抛物线.故D错误.答案C归纳小结对于电磁感应图象问题的分析要注意以下三个方面：1.注意初始时刻的特征，如初始时刻感应电流是否为零，感应电流的方向如何.2.注意看电磁感应发生的过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象变化相对应.3.注意观察图象的变化趋势，看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应.高考题型三 电磁感应电路问题【例3】 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，总电阻为R，总质量为m.将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图4所
7、示.线框由静止开始自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行.重力加速度为g.当cd边刚进入磁场时，图4(1)求线框中产生的感应电动势大小；(2)求cd两点间的电势差大小；(3)若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件.解析(1)cd边刚进入磁场时，线框速度为v线框中产生的感应电动势：EBLvBL(2)此时线框中电流：Icd切割磁感线相当于电源，cd两点间的电势差即路端电压：UI(R)BL(3)安培力：FBIL根据牛顿第二定律：mgFma由a0，解得下落高度满足：h答案(1)BL(2)BL(3)h归纳小结解答电磁感应中电路问题的三个步骤1.确定电源：
8、利用En或EBlvsin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.高考题型四 综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题【例4】 (xx浙江理综24)小明设计的电磁健身器的简化装置如图5所示，两根平行金属导轨相距l0.50m，倾角53，导轨上端串接一个R0.05的电阻.在导轨间长d0.56m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度
9、B2.0T.质量m4.0kg的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s0.24m.一位健身者用恒力F80N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直.当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g10m/s2，sin530.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求：图5(1)CD棒进入磁场时速度v的大小；(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小；(3)在拉升CD棒的过程中，健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.解析(1)由牛顿第二定律得a12m/s2进入磁场
10、时的速度v2.4m/s(2)感应电动势EBlv感应电流I安培力FAIBl代入得FA48N(3)健身者做功WF(sd)64J又FmgsinFA0CD棒在磁场区做匀速运动在磁场中运动时间t焦耳热QI2Rt26.88J.答案(1)2.4m/s(2)48N(3)64J26.88J四、板书设计1、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用2、利用图象解决电磁感应问题 3、解决电磁感应中的电路问题 4、综合应用动力学观点和能量观点分析电磁感应问题 五、作业布置完成电磁感应和电路（1）的课时作业六、教学反思借助多媒体形式，使同学们能直观感受本模块内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握知识。进行多种题型的训练，使同学们能灵活运用本节重点知识。
2022年高考物理二轮专题突破专题七电磁感应和电路1电磁感应问题教案
