模型19 电磁感应模型-备战2024年高考物理答题技巧与模板构建

模型19、电磁感应模型 【模型解题】 1、 法拉第电磁感应定律的应用 1. 感应电动势大小的决定因素 (1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率和线圈的匝数共同决定，而与磁通量、磁通量的变化量的大小没有必然联系. (2)当仅由B引起时，则;当仅由S引起时，则;当由B、S的变化同时引起，则 2. 磁通量的变化率，是图象-t上某点切线的斜率。 3. 应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤 (1)分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况; (2) 利用楞次定律确定感应电流的方向 (3)灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解. 4. 几点注意 (1)公式是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择. (2)用公式求感应电动势时，S为线圈在磁场范围内的有效面积. (3)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路总电阻有关，与时间长短无关. 推导如下: 二、导体切割磁感线产生感应电动势的计算 1.公式的使用条件 (1)匀强磁场.  (2)B、l、v三者相互垂直. (3)如不垂直，用公式求解，为B与v方向间的夹角. 2.“瞬时性”的理解 若v为瞬时速度，则E为瞬时感应电动势. 若v为平均速度，则E为平均感应电动势，即 3.切割的“有效长度” 公式中的l为有效切割长度，即导体在与D垂直的方向上的投影长度.图中有效长度分别为: 甲图:; 乙图:沿方向运动时，;沿方向运动时，. 丙图:沿方向运动时，;沿方向运动时，;沿方向运动时，. 4.“相对性”的理解 中的速度v是相对于磁场的速度，若磁场也运动，应注意速度间的相对关系. 三、电磁感应中的电路问题 1．电磁感应中的电路问题分类. (1)以部分电路欧姆定律为中心，包括六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热)，三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)，以及若干基本规律(串、并联电路特点等). (2以闭合电路欧姆定律为中心，讨论电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化. 2．对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能.(2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势. 3. 解决电磁感应中的电路问题三步曲 (1)确定电源.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，利用或求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向. (2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图。 (3)利用电路规律求解.主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解. 四、电磁感应中的图像问题 1、解决图象问题的一-般步骤 (1)明确图象的种类，即是B-t图象还是-t图象，或者是E-t图象、I-t图象等; (2)分析电磁感应的具体过程; (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系; (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式; (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等. (6)画出图象或判断图象. 2.对图象的认识，应注意以下几方面 (1)明确图象所描述的物理意义; (2)必须明确各种“十”、“一” 的含义; (3)必须明确斜率的含义; (4)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系; (5)注意三个相似关系及其各自的物理意义:,, 2.电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 (1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项. (2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法. 【模型训练】 【例1】（多选）如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的有（    ） A．圆形线圈中产生的感应电动势 B．在时间内通过电阻R的电荷量 C．设b端电势为零，则a端的电势 D．在时间内电阻R上产生的焦耳热 变式1.1如图甲所示，单匝线圈电阻，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为，有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，则（　　） A．在时间内，a点电势高于b点电势 B．当时穿过线圈的磁通量为 C．在时间内，通过电阻R的电荷量大小为 D．在时间内，a、b两点间电压大小为 变式1.2一线圈匝数