专题12.1 电磁感应（1）-冲刺2019高考物理二轮复习核心考点特色突破

电磁感应（1） 知识点及规律方法总结： 一、电磁感应的发现 1.“电生磁”的发现 奥斯特实验的启迪：丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转，即电流的磁效应 2.“磁生电”的发现[来源:学,科,网] (1)电磁感应现象的发现 法拉第根据他的实验，将产生感应电流的原因分成五类：①变化的电流；②变化的磁场；③运动中的恒定电流；④运动中的磁铁；⑤运动中的导线。 (2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件，开辟了人类的电气化时代。[来源:Zxxk.Com] 二、法拉第电磁感应定律 1. 定律内容：感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。 2. 表达式： 说明：①式中N为线圈匝数，是磁通量的变化率，注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。 ②E与，无关，成正比 ③在图像中为斜率，所以斜率的意义为感应电动势 【典例】. 如图1所示，电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值也为R的电阻连接成闭合回路，线圈的半径为a。在线圈内有一垂直于线圈平面向里的边界为线圈内接正方形的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示（图中字母均为已知量，0～t1图线为直线），导线的电阻不计。求： (1)0～t1时间内电阻R上产生的热量； (2)t1～t2时间通过电阻R的电量q。 三、导体切割磁感线时产生的电动势 切割方式 电动势表达式 说明[来源:学|科|网Z|X|X|K] 垂直切割 E＝Blv ①导体棒与磁场方向垂直②磁场为匀强磁场 倾斜切割 E＝Blvsin_θ 其中θ为v与B的夹角 旋转切割(以一端为轴) E＝Bl2ω[来源:学科网] 公式中的l为有效切割长度，即导体与v垂直的方向上的投影长度．[来源:学科网] 图中有效长度分别为： 甲图：l＝cdsin β(容易错算成l＝absin β)． 乙图：沿v1方向运动时，l＝MN； 沿v2方向运动时，l＝0. 丙图：沿v1方向运动时，l＝R； 沿v2方向运动时，l＝0； 沿v3方向运动时，l＝R. 四、楞次定律[来源:学,科,网] 1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2．适用情况：所有电磁感应现象。 【关键一点】（1）对“阻碍”的理解 （2）利用楞次定律判断感应电流的方向 [来源:学*科*网Z*X*X*K] 【典例】 . 如图所示，闭合金属铝环a用绝缘轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。下列说法正确的是（  ） A．闭合开关S的瞬间，金属铝环a向右侧运动 B．保持开关S闭合且稳定后，断开开关S的瞬间，金属a向左侧运动 C．保持开关S闭合且稳定后，将变阻器滑片P向右滑动，金属环a向右侧运动 D．若仅将电源正负极调换后，闭合开关S的瞬间，金属环a向右侧运动 [来源:Zxxk.Com] 五、电磁感应中的动力学问题 1.两种状态及处理方法 状态 特征 处理方法 平衡态 加速度为零 根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析 2．动态分析的基本思路[来源:Z§xx§k.Com] 解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大或最小的条件。具体思路如下： 【典例】. 如图所示，电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s＝1.15 m，两导轨间距L＝0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值为R＝1.5 Ω 的电阻，磁感应强度为B＝0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω、质量m＝0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr＝0.1 J．(取g＝10 m/s2)求： (1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安； (2)金属棒下滑速度v＝2 m/s时的加速度a； (3)金属棒下滑的最大速度Vm。 六、电磁感应中的能量转化与守恒 1.电磁感应现象中的能量转化与守恒 （1）与磁场变化（感生电动势）有关的电磁感应现象中，磁场能转化为电能，若电路是纯电阻，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。 （2）与切割磁感线（动生电动势）有关的电磁感应现象中，通过克服安培力做功，把机械能或其它形式的能转化为电能。克服安培力做多少功，就产生多少电能，若电路是纯电阻电路，转化过来的电能全部转化为电阻的内能。 2.电磁感应中的能量守恒[来源:学科网ZXXK] 能量守恒是自然界的一条普遍规律，在电磁感应现象中也不例外，在电磁感应中，外力做了多少功，就有多少电能产生。 【典例】 . 如图所示竖直放置的间距为米的两平行光滑导轨，上端连接一个阻值为的电阻，在导轨的MN位置以下有垂直纸面向里的磁场，在MN处的磁感应强度为，在MN下方的