2016屆高考物理電磁感應與電路的分析沖刺專題復習
②線圈平面與磁感線垂直時,φ最大,但δφδt=0
φ大或δφ大,都不能保證δφδt就大;反過來,δφδt大時,φ和δφ也不一定大.這類似于運動學中的v、δv及δvδt三者之間的關系
(3)另外兩種常見的感應電動勢
①長為l的導體棒沿垂直于磁場的方向放在磁感應強度為b的勻強磁場中,且以ω勻速轉動,導體棒產生的感應電動勢為:
當以中點為轉軸時,e=0(以中點平分的兩段導體產生的感應電動勢的代數和為零);
當以端點為轉軸時,e=12bωl2(平均速度取中點位置的線速度,即12ωl);
當以任意點為轉軸時,e=12bω(l12-l22)(不同的兩段導體產生的感應電動勢的代數和).
②面積為s的矩形線圈在磁感應強度為b的勻強磁場中以角速度ω繞線圈平面內的垂直于磁場方向的軸勻速轉動,矩形線圈產生的感應電動勢為:
線圈平面與磁感線平行時,e=bsω;
線圈平面與磁感線垂直時,e=0;
線圈平面與磁感線的夾角為θ時,e=bsωcos θ.
(3)理解法拉第電磁感應定律的本質
法拉第電磁感應定律是能的轉化和守恒定律在電磁學中的一個具體應用,它遵循能量守恒定律.閉合電路中電能的產生必須以消耗一定量的其他形式的能量為代價,譬如:線圈在磁場中轉動產生電磁感應現象,實質上是機械能轉化為電能的過程;變壓器是利用電磁感應現象實現了電能的轉移.運用能量的觀點來解題是解決物理問題的重要方法,也是解決電磁感應問題的有效途徑.
三、電磁感應與電路的綜合應用
電磁感應中由于導體切割磁感線產生了感應電動勢,因此導體相當于電源.整個回路便形成了閉合電路,由電學知識可求出各部分的電學量,而導體因有電流而受到安培力的作用,從而可以與運動學、牛頓運動定律、動量定理、能量守恒等知識相聯系.電磁感應與電路的綜合應用是高考中非常重要的考點.
熱點、重點、難點
一、電路問題
1.電路的動態分析
這類問題是根據歐姆定律及串聯和并聯電路的性質,分析電路中因某一電阻變化而引起的整個電路中各部分電學量的變化情況,它涉及歐姆定律、串聯和并聯電路的特點等重要的電學知識,還可考查學生是否掌握科學分析問題的方法——動態電路局部的變化可以引起整體的變化,而整體的變化決定了局部的變化,因此它是高考的重點與熱點之一.常用的解決方法如下.
(1)程序法:基本思路是“部分→整體→部分”.先從電路中阻值變化的部分入手,由串聯和并聯規律判斷出r總的變化情況;再由歐姆定律判斷i總和u端的變化情況;最后再由部分電路歐姆定律判定各部分電學量的變化情況.即:
r局增大減小→r總增大減小→i總減小增大→u端增大減小⇒i分u分
(2)直觀法:直接應用部分電路中r、i、u的關系中的兩個結論.
①任一電阻r的阻值增大,必引起該電阻中電流i的減小和該電阻兩端電壓u的增大,即:
r↑→i↓u↑
②任一電阻r的阻值增大,必將引起與之并聯的支路中電流i并的增大和與之串聯的各電阻兩端的電壓u串的減小,即:r↑→i并↑u串↓
(3)極端法:對于因滑動變阻器的滑片移動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩邊頂端討論.
(4)特殊值法:對于某些雙臂環路問題,可以代入特殊值去判定,從而找出結論.
●例1 在如圖5-4所示的電路中,當變阻器r3的滑片p向b端移動時( )