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2012屆高考物理單元知識整合復(fù)習(xí)
編輯:
逍遙路
關(guān)鍵詞:
高三
來源:
高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
j.Co M
第六課時 單元知識整合
1、類比法:本章概念抽象,不易理解,要注意通過實驗和類比的方法掌握。如ф、△ф、△ф/△t的關(guān)系可與v、△v、△v/△t的關(guān)系類比。
2、因果關(guān)系法:楞次定律反映了“因果”之間的辯證關(guān)系,原因?qū)е陆Y(jié)果,結(jié)果又反過來影響(“阻礙”)原因,從而引導(dǎo)我們既可由“因”索“果”,也可由“果”索“因”地分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象;左、右手定則之間的區(qū)別,也主要是“因果”不同,左手定則“因電而受力”,右手定則“因動而生電”。
3、等效法:不規(guī)則導(dǎo)體垂直切割磁感線產(chǎn)生的電動勢可用其等效長度替代;對復(fù)雜的電磁感應(yīng)綜合問題,要善于畫出導(dǎo)體、框架的等效電路圖。
4、一般與特殊的關(guān)系:右手定則是楞次定律的特殊形式,E=n△ф/△t和E=Blv sinθ是一般(普遍)和特殊的關(guān)系。
5、整體把握本章內(nèi)容:本章涉及楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律兩大規(guī)律,前者判斷感應(yīng)電流的方向,后者計算感應(yīng)電動勢的大小,都是高考考查的重點。
6、電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題要理順力學(xué)量和電學(xué)量間的關(guān)系,關(guān)注安培力F=B2L2v/R的二級結(jié)論并注意F受v的影響這一特殊點;電路問題要注意應(yīng)用“先電后力”的思路分析。
7、電磁感應(yīng)過程是其他形式的能和電能的轉(zhuǎn)化過程,因此有關(guān)電磁感應(yīng)和能量的轉(zhuǎn)化和守恒的綜合性題目應(yīng)當(dāng)引起我們的高度重視。
類型一研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗
【例1】(上海松江區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末卷)如圖所示的器材可用來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象及判定感應(yīng)電流的方向。
(1)在給出的實物圖中,用筆線代替導(dǎo)線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
(2)將線圈L1插入線圈L2中,合上開關(guān)S,能使線圈L2中感應(yīng)電流的磁場方向與線圈L1中原磁場方向相同的實驗操作是( )
A.插入鐵芯F B.拔出線圈L1
C.使變阻器阻值R變大 D.?dāng)嚅_開關(guān)S
導(dǎo)示:(1)在上圖中,用筆線代替導(dǎo)線將實驗儀器連成完整的實驗電路。
(2) BCD
類型二楞次定律推論的應(yīng)用
【例2】(上海金山區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末測試卷)著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾設(shè)計過這樣一個實驗裝置:一塊絕緣圓板可繞其中心的光滑軸自由轉(zhuǎn)動,在圓板的中部有一個線圈,圓板的四周固定著一圈帶電的金屬小球,如圖所示。當(dāng)線圈接通電源后,將產(chǎn)生流過圖示方向的電流,則下列說法正確的是( )
A、接通電源瞬間,圓板不會發(fā)生轉(zhuǎn)動
B、線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小會引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動
C、若金屬小球帶正電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相同
D、若金屬小球帶負(fù)電,接通電源瞬間圓板轉(zhuǎn)動方向與線圈中電流流向相同
導(dǎo)示:選擇BD。帶電的金屬小球旋轉(zhuǎn),作定向移動將形成電流。根據(jù)楞次定律可以知道,當(dāng)線圈中電流強(qiáng)度的增大或減小時,會引起圓板向不同方向轉(zhuǎn)動。接通電源瞬間,原來電流由無到有,帶正電的圓板的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來電流方向相反,帶負(fù)電的圓板的轉(zhuǎn)動方向?qū)⑴c原來電流方向相同。
類型三運(yùn)動和力問題
【例3】.(上海黃浦區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末測試卷)如圖所示,兩條平行的金屬導(dǎo)軌MP、NQ與水平面夾角為 ,設(shè)導(dǎo)軌足夠長。導(dǎo)軌處在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.80T,與導(dǎo)軌上端相連的電源電動勢E=4.5V,內(nèi)阻r=0.4Ω,水平放置的導(dǎo)體棒ab的電阻R=1.5Ω,兩端始終與導(dǎo)軌接觸良好,且能沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,與導(dǎo)軌下端相連的電阻R1=1.0Ω,電路中其它電阻不計。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S與1接通時,導(dǎo)體棒剛好保持靜止?fàn)顟B(tài),求:
(1)磁場的方向;
(2)S與1接通時,導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率;
(3)當(dāng)開關(guān)S與2接通后,導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動過程中,單位時間(1s)內(nèi)掃過的最大面積。
導(dǎo)示:(1)磁場的方向:垂直斜面向下。
(2)當(dāng)S與1接通時
導(dǎo)體棒上的電流
導(dǎo)體棒的發(fā)熱功率
(3)S與1接通時,導(dǎo)體棒平衡有:
S與2接通后,導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流,最后勻速運(yùn)動單位時間內(nèi)掃過面積最大,勻速運(yùn)動時
;
得單位時間掃過最大面積為
類型四能量轉(zhuǎn)化問題
【例4】.(上海松江區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末測試卷) 如圖所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,在M點和P點間連接一個阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面豎直向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
一質(zhì)量為m、電阻為r、長度也剛好為L的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場左邊界相距d0,F(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab,使它由靜止開始運(yùn)動,棒ab離開磁場前已做勻速直線運(yùn)動,棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計,F(xiàn)隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖,F(xiàn)0已知。求:
(1)棒ab離開磁場右邊界時的速度。
(2)棒ab通過磁場區(qū)域的過程中整個回路所消耗的電能。
(3)d0滿足什么條件時,棒ab進(jìn)入磁場后一直做勻速運(yùn)動。
導(dǎo)示:(1)設(shè)離開右邊界時棒ab速度為v,則有:
; ;對棒有:
解得:
(2)在ab棒運(yùn)動的整個過程中,根據(jù)動能定理:
由功能關(guān)系: ,解得:
(3)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時的速度為v0,則有
當(dāng)v0=v,即 時,進(jìn)入磁場后一直勻速運(yùn)動。
類型三綜合應(yīng)用問題
【例5】.(上海普陀區(qū)08屆高三年級期末調(diào)研試卷)如圖所示,一有界勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向分別垂直紙面向里和向外,磁場寬度均為L,在磁場區(qū)域的左側(cè)相距為L處,有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框,總電阻為R,且線框平面與磁場方向垂直,F(xiàn)使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。若以初始位置為計時起點,規(guī)定B垂直紙面向里時為正,
(1)試畫出線框通過磁場區(qū)域過程中,線框中的磁通量?與前進(jìn)的時間t之間的函數(shù)關(guān)系;
(2)求線框在通過磁場過程中,線框中電流的最大值;
(3)求線框在通過磁場過程中,拉力功率的最大值;
(4)在此過程中,線框中產(chǎn)生的熱量Q。
導(dǎo)示:(1)見下圖
(2)Imax=2BLvR
(3)F=FA=4B2L2vR,P=Fv=4B2L2v2R
(4)Q=6B2L3vR
1.(上海長寧區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測)如圖a所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方固定一螺線管Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流i,電流隨時間變化的規(guī)律如圖b所示,P所受的重力為G,桌面對P的支持力為N,則在下列時刻( )
A、t1時刻N(yùn)>G, P有收縮的趨勢.
B、t2時刻N(yùn)=G,此時穿過P的磁通量最大.
C、t3時刻N(yùn)=G,此時P中無感應(yīng)電流.
D、t4時刻N(yùn)<G,此時穿過P的磁通量最。
2、(上海虹口區(qū)08屆高三第一學(xué)期期末測試卷)如圖所示,兩根足夠長的固定平行金屬光滑導(dǎo)軌位于同一水平面,導(dǎo)軌上橫放著兩根相同的導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌構(gòu)成矩形回路。導(dǎo)體棒的兩端連接著處于壓縮狀態(tài)的兩根輕質(zhì)彈簧,兩棒的中間用細(xì)線綁住,它們的電阻均為R,回路上其余部分的電阻不計。在導(dǎo)軌平面間有一豎直向下的勻強(qiáng)磁場。開始時,導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷細(xì)線后,下列敘述中正確的是()
A.回路中有感應(yīng)電動勢。
B.兩根導(dǎo)體棒所受安培力方向相同。
C.兩導(dǎo)體棒最終將相對靜止,彈簧處于原長狀態(tài)。
D.剪斷細(xì)線的同時,若磁場突然增強(qiáng),兩根導(dǎo)體棒可能保持靜止。
3、(上海普陀區(qū)08屆高三年級期末調(diào)研試卷)如圖14所示,有一通電直導(dǎo)線MN,其右側(cè)有一邊長為L的正方形線圈abcd,導(dǎo)線與線圈在同一平面內(nèi),且導(dǎo)線與ab邊平行,距離為L。導(dǎo)線中通以如圖方向的恒定電流,當(dāng)線圈繞ab邊沿逆時針方向(從上往下看)轉(zhuǎn)過角度θ(θ<90?)的過程中,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向為________方向(選填“abcda”或“adcba”);當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過角度θ=________時,穿過線圈中的磁通量?最小。
4.如圖所示,位于同一水平面內(nèi)的兩根平行導(dǎo)軌間的距離為l,導(dǎo)體的左端連接一個耐壓足夠大的電容器,電容器的電容為C放在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體桿cd與導(dǎo)軌接觸良好,cd桿在平行導(dǎo)軌平面的水平力作用下從靜止開始勻加速運(yùn)動,加速度為a.磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面豎直向下,導(dǎo)軌足夠長,不計導(dǎo)軌、導(dǎo)體桿和連接電容器導(dǎo)線的電阻,導(dǎo)體桿的摩擦也可忽略。求從導(dǎo)體桿開始運(yùn)動經(jīng)過時間t電容器吸收的能量E=?
5、如圖所示,水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為0.1m,豎直放置的金屬細(xì)圓柱(其半徑比0.1m 小得多)的端面與金屬圓環(huán)的上表面在同一平面內(nèi),圓柱的細(xì)軸通過圓環(huán)的中心O,將一質(zhì)量和電阻均不計的導(dǎo)體棒一端固定一個質(zhì)量為10g的金屬小球,被圓環(huán)和細(xì)圓柱端面支撐,棒的一端有一小孔套在細(xì)軸O上,固定小球的一端可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運(yùn)動,小球與圓環(huán)的摩擦因素為0.1,圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4T、方向豎直向上的恒定磁場中,金屬細(xì)圓柱與圓環(huán)之間連接如圖電學(xué)元件,不計棒與軸及與細(xì)圓柱端面的摩擦,也不計細(xì)圓柱、圓環(huán)及感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,開始時S1斷開,S2拔在1位置,R1=R3=4Ω,R2=R4=6Ω,C=30uF,求:(1)S1閉合,問沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端,才能使棒穩(wěn)定后以角速度10rad/s勻速轉(zhuǎn)動?
(2)S1閉合穩(wěn)定后,S2由1拔到2位置,作用在棒上的外力不變,則至棒又穩(wěn)定勻速轉(zhuǎn)動的過程中,流經(jīng)R3的電量是多少?
答案:1、AB; 2、ACD; 3、adcba,120?;
4、C(Blat)2/2;
5、(1)F=1.4×10-2N; (2)3.6×10-6C
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