高中物理专题(九)_电磁学与电磁感应综合

专题 电磁学与电磁感应综合

一、大纲解读

本专题涉及的考点有:电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则、自感现象、日光灯等.《大纲》对自感现象等考点为Ⅰ类要求,而对电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律、楞次定律、导体切割磁感线时的感应电动势、右手定则等考点为Ⅱ类要求.

电磁感应是每年高考考查的重点内容之一,电磁学与电磁感应的综合应用是高考热点之一,往往由于其综合性较强,在选择题与计算题都可能出现较为复杂的试题.电磁感应的综合应用主要体现在与电学知识的综合,以导轨+导体棒模型为主,充分利用电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等多个知识点,可能以图象的形式进行考查,也可能是求解有关电学的一些物理量(如电量、电功率或电热等).同时在求解过程中通常也会涉及力学知识,如物体的平衡条件(运动最大速度求解)、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定理(双导体棒)及能量守恒等知识点.电磁感应的综合应用突出考查了考生理解能力、分析综合能力,尤其是考查了从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力.

二、重点剖析

电磁感应综合应用的中心是法拉第电磁感应定律,近年来的高考中,电磁感应的考查主要是通过法拉第电磁感应定律再综合力、热、静电场、直流电路、磁场等知识内容,有机地把力与电磁结合起来,具体反映在以下几个方面:

1.以电磁感应现象为核心,综合应用力学各种不同的规律(如牛顿运动定律、动量守恒定律、动能定理)等内容形成的综合类问题.通常以导体棒或线圈为载体,分析导体棒在磁场中因电磁感应现象对运动情况的影响,解决此类问题的关键在于运动情况的分析,特别是最终稳定状态的确定,利用物体的平衡条件可求最大速度之类的问题,利用动量观点可分析双导体棒运动情况.

2.电磁感应与电路的综合问题,关键在于电路结构的分析,能正确画出等效电路图,并结合电学知识进行分析、求解.求解过程中首先要注意电源的确定.通常将切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路作为等效电源.若产生感应电动势是由几个相互联系部分构成时,可视为电源的串联与并联.其次是要能正确区分内、外电路,通常把产生感应电动势那部分电路视为内电路.最后应用全电路欧姆定律及串并联电路的基本性质列方程求解.

3.电磁感应中的能量转化问题

电磁感应过程实质是不同形式的能量转化的过程,而能量的转化则是通过安培力做功的形式而实现的,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,“外力”克服安培力做功,则是其他形式的能转化为电能的过程.求解过程中主要从以下三种思路进行分析:①利用安培力做功求解,电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功.注意安培力应为恒力.②利用能量守恒求解,开始的机械能总和与最后的机械能总和之差等于产生的电能.适用于安培力为变力.③利用电路特征来求解,通过电路中所产生的电能来计算.

4.电磁感应中的图象问题

电磁感应的图象主要包括B-t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象,还可能涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象,即E-x图象和I-x图象.一般又可把图象问题分为两类:①由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象.②由给定的有关图象分析电磁感应过程,求解相应的物理量.解答电磁感应中的图象问题的基本方法是利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解答.

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