电磁感应的综合应用知识点

电磁感应的综合应用
一、考纲要求
1.能结合各种图象（如Φ－t图象、B－t图象和i－t图象），解决感应电流的产生条件及其方向的判定及感应电动势的计算等问题．
2.能综合运用左、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律及牛顿运动定律等有关力学知识解决电磁感应的综合应用问题.
3.能综合运用电磁感应、电场、磁场及有关力学知识解决电磁感应与实际相结合的题目.
二、知识梳理
1.电磁感应中的电路问题
（1）电源和电阻
（2）电流方向
在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势．
2.电磁感应中的图象问题
3.电磁感应中的动力学问题
（1）安培力的大小
感应电动势：E=BLv ①
感应电流：I=②
安培力：F安=BIL ③
联立①②③得：F安=
（2）安培力的方向
①先用右手定则确定感应电流方向，再用左手定则
确定安培力方向．
②根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向相反
4.电磁感应中的能量问题
（1）能量的转化
闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，感应电流在磁场中受安培力．外力克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能，电流做功再将电能转化为其他形式的能．
（2）实质
电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电能之间的转化．
三、要点精析
1.对电磁感应电源的理解
（1）电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定．
（2）电源电动势的大小可由E＝Blv或E＝n求得．
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的基本思路
（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E＝n或E＝Blvsinθ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断感应电流方向．
（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．
4.解决电磁感应中图象问题的基本步骤：
（1）明确图象的种类，即是B－t图象还是Φ－t图象，或者E－t图象、i－t图象等．对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E－x图象和i－x图象．
（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）判断图象（或描绘图象、变换图象或应用图象分析解决问题）．
5.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），特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项．
（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进行分析和判断．6.电磁感应中的动力学和能量问题
（1）两种状态及处理方法
（2）力学对象和电学对象的相互关系
7.能量转化过程的理解
（1）电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程．
（2）电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能．“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能．
（3）当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能．安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程．安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．
8.解决电磁感应动力学及能量问题一般思路
（1）电路分析：确定电源，画出等效电路，明确内、外电路，分析电路的串、并联关系．
（2）受力分析：注意导体棒所受的安培力大小和方向．
（3）运动分析：对运动过程进行“慢进”式推理分析，应用牛顿第二定律对运动过程中各物理量进行分析．
（4）能量分析：分析运动过程中各力做功情况，明确能量转化形式．
（5）规律分析：根据牛顿第二定律，运动学方程，动能定理、能量守恒定律合理组合优化．
9.电路分析的“三条规律”
（1）电流方向或电势高低判断——楞次定律或右手定则．
（2）感应电动势大小的计算——E＝n或E＝Blv.
（3）电路分析与计算——闭合电路欧姆定律、串并联电路特点．
10.动力学和能量问题中的“两个三”：
（1）动力学中的“三分析”
（2）
11.电磁感应中“导轨＋杆”模型
[模型概述]
对杆在导轨上运动组成的系统，杆在运动中切割磁感线产生感应电动势，并受到安培力的作用改变运动状态最终达到稳定的运动状态，该系统称为“导轨＋杆”模型．
[模型分类]
（1）单杆模型：
①模型特点：导体棒运动―→感应电动势―→闭合回路―→感应电流―→安培力―→阻碍棒相对磁场运动．
③解题关键：对棒的受力分析，动能定理应用．
（2）双杆模型：
①模型特点．
a.一杆切割时，分析同单杆类似．
b.两杆同时切割时，回路中的感应电动势由两杆共同决定，E＝＝Bl（v1－v2）．
②解题要点：单独分析每一根杆的运动状态及受力情况，建立两杆联系，列方程求解．。