1、2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教模塊知識結構模塊知識結構2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3模塊題型總結題型一楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用模塊題型總結題型一楞次定律和法拉第電磁感應定律的應用【考題1】 (多選)某同學在電磁爐面板上豎直放置一紙質圓筒，圓筒上套一環形輕質鋁箔，電磁爐產生的交變磁場的頻率、強度及鋁箔厚度可以調節，現給電磁爐通電，發現鋁箔懸浮了起來若只改變其中一個變量，則 ()【考題1】 (多選)某同學在電磁爐面板上豎直放置一紙質圓筒，A增強磁場，鋁箔

2、懸浮高度將不變B鋁箔越簿，鋁箔中產生的感應電流越大C增大頻率，鋁箔中產生的感應電流增大D在剛接通電源產生如圖磁場的瞬間，鋁箔中會產生如圖所示的電流答案CDA增強磁場，鋁箔懸浮高度將不變2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3當增大頻率，導致磁場的變化率變大，則感應電動勢增大，感應電流也增大，故選項C正確；在剛接通電源瞬間，根據楞次定律，可知鋁箔中產生如圖所示的電流，故選項D正確當增大頻率，導致磁場的變化率變大，則感應電動勢增大，感應電流此類問題中力現象和電磁現象相互聯系、相互制約，解決問題前首先要建立“動電動”的思維順序，可概括為：題型二電磁感應電路和動力學問題此類

3、問題中力現象和電磁現象相互聯系、相互制約，解決問題前首先(1)找準主動運動者，用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解感應電動勢的大小和方向(2)根據等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向(3)分析安培力對導體棒運動速度、加速度的影響，從而推出對電流的影響，最后定性分析導體棒的最終運動情況(1)找準主動運動者，用法拉第電磁感應定律和楞次定律求解感應【考題2】水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為L，一端通過導線與阻值為R的電阻連接，導軌上放一質量為m的金屬桿(如甲圖所示)，金屬桿與導軌的電阻忽略不計，勻強磁場豎直向下，用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上，桿最終將做勻速運動當改變拉力的大

4、小時，相對應的勻速運動的速度v也會變化，v與F的關系如乙圖所示(取重力加速度g10 m/s2)【考題2】水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置，間距為(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動？(2)若m0.5 kg，L0.5 m，R0.5 ，磁感應強度B為多大？(1)金屬桿在勻速運動之前做什么運動？2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3答案(1)變加速運動(2)1 T答案(1)變加速運動(2)1 T【考題3】 如圖所示，兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內，其左端接一阻值為R的電阻；一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上；在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積為

5、S的區域，區域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場，磁感應強度大小B1隨時間t的變化關系為B1kt，式中k為常量；在金屬棒右側還有一勻強磁場區域，區域左邊界MN(虛線)與導軌垂直，磁場的磁感應強度大小為B0，方向也垂直于紙面向里【考題3】 如圖所示，兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一水某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從圖示靜止開始向右運動，在t0時刻恰好以速度v0越過MN，此后向右做勻速運動金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計求：某時刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從圖示靜止開始向右運動(1)在t0到tt0時間間隔內，流過電阻的電荷量的絕對值；(2)在時刻t(tt0)穿

6、過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(2)當tt0時，金屬棒已越過MN.由于金屬棒在MN右側做勻速運動，有F0F，式中，F0是外加水平恒力，F是勻強磁場施加的安培力，設此時回路中的電流為I，F的大小為FB0lI，此時金屬棒與MN之間的距離為sv0(tt0)，勻強磁場穿過回路的磁通量為B0ls，回路的總磁通量為t，(2)當tt0時，金屬棒已越過MN.由于金屬棒在MN右側做式中，仍如式所

7、示由式得，在時刻t(tt0)穿過回路的總磁通量為tB0lv0(tt0)kSt，在t到tt的時間間隔內，總磁通量的改變t為t(B0lv0kS)t，由法拉第電磁感應定律得，回路感應電動勢的大小為式中，仍如式所示由式得，在時刻t(tt0)穿2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修31線圈繞垂直磁場的軸旋轉產生的交變電流的大小與轉軸在平面內具體位置無關，未必是線圈的對稱軸2交變電流的最大值與線圈的面積有關，與線圈的具體形狀無關，若為矩形線圈，電壓最大值應為兩切割邊所產生電壓的和題型三交變電流的產生及描述1線圈繞垂直磁場的軸旋轉產生的交變電流的大小與轉軸在平面內3線圈轉動的快慢

8、既影響交變電流的周期和頻率，又影響交變電流的最大值4準確把握中性面的意義，不要認為磁通量最大，感應電動勢就最大，實際上感應電動勢為零線圈每經過中性面一次，電流方向就改變一次2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3【考題4】 (多選)一臺小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖像如圖甲所示電路如圖乙所示，已知發電機線圈內阻為5.0 ，外接燈泡阻值為95.0 ，燈泡正常發光，則 ()【考題4】 (多選)一臺小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正A電壓表的示數為220 VB電路中的電流方向每秒改變50次C燈泡消耗的功率為509 WD發電機線圈內阻每秒產生的焦耳熱為24.

9、2 J答案D2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3交流電的周期為0.02 s，一個周期內電流的方向改變2次，則每秒電流方向改變100次，選項B錯誤燈泡消耗的功率PUI2092.2 W459.8 W，選項C錯誤發電機線圈內阻每秒產生的焦耳熱QI2rt2.225 1 J24.2 J，選項D正確2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3模塊核心素養1問題特點楞次定律、左手定則、右手定則、安培定則由于都涉及磁場方向和電流方向，在應用過程中很容易發生混淆，尤其是同一個題目同時用到多

10、個定則的時候，更要注意它們的區別素養一楞次定律、左手定則、右手定則、安培定,則的綜合應用模塊核心素養1問題特點素養一楞次定律、左手定則、右手定則2規律比較(1)“三個定則與一個定律”的比較2規律比較(2)應用區別關鍵是抓住因果關系因電而生磁(IB)安培定則；因動而生電(v，BI)右手定則；因電而受力(I、BF)左手定則2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修33解題思路(1)分析題干條件，找出閉合電路或切割磁感線的導體棒(2)結合題中的已知條件和待求量的關系選擇恰當的規律(3)正確利用所選擇的規律進行分析和判斷2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人

11、教版選修3【典例1】 (多選)法拉第圓盤發電機的示意圖如圖所示銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中圓盤旋轉時，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是()【典例1】 (多選)法拉第圓盤發電機的示意圖如圖所示銅圓盤A若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流動C若圓盤轉動方向不變，角速度大小發生變化，則電流方向可能發生變化D若圓盤轉動的角速度變為原來的2倍，則電流在R上的熱功率也變為原來的2倍答案ABA若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略pp

12、t課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修31問題特點自感電路的分析是電磁感應學習中的難點，主要表現在對自感現象產生機理的理解以及自感電路的分析容易出現辨析不清、自感電流方向和強弱分析不準等問題素養二用“等效法”處理自感問題1問題特點素養二用“等效法”處理自感問題2規律分析自感現象本質上屬于法拉第電磁感應定律的應用，但又有別于基本電磁感應問題，應特別注意通電自感和斷電自感中出現的規律及其應用2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修33對電感線圈的等效化處理(1)通電時線圈中產生的自感電動勢阻礙電流的增大，感應電流與原電流方向

13、相反，此時線圈L可等效成一個阻值無窮大的電阻然后逐漸減小到零2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(2)斷電時線圈中產生的自感電動勢阻礙線圈中電流的減小，感應電流與原電流方向相同，在與線圈串聯的回路中，線圈等效成一個瞬時電源，但它提供的電流從原來的IL逐漸變小(3)線圈的自感系數越大，現象越明顯自感電動勢只是延緩了變化過程的進行，但它不能使變化過程停止，更不能使變化過程反向(2)斷電時線圈中產生的自感電動勢阻礙線圈中電流的減小，感應【典例2】 如圖所示，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數較大的線圈(直流電阻可忽略不計)則 ()【典例2】 如圖所示，A

14、、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一AS閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅BS閉合時，B燈立即亮，然后逐漸熄滅C電路接通穩定后，三個燈亮度相同D電路接通穩定后，S斷開時，C燈立即熄滅答案A2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3解析自感線圈在通電瞬間相當于由阻值極大逐漸減為零的電阻元件，所以S閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅，選項A正確；S閉合時，B燈不太亮，然后逐漸變亮，選項B錯誤；電路接通穩定后，B、C燈亮度相同，A燈不亮，選項C錯誤；電路接通穩定后，S斷開時，自感線圈在斷電后瞬間相當于一個電動勢逐漸減為零的電源，三盞燈都逐漸熄滅，選項D錯誤解析自感線圈在通電瞬間

15、相當于由阻值極大逐漸減為零的電阻元件1模型概述(1)模型特點在外力作用下做切割磁感線運動的導體均可看作發電機模型素養三發電機模型1模型概述素養三發電機模型(2)規律分析“發電機”模型是高考題中時常出現的物理模型，此模型綜合考查了電磁感應、恒定電流、交變電流、能量轉化與守恒等知識“發電機”工作原理是閉合線圈在磁場中受外力而轉動，產生感應電動勢，其能量轉化方式為機械能轉化成電能2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32解題思路(1)審題建模閉合線圈在磁場中受外力而轉動，線圈是電源，其他為負載其能量的來源是外力做的功2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新

16、人教版選修3(2)建立方程根據法拉第電磁感應定律計算感應電動勢的大小，用右手定則判斷感應電動勢的方向，結合電路和能量守恒定律正確運用最大值、瞬時值、有效值和平均值列方程計算2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(3)明確關系線圈轉動產生交變電流的過程中，兩個特殊位置與圖象中某時刻的點對應；線圈在磁場中轉動產生的電動勢等于每匝線圈產生的電動勢之和；線圈受到的安培力等于每匝線圈所受安培力之和2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3【典例3】 (多選)邊長為L的正方形線框在勻強磁場B中以角速度勻速轉動，產生的感應電流的最大值為Im，小燈泡的電

17、阻為R，其他電阻不計從如圖位置開始計時，則 ()【典例3】 (多選)邊長為L的正方形線框在勻強磁場B中以角速答案AD答案AD2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修31問題特點電磁感應過程本身就是能量轉化守恒的過程，因此對于電磁感應綜合題目的分析離不開能量觀點的應用，此類問題的基本特點是綜合性強、難度較大，需要應用動能定理、功能關系綜合求解素養四電磁感應中的功能關系問題1問題特點素養四電磁感應中的功能關系問題2規律分析(1)產生和維持感應電流的過程就是其他形式的能量轉化為電能的過程導體在達到穩定狀態之前，外力移動導體所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，轉化為產生感應

18、電流的電能或最后再轉化為焦耳熱，另一部分用于增加導體的機械能2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(2)安培力做正功和克服安培力做功的區別：電磁感應的過程，同時總伴隨著能量的轉化和守恒，當外力克服安培力做功時，就有其他形式的能轉化為電能；當安培力做正功時，就有電能轉化為其他形式的能2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(3)在較復雜的電磁感應現象中，經常涉及求解焦耳熱的問題尤其是變化的安培力，不能直接由QI2Rt求解，用能量守恒的方法就可以不必追究變力、變電流做功的具體細節，只需弄清能量的轉化途徑，注意分清有多少種形式的能量在相互轉化

19、，用能量的轉化與守恒定律就可求解2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修33解題思路3解題思路【典例4】如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角30的斜面上，導軌電阻不計，間距L0.4 m導軌所在空間被分成區域和，兩區域的邊界與斜面的交線為MN，I中的勻強磁場方向垂直斜面向下，中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為B0.5 T在區域中，將質量m10.1 kg，電阻R10.1 的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑 【典例4】如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角然后，在區域中將質量m20.4 kg，電阻R20.1 的光滑導體棒cd置于導軌上

20、，由靜止開始下滑cd在滑動過程中始終處于區域的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取g10 m/s2.問：然后，在區域中將質量m20.4 kg，電阻R20.1 (1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向？(2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大？(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x3.8 m，此過程中ab上產生的熱量Q是多少？2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3解析(1)根據右手定則可知，導體棒cd中電流由d流向c，則金屬條ab中電流由a流向b.(2)開始放置ab恰好不下滑時，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設其為

21、Fmax，有Fmaxm1gsin，設ab剛好要上滑時，cd棒的感應電動勢為E，由法拉第電磁感應定律有EBLv，解析(1)根據右手定則可知，導體棒cd中電流由d流向c，則2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3答案(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J答案(1)由a流向b(2)5 m/s(3)1.3 J1問題特點解決電磁感應電路問題的關鍵就是把電磁感應的問題等效轉換成恒定直流電路，把產生感應電動勢的那部分導體等效為內電路感應電動勢的大小相當于電源電動勢其余部分相當于外電路，并畫出等效電路圖素養五電磁感應中的電路問題1問題特點素養五電磁感應中的電路問題在圖中，

22、粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，其邊界與正方形線框的邊平行現使線框以速度v向右移出磁場，則在移出過程中線框ab邊相當于電源，其電阻等效為內電阻，其余三邊的電阻相當于外電阻，等效電路如圖所示在圖中，粗細均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強磁場中，2規律分析(1)“源”的分析：用法拉第電磁感應定律算出E的大小，用楞次定律或右手定則確定感應電動勢的方向(感應電流方向是電源內部電流的方向)，從而確定電源正負極，明確內阻r.2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修

23、33注意事項(1)外電路上的電壓才是路端電壓，通常情況下，路端電壓比電動勢小，只有當內電阻忽略不計時，路端電壓和電動勢大小才相等(2)應特別注意等效電源的內阻對電源的影響2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(1)金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出ab上的電流方向；(2)金屬條ab進入“扇形”磁場時，畫出“閃爍”裝置的電路圖；(3)從金屬條ab進入“扇形”磁場時開始，經計算畫出輪子轉一圈過程中，內圈與外圈之間的電

24、勢差Uab隨時間t變化的Uab t圖象(1)金屬條ab進入“扇形”磁場時，求感應電動勢E，并指出a2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修32020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修31問題特點此類問題常涉及導體棒在磁場中做切割磁感線運動，通常對其運動狀態的分析，尋找過程中的臨界狀態，如速度、加速度為最大值或最小值的條件素養六電磁感應中的動力學臨界問題1問題特點素養六電磁感應中的動力學臨界問題2基本思路2基本思

25、路【典例6】 如圖甲所示光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線，線的一端系一質量為M3 kg的重物，另一端系一質量為m1 kg、電阻為r0.1 的金屬桿在豎直平面內有間距為L2.0 m的足夠長的平行金屬導軌PQ、EF，在QF之間連接有阻值為R0.9 的電阻，其余電阻不計磁感應強度為B1.0 T的勻強磁場與導軌平面垂直，開始時金屬桿置于導軌下端QF處，【典例6】 如圖甲所示光滑的定滑輪上繞有輕質柔軟細線，線的一將重物由靜止釋放，重物速度與下降高度的vh圖象如圖乙所示運動過程中金屬桿始終與導軌垂直且接觸良好(忽略所有摩擦，重力加速度g10 m/s2)，求：將重物由靜止釋放，重物速度與下降高度的vh圖象如圖乙所示(1)電阻R中的感應電流方向；(2)重物勻速下降的速度v；(3)重物從釋放到剛開始勻速的過程中，電阻R中產生的焦耳熱QR.解析(1)釋放重物后，金屬桿向上運動，由右手定則可知，電阻R中的感應電流方向為QRF.2020學年高中物理第6章傳感器模塊備考方略ppt課件新人教版選修3(2)重物勻速下降時，金屬棒勻速上升