選修3-2 第九章 電磁感應(yīng)(高考物理復(fù)習(xí))

1、高考物理復(fù)習(xí) 選修3-2 第九章 電磁感應(yīng)第九章 電磁感應(yīng)第一單元 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律一、高考考點(diǎn),電磁感應(yīng)現(xiàn)象(考綱要求)1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過閉合電路的磁通量 時(shí)，電路中有 產(chǎn)生的現(xiàn)象2產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件表述1閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做 運(yùn)動(dòng)表述2穿過閉合電路的磁通量 3產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生 ，如果回路閉合則產(chǎn)生 ；如果回路不閉合，則只有 ，而無 .楞次定律(考綱要求)1.楞次定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要 引起感應(yīng)電流的 的變化.(2)適用條件：所有 現(xiàn)象.2.右手定則(如右下圖所示)(1)內(nèi)容：伸開右手，使拇指與 垂直，并且

2、都與手掌在同一平面內(nèi)，讓 從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€ ，這時(shí)四指所指的方向就是 的方向. (2)適用情況：導(dǎo)體 產(chǎn)生感應(yīng)電流.1. 安培定則、左手定則、右手定則和楞次定律的適用范圍規(guī)律適用范圍基本現(xiàn)象安培定則電流的磁效 應(yīng)運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場左手定則磁場力磁場對運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用右手定則電磁電應(yīng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)楞次定律回路的磁通量變化2.判斷感應(yīng)電流方向的“三步法”：3.右手定則掌心磁感線垂直穿入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，四指指向感應(yīng)電流的方向.二、基礎(chǔ)自測1.下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是().2.如圖所示，小圓圈表示處于勻強(qiáng)磁場中的閉合電路一部分導(dǎo)線的橫截面，速度v在紙面內(nèi)關(guān)于感應(yīng)電流

3、的有無及方向的判斷正確的是().A.甲圖中有感應(yīng)電流，方向向里B.乙圖中有感應(yīng)電流，方向向外C.丙圖中無感應(yīng)電流D.丁圖中a、b、c、d四位置上均無感應(yīng)電流3.(2009·浙江理綜)如圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，有一質(zhì)量為m，阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并可繞O點(diǎn)擺動(dòng)金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是()A.abcdaB.dcbadC.先是dcbad，后是abcdaD.先是abcda，后是dcbad4.某班同學(xué)在探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條

4、件時(shí)，做了如下實(shí)驗(yàn)：探究：如圖甲，先將水平導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒ab放置在磁場中，并與電流表組成一閉合回路然后進(jìn)行如下操作：ab與磁場保持相對靜止；讓導(dǎo)軌與ab一起平行于磁感線運(yùn)動(dòng)；讓ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng).探究：如圖乙所示，將螺線管與電流表組成閉合回路然后進(jìn)行如下操作：把條形磁鐵放在螺線管內(nèi)不動(dòng)；把條形磁鐵插入螺線管；把條形磁鐵拔出螺線管.探究：如圖914丙所示，螺線管A、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)組成一個(gè)回路；A放在螺線管B內(nèi)，B與電流表組成一個(gè)閉合回路然后進(jìn)行如下操作：閉合和斷開開關(guān)瞬間；閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后；閉合開關(guān)，A中電流穩(wěn)定后，再改變滑動(dòng)變阻器的阻值.可以觀察到：(請?jiān)?1)(2)(3)中填

5、寫探究中的序號)(1)在探究中，_閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(2)在探究中，_閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(3)在探究中，_閉合回路會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；(4)從以上探究中可以得到的結(jié)論是：當(dāng)_時(shí)，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.5.(2010·上海卷)如圖，金屬環(huán)A用輕線懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)若變阻器滑片P向左移動(dòng)，則金屬環(huán)A將向_ _(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng)，并有_ _(填“收縮”或“擴(kuò)張”)趨勢.二、高考體驗(yàn)1(2009·海南高考)一長直鐵芯上繞有一固定線圈M，鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接，木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)N，N可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動(dòng)M連接在如圖的電路中，其中R

6、為滑動(dòng)變阻器，E1和E2為直流電源，S為單刀雙擲開關(guān)下列情況中，可觀測到N向左運(yùn)動(dòng)的是()A在S斷開的情況下，S向a閉合的瞬間B在S斷開的情況下，S向b閉合的瞬間C在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向c端移動(dòng)時(shí)D在S已向a閉合的情況下，將R的滑動(dòng)頭向d端移動(dòng)時(shí)2(2009·重慶理綜)如圖所示為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖，該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧XOY運(yùn)動(dòng)(O是線圈中心)，則()A從X到O，電流由E經(jīng) 流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng) 流向E，先減小再增大C從

7、O到Y(jié)，電流由F經(jīng) 流向E，先減小再增大D從O到Y(jié)，電流由E經(jīng) 流向F，先增大再減小3(2010·海南高考)金屬環(huán)水平固定放置，現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放，在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)()A始終相互吸引B始終相互排斥C先相互吸引，后相互排斥D先相互排斥，后相互吸引4(2010·課標(biāo)全國理綜，21)如圖所示，兩個(gè)端面半徑同為R的圓柱形鐵芯同軸水平放置，相對的端面之間有一縫隙，鐵芯上繞導(dǎo)線并與電源連接，在縫隙中形成一勻強(qiáng)磁場一銅質(zhì)細(xì)直棒ab水平置于縫隙中，且與圓柱軸線等高、垂直讓銅棒從靜止開始自由下落，銅棒下落距離為0.2R時(shí)銅棒中電

8、動(dòng)勢大小為E1，下落距離為0.8R時(shí)電動(dòng)勢大小為E2.忽略渦流損耗和邊緣效應(yīng)關(guān)于E1、E2的大小和銅棒離開磁場前兩端的極性，下列判斷正確的是()AE1>E2，a端為正 BE1>E2，b端為正CE1<E2，a端為正 DE1<E2，b端為正5(2011·上海單科，13)如圖所示，均勻帶正電的絕緣圓環(huán)a與金屬圓環(huán)b同心共面放置，當(dāng)a繞O點(diǎn)在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，b中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，且具有收縮趨勢，由此可知，圓環(huán)a()A順時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)B順時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)C逆時(shí)針加速旋轉(zhuǎn)D逆時(shí)針減速旋轉(zhuǎn)6(2011·上海單科，20)如圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎

9、直方向均勻分布，水平方向非均勻分布，一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中()A感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C安培力方向始終與速度方向相反D安培力方向始終沿水平方向第二單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流一、高考考點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律(考綱要求)1.感應(yīng)電動(dòng)勢(1)概念：在 中產(chǎn)生的電動(dòng)勢；(2)產(chǎn)生條件：穿過回路的 發(fā)生改變，與電路是否閉合 .(3)方向判斷：感應(yīng)電動(dòng)勢的方向用 或 判斷.2法拉第電磁感應(yīng)定律(1)內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小跟穿過這一電路的 成正比.(2)公式：En，其中n為線圈匝數(shù).(3)感應(yīng)電流與感

10、應(yīng)電動(dòng)勢的關(guān)系：遵守 定律，即I 3.導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(1)導(dǎo)體垂直切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢可用E 求出，式中l(wèi)為導(dǎo)體切割磁感線的有效長度.(2)導(dǎo)體棒在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒以端點(diǎn)為軸，在勻強(qiáng)磁場中垂直于磁感線方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢E (平均速度等于中點(diǎn)位置線速度l).自感、渦流(考綱要求)1.自感現(xiàn)象(1)概念：由于導(dǎo)體本身的 變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫做 .(2)表達(dá)式：E (3)自感系數(shù)L相關(guān)因素：與線圈的 、形狀、 以及是否有鐵芯有關(guān).單位：亨利(H，1 mH H，1 H H).2.渦流當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，在它附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)

11、生 ，這種電流像水的漩渦所以叫渦流.電磁感應(yīng)的重要應(yīng)用(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到 ，安培力的方向總是 導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng)(2)電磁驅(qū)動(dòng)：如果磁場相對于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生 使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來.交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用 的原理工作的.(3)電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的原理體現(xiàn)了 的推廣應(yīng)用1.對公式En的理解：2.公式EBLv與公式En的比較EnEBLv導(dǎo)體一個(gè)回路一段導(dǎo)體適用普遍使用導(dǎo)體切割磁感線意義常常用于求平均電動(dòng)勢既可求平均值也可求瞬時(shí)值聯(lián)系本質(zhì)上是統(tǒng)一的后者是前者的一種特殊情況但是，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，用EBLv求E比較方便；當(dāng)穿過

12、電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，用En求E比較方便.二、基礎(chǔ)自測1.(2012·安徽六校聯(lián)考)圖中ad所示分別為穿過某一閉合回路的磁通量隨時(shí)間t變化的圖象，關(guān)于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢下列論述正確的是().A.圖a中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定不變B.圖b中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢一直在變大C.圖c中回路在0t1時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢小于在t1t2時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢D.圖d中回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢先變小再變大2.如圖所示，半徑為r的金屬圓盤在垂直于盤面的勻強(qiáng)磁場B中，繞O軸以角速度沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則通過電阻R的電流的方向和大小是(金屬圓盤的電阻不計(jì))A.由c到d，I B由d到c，IC.由c到d

13、，I D由d到c，I3.在勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)接有電容器的單匝導(dǎo)線回路，如圖所示，已知C30 F，L15 cm，L28 cm，磁場以5×102 T/s的速率增加，則().A.電容器上極板帶正電，帶電荷量為6×105 CB.電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6×105 CC.電容器上極板帶正電，帶電荷量為6×109 CD.電容器上極板帶負(fù)電，帶電荷量為6×109 C4.如圖所示為一光滑軌道，其中MN部分為一段對稱的圓弧，兩側(cè)的直導(dǎo)軌與圓弧相切，在MN部分有如圖所示的勻強(qiáng)磁場，有一較小的金屬環(huán)如圖放置在P點(diǎn)，金屬環(huán)由靜止自由釋放，經(jīng)很多次來回運(yùn)動(dòng)后，下列

14、判斷正確的有().A.金屬環(huán)仍能上升到與P等高處B.金屬環(huán)最終將靜止在最低點(diǎn)C.金屬環(huán)上升的最大高度與MN等高D.金屬環(huán)上升的最大高度一直在變小5.閉合回路由電阻R與導(dǎo)線組成，其內(nèi)部磁場大小按Bt圖變化，方向如圖所示，則回路中().A.電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.電流強(qiáng)度越來越大C.磁通量的變化率恒定不變D.產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越來越大二、高考體驗(yàn)（一）公式EBlv的應(yīng)用(高頻考查)1(2010·全國，17)某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為4.5×105 T一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂叮訉?00 m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水(視為導(dǎo)體)流過設(shè)落潮時(shí)，海水自

15、西向東流，流速為2 m/s.下列說法正確的是()A電壓表記錄的電壓為5 mV B電壓表記錄的電壓為9 mVC河南岸的電勢較高 D河北岸的電勢較高2(2011·山東理綜，21)如圖所空間存在兩個(gè)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反且垂直紙面，MN、PQ為其邊界，OO為其對稱軸一導(dǎo)線折成邊長為l的正方形閉合回路abcd，回路在紙面內(nèi)以恒定速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于OO對稱的位置是()A穿過回路的磁通量為零B回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv0C回路中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向D回路中ab邊與cd邊所受安培力方向相同3(2010·全國卷，18)如圖空間某區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)

16、強(qiáng)度方向水平，且垂直于紙面向里，磁場上邊界b和下邊界d水平在豎直面內(nèi)有一矩形金屬線圈，線圈上下邊的距離很短，下邊水平線圈從水平面a開始下落已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時(shí)，線圈所受到的磁場力的大小分別為Fb、Fc和Fd，則()AFd>Fc>Fb BFc<Fd<FbCFc>Fb>Fd DFc<Fb<Fd（二）法拉第電磁感應(yīng)定律En的應(yīng)用(高頻考查)4(2010·浙江理綜，19)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面

17、固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖9216甲所示有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒則以下說法正確的是()A第2秒內(nèi)上極板為正極B第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極C第2秒末微?；氐搅嗽瓉砦恢肈第2秒末兩極板之間的電場強(qiáng)度大小為5(2011·廣東卷，15)將閉合多匝線圈置于僅隨時(shí)間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)B穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向

18、與原磁場方向始終相同6(2011·福建卷，17)如圖所示，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角(0<<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電量為q時(shí)，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中()A運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為v B下滑的位移大小為C產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv D受到的最大安培力大小為sin 第3講專題電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用一、高考考點(diǎn)考點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題1題型特點(diǎn)：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的

19、感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)系在一起，解決這類問題，不僅要應(yīng)用電磁學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、左手定則、右手定則、安培力的計(jì)算公式等，還要應(yīng)用力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等要將電磁學(xué)和力學(xué)的知識(shí)綜合起來應(yīng)用2解題方法(1)選擇研究對象，即哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組成的系統(tǒng)；(2)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向；(3)求回路中的電流大小；(4)分析其受力情況；(5)分析研究對象所受各力的做功情況和合外力做功情況，選定所要應(yīng)用的物理規(guī)律；(6)運(yùn)用物理規(guī)律列方程求解電磁感應(yīng)力學(xué)問題中

20、，要抓好受力情況、運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析：導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力合外力變化加速度變化速度變化，周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時(shí)，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)附：安培力的方向判斷 3電磁感應(yīng)問題中兩大研究對象及其相互制約關(guān)系【典例1】 一個(gè)質(zhì)量m0.1 kg的正方形金屬框總電阻R0.5 ，金屬框放在表面絕緣的斜面AABB的頂端(金屬框上邊與AA重合)，自靜止開始沿斜面下滑，下滑過程中穿過一段邊界與斜面底邊BB平行、寬度為d的勻強(qiáng)磁場后滑至斜面底端(金屬框下邊與BB重合)，設(shè)金屬框在下滑過程中的速度為v，與此對應(yīng)的位移為x，那么v2x圖象如圖所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場方向垂直斜面向上，

21、金屬框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，取g10 m/s2，sin 53°0.8；cos 53°0.6.(1)根據(jù)v2x圖象所提供的信息，計(jì)算出金屬框從斜面頂端滑至底端所需的時(shí)間T；(2)求出斜面AABB的傾斜角；(3)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；【變式1】 如圖甲所示，不計(jì)電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L1 m，上端接有電阻R3 ，虛線OO下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)將質(zhì)量m0.1 kg、電阻r1 的金屬桿ab，從OO上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v-t圖象如圖乙所示(取g10 m/s2)求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的

22、大小(2)桿在磁場中下落0.1 s的過程中電阻R產(chǎn)生的熱量考點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的電學(xué)問題1題型特點(diǎn)：磁通量發(fā)生變化的閉合電路或切割磁感線導(dǎo)體將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，回路中便有感應(yīng)電流從而涉及電路的分析及電流、電壓、電功等電學(xué)物理量的計(jì)算2解題方法(1)確定電源切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，利用EBlvsin 或En求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向如果在一個(gè)電路中切割磁感線的有幾個(gè)部分但又相互聯(lián)系，可等效成電源的串、并聯(lián)(2)分析電路結(jié)構(gòu)(內(nèi)、外電路及外電路的串并聯(lián)關(guān)系)，畫出等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串并聯(lián)

23、電路的基本性質(zhì)等列方程求解【典例2】 如圖所示，勻強(qiáng)磁場B0.1 T，金屬棒AB長0.4 m，與框架寬度相同，電阻為 ，框架電阻不計(jì)，電阻R12 ，R21 ，當(dāng)金屬棒以5 m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，求：(1)流過金屬棒的感應(yīng)電流多大？(2)若圖中電容器C為0.3 F，則充電荷量是多少？【變式2】 如圖所示，PN與QM兩平行金屬導(dǎo)軌相距1 m，電阻不計(jì)，兩端分別接有電阻R1和R2，且R16 ，ab導(dǎo)體的電阻為2 ，在導(dǎo)軌上可無摩擦地滑動(dòng)，垂直穿過導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T現(xiàn)ab以恒定速度v3 m/s勻速向右移動(dòng)，這時(shí)ab桿上消耗的電功率與R1、R2消耗的電功率之和相等，求：(1)R

24、2的阻值(2)R1與R2消耗的電功率分別為多少？(3)拉ab桿的水平向右的外力F為多大？解析(1)內(nèi)外功率相等，則內(nèi)外電阻相等，考點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的圖象問題1題型特點(diǎn)：一般可把圖象問題分為三類(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量；(3)根據(jù)圖象定量計(jì)算2電磁感應(yīng)的圖象：主要包括B-t圖象、-t圖象、E-t圖象和I-t圖象，還可能涉及感應(yīng)電動(dòng)勢E和感應(yīng)電流I隨線圈位移x變化的圖象，即E-x圖象和I-x圖象【典例3】 如圖所示， 邊長為L、總電阻為R的正方形線框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc邊緊靠磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為2L、方

25、向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場的邊緣現(xiàn)使線框以初速度v0勻加速通過磁場，下列圖線中能定性反映線框從進(jìn)入到完全離開磁場的過程中，線框中的感應(yīng)電流的變化的是()電磁感應(yīng)圖象問題的解決方法(1)明確圖象的種類，即是B­t圖象還是­t圖象，或者E­t圖象、I­t圖象等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)判斷圖象(或畫圖象或應(yīng)用圖象解決問題)【變式3】 (2012·江西十校二模)矩形導(dǎo)線框a

26、bcd放在勻強(qiáng)磁場中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里若規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則在04 s時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流I以及線框的ab邊所受安培力F隨時(shí)間變化的圖象為下圖中的(安培力取向上為正方向)()考點(diǎn)四電磁感應(yīng)中的能量問題1題型特點(diǎn)：電磁感應(yīng)過程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過安培力做功的形式實(shí)現(xiàn)的，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，外力克服安培力做功，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程2能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法(1)能量轉(zhuǎn)化(2)求解焦耳熱Q的幾種方法【典例4】 如圖所示，水平

27、虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場，磁場方向水平向里，磁場高度為h.豎直平面內(nèi)有一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長之比為51，高為2h.現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時(shí)加速度恰好為0，在AB邊剛出磁場的一段時(shí)間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)求：(1)DC邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，線框加速度的大??；(2)從線框開始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場的過程中，線框的機(jī)械能損失和重力做功之比解決這類問題的基本方法：(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向(2)畫出等效電路，求出回路中電阻消耗的電功率表達(dá)式(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中

28、電功率的改變所滿足的方程【變式4】 如圖所示，在傾角為37°的斜面內(nèi)，放置MN和PQ兩根不等間距的光滑金屬導(dǎo)軌，該裝置放置在垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)軌M、P端間接入阻值R130 的電阻和理想電流表，N、Q端間接阻值為R26 的電阻質(zhì)量為m0.6 kg、長為L1.5 m的金屬棒放在導(dǎo)軌上以v05 m/s的初速度從ab處向右上滑到ab處的時(shí)間為t0.5 s，滑過的距離l0.5 mab處導(dǎo)軌間距Lab0.8 m，ab處導(dǎo)軌間距Lab1 m若金屬棒滑動(dòng)時(shí)電流表的讀數(shù)始終保持不變，不計(jì)金屬棒和導(dǎo)軌的電阻sin 37°0.6，cos 37°0.8，g取10 m/s2，求：(

29、1)此過程中電阻R1上產(chǎn)生的熱量；(2)此過程中電流表上的讀數(shù)；(3)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度二、高考體驗(yàn)一、電磁感應(yīng)中的圖象問題(高頻考查)1(2010·廣東理綜，16)如圖939所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，細(xì)金屬棒PQ沿導(dǎo)軌從MN處勻速運(yùn)動(dòng)到MN的過程中，棒上感應(yīng)電動(dòng)勢E隨時(shí)間t變化的圖象，可能正確的是()2(2011·海南卷，6)如圖所示，EOF和EOF為空間一勻強(qiáng)磁場的邊界，其中EOEO，F(xiàn)OFO，且EOOF；OO為EOF的角平分線，OO間的距離為l；磁場方向垂直于紙面向里一邊長為l的正方形導(dǎo)線框沿OO方向勻速通過磁場，t0時(shí)刻恰好位于圖示位置規(guī)定導(dǎo)線框中感

30、應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是()3(2011·山東卷，22)如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo)體棒c、d，置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處磁場寬為3h，方向與導(dǎo)軌平面垂直先由靜止釋放c，c剛進(jìn)入磁場即勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再由靜止釋放d，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動(dòng)能，xc、xd分別表示c、d相對釋放點(diǎn)的位移，圖中正確的是()二、電磁感應(yīng)中的力、電綜合問題(高頻考點(diǎn))4. (2011·天津卷，11)如圖9312所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為

31、L0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒質(zhì)量均為m0.02 kg，電阻均為R0.1 ，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能夠保持靜止取g10 m/s2，問：(1)通過棒cd的電流I是多少，方向如何？(2)棒ab受到的力F多大？(3)棒cd每產(chǎn)生Q0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？5(2011·浙江卷，23)如圖甲所示，在水平面上固定有長為L2 m、寬為d1 m

32、的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，在t0時(shí)刻，質(zhì)量為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為0.1 /m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g10 m/s2) (1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱6.(2011·大綱全國卷，24)如圖所示，兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌ab、cd豎直放置，導(dǎo)軌間距離為

33、L，電阻不計(jì)在導(dǎo)軌上端并接兩個(gè)額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡整個(gè)系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放，金屬棒下落過程中保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好已知某時(shí)刻后兩燈泡保持正常發(fā)光重力加速度為g.求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?2)燈泡正常發(fā)光時(shí)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速率補(bǔ)練 第一單元 電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律【典例1】如圖 一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為.在下列各過程中，一定能在軌道回路里產(chǎn)生感應(yīng)電流的是().A.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使減小

34、B.使磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，角同時(shí)也減小C.ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和角(0°<<90°)【變式1】如圖所示，光滑導(dǎo)電圓環(huán)軌道豎直固定在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與軌道所在平面垂直，導(dǎo)體棒ab的兩端可始終不離開軌道無摩擦地滑動(dòng)，當(dāng)ab由圖示位置釋放，直到滑到右側(cè)虛線位置的過程中，關(guān)于ab棒中的感應(yīng)電流情況，正確的是().A.先有從a到b的電流，后有從b到a的電流B.先有從b到a的電流，后有從a到b的電流C.始終有從b到a的電流D.始終沒有電流產(chǎn)生【典例2】下圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上

35、方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的是().【變式2】北半球地磁場的豎直分量向下如圖所示，在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向下列說法中正確的是().A.若使線圈向東平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低B.若使線圈向北平動(dòng)，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低C.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaD.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba【典例3】如圖所示，水平

36、放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，MN的左邊有一閉合電路，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN向右運(yùn)動(dòng)則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是().A.向右加速運(yùn)動(dòng)B.向左加速運(yùn)動(dòng)C.向右減速運(yùn)動(dòng)D.向左減速運(yùn)動(dòng)【變式3】如圖所示，金屬導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌做下列哪種運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅制線圈c中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生且被螺線管吸引().A.向右做勻速運(yùn)動(dòng) B向左做減速運(yùn)動(dòng)C.向右做減速運(yùn)動(dòng) D向右做加速運(yùn)動(dòng)【典例】 如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置在導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()AP、Q將互相靠攏BP、Q將互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為gD

37、磁鐵的加速度小于g補(bǔ)練 第二單元 法拉第電磁感應(yīng)定律 自感 渦流【典例1】 如圖甲所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示，圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求0至t1時(shí)間內(nèi)， (1)通過電阻R1上的電流大小和方向；(2)通過電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量.【變式1】 (2011·廣西二模)如圖所示，邊長為a、電阻為R的正方形閉合線框ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞AB邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，

38、初始時(shí)刻線框所在平面與磁感線垂直，經(jīng)過t時(shí)間后轉(zhuǎn)過120°角，求：(1)線框內(nèi)感應(yīng)電流在t時(shí)間內(nèi)的平均值；(2)轉(zhuǎn)過120°角時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值；(3)設(shè)線框電阻為R，則這一過程通過線框?qū)Ь€截面的電荷量.【典例2】如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌abc，相距均為d1 m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m1 kg的金屬棒MN，棒與導(dǎo)軌始終良好接觸，棒的電阻r2 ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R2 的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下，現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，試求：(1)若施加的水平恒力F8 N，則金屬棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為多少？(2)若施加的水平外力功率恒定，棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度為1.5 m/s，則此時(shí)電壓表的讀數(shù)為多少？(3)若施加的水平外力功率恒為P20 W，經(jīng)歷t1 s時(shí)間，棒的速度達(dá)到2 m/s，則此過程中燈泡產(chǎn)生的