專題10 電磁感應(yīng)講 2016年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測解析版

1、 年高三二輪復(fù)習(xí)講練測之講案【新課標(biāo)版物理】2016 考向01法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律 1.講高考 1）考綱要求（掌握楞次定律和右手定則的應(yīng)理解磁通量及磁通量變化的含義，并能計算;知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件;計算感應(yīng)Blv用，并能判斷感應(yīng)電流的方向及相關(guān)導(dǎo)體的運(yùn)動方向；能應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律、公式E 理解自感、渦流的產(chǎn)生，并能分析實(shí)際應(yīng)用。電動勢.2. ）命題規(guī)律（2高考對本部分內(nèi)容的考查頻率較高，大部分以選擇題的形式出現(xiàn)，多以中檔題難度以上題目出現(xiàn)，法拉第 電磁感應(yīng)定律、楞次定律一直是高考命題的熱點(diǎn)。v海南2】如圖所示，空間有一勻強(qiáng)磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度【案例

2、12015，將此棒彎成兩段長度相等且相互垂沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小運(yùn)動時，棒兩端直的折彎，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v? ）的感應(yīng)電動勢大小為 ，則 等于： （ ? 22 B A1/2 C1 D 2B 【答案】 E?BLv中L的含義，知道L是有效的切割長度，即速度垂直方向【方法技巧】本題關(guān)鍵要準(zhǔn)確理解公式上金屬棒的長度。 案例2【2014海南卷】如圖，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下）由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），下列說法中正確

3、的是： （ ） A總是順時針 B總是逆時針 C先順時針后逆時針 D先逆時針后順時針 【答案】C 【解析】由條形磁鐵的磁場分布可知，磁鐵下落的過程，閉合圓環(huán)中的磁通量始終向上，并且先增加后減少，由楞次定律可判斷出，從上向下看時，閉合圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時針后逆時針，C正確。 【2015山東17】 如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動。（多選）案例2 現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速。在圓盤減速過程中，以下說法正確的是： ） （ O A處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高 B所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動 C若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動 D若所加磁

4、場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動 ABD 【答案】 【方法技巧】解題的關(guān)鍵是掌握右手定則判斷感應(yīng)電動勢的方法，或者用楞次定律聯(lián)系能量守恒定律. 案例3【2014江蘇卷】如圖所示，一正方形線圈的匝數(shù)為n，邊長為a，線圈平面與勻強(qiáng)磁場垂直，且一半處在磁場中，在 t時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不變，大小由B均勻地增大到2B，在此過程中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為： （ ） 2222nBa2nBaBanBaA B C D 22tttt【答案】 B 22nBa?Ba2B=n?，故選項B正確。 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：En 2?t2tt案例4 （2013北京卷）如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的

5、勻強(qiáng)磁場中，金屬桿MN在平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動， MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B，其他條件不變，lMN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋。則通過電阻R的電流方向及E與E之比EE分別為： （ ） 222l1 A.ca，21 B.ac，21 C.ac，12 D.ca，12 【答案】 C 2.講基礎(chǔ) （1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象 變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生 能量轉(zhuǎn)化：發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 楞次定律）（2 內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 適用情況：所有的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 右手定則：適用情況：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流

6、）法拉第電磁感應(yīng)定律（3?n?E. 法拉第電磁感應(yīng)定律的公式t?和磁感線方向夾角為）；EBlv.（運(yùn)動速度v（運(yùn)動速度導(dǎo)體切割磁感線的情形：則vE和磁Blvsin_感線方向垂直）；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)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢EBlv112(平均速度等于中點(diǎn)位置線速度l) Bl223.講典例 nSt若在，面積為.【2015重慶4】題圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為案例1 1tBB，則該段時間時間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由均勻增加到到221?： 之間的電勢差（ ） 線圈兩端a和bba,科來源學(xué) nS(B?B)nS(B?B)1

7、122 恒為A B 從0均勻變化到 t?tt?t1221nS(B?B)nS(B?B)1122? 0均勻變化到 D從 C恒為 t?tt?t1212【答案】C E?BLv，方向由右【規(guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)共分兩種情況：動生問題（棒切割磁感線）產(chǎn)生的電動勢?BSn?E手定則；感生問題（磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化）的電動勢，方向由楞次定律。而電流方向都是等效t?電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。 【趁熱打鐵】 （多選）【吉林省實(shí)驗中學(xué)2016屆高三上學(xué)期第一次模擬理科綜合試題】轉(zhuǎn)筆（Pen Spinning） 是一項用不同的方法與技巧、以手指來轉(zhuǎn)動筆的休閑活動，如圖所示。轉(zhuǎn)筆深受廣大中學(xué)生的喜愛，其中 也包含了許多的物理

8、知識，假設(shè)某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識的敘述正確的是： （ ） 來源學(xué)&科&Z&X&X&K O點(diǎn)越近的，做圓周運(yùn)動的向心加速度越小 筆桿上的點(diǎn)離AB 筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動的向心力是由萬有引力提供的 C 若該同學(xué)使用中性筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動做離心運(yùn)動被甩走 D 若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，由于筆桿中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此金屬筆桿兩 端一定不會形成電勢差。 【答案】AC 【名師點(diǎn)睛】本題屬于容易題，易得分?？疾橄蛐募铀俣裙?，掌握向心力的來源，理解離心現(xiàn)象的條件及電磁感應(yīng)現(xiàn)象，注意形成感應(yīng)電流的條件，這些仍

9、是高考要考查的核心知識點(diǎn)。利用生活中經(jīng)常用到的物品來考查物理基本規(guī)律，顯出新瓶裝舊酒的意味。 案例2【2015全國新課標(biāo)15】如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上。當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為U、U、baU。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是： （ ） c AU U，金屬框中無電流 caBU U，金屬框中電流方向沿a-b-c-a cbCU=-1/2Bl2，金屬框中無電流 bcDU=1/2Bl2w，金屬框中電流方向沿a-c-b-a bc【答案】C 【方法技巧】本題主要是理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)，有感應(yīng)電流一定

10、有感應(yīng)電動勢，而有感應(yīng)電動勢不一定有電流的。本題有兩根導(dǎo)體棒切割磁感線，但穿過閉合線圈的磁通理沒變。 【趁熱打鐵】（多選）【2015全國新課標(biāo)19】1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗”。實(shí)驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示。實(shí)驗中 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是： （ ） A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的

11、磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 【答案】AB 【規(guī)律總結(jié)】把握磁通量的變化才是關(guān)鍵，根據(jù)對稱性，圓盤磁通量始終等于零，無磁通量變化。 4.講方法 （1）利用電磁感應(yīng)的效果進(jìn)行判斷的方法： 方法1：阻礙原磁通量的變化“增反減同” ：阻礙相對運(yùn)動“來拒去留”2方法方法3：使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢“增縮減擴(kuò)” 方法4：阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”. （2）應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律解題的一般步驟 分析穿過閉合電路的磁場方向及磁通量的變化情況； 利用楞次定律確定感應(yīng)電流的方向； 靈活選擇法拉第電磁感應(yīng)定律的不同表達(dá)形式列方程求解 幾點(diǎn)注意 ?nE?是求解回路某段時間內(nèi)平均電動勢的最佳選擇公式 (a) ?

12、t?BSE?n用公式為線圈在磁場范圍內(nèi)的有效面積 (b)求感應(yīng)電動勢時，S t?(c)通過回路截面的電荷量q僅與n、和回路總電阻R總有關(guān)，與時間長短無關(guān) En?t?q?I 推導(dǎo)如下： R?rR?r(1)導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動 適用范圍：該公式只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動的情況 對“”的理解：公式中的“”為B與v方向間的夾角，當(dāng)90(即Bv)時，EBlv. 對l的理解：EBlvsin 中的l為有效切割長度，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度 EBlvsin 中的v若為瞬時速度，則E為瞬時電動勢；當(dāng)v為平均速度，E為平均電動勢 線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場方向的一條軸以角速度轉(zhuǎn)動，如果從中性面開始計時，EnBS

13、sin t，n為匝數(shù)，S為線框面積 5.講易錯 、L之間是勻強(qiáng)磁場，磁場方向水平向里，磁場高度為h. 【題目】 如圖所示，水平虛線L豎直平面內(nèi)有21一等腰梯形線框，底邊水平，其上下邊長之比為5:1，高為2h.現(xiàn)使線框AB邊在磁場邊界L的上方h高處1由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時加速度恰好為0，在DC邊剛進(jìn)入磁場前的一段時間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動。求： （1）DC邊剛進(jìn)入磁場時，線框的加速度; （2）從線框開始下落到DC邊剛進(jìn)入磁場的過程中，線框損失的機(jī)械能和重力做功之比; DC ABh L1 h L 2l 發(fā)生了變化【錯因】不知道有效長度v，此時線框切割磁感線的邊剛進(jìn)入磁場時速度為l,DCm

14、、電阻為R，AB長為設(shè)線框質(zhì)量為【正解】(1)1有效長度為3l 22v9BlB3lv113l?F?B ， 對線框有：mg-F=ma 安 安RRDC進(jìn)入磁場前的一段時間內(nèi),線框做勻速運(yùn)動,此時切割磁感線的有效長度為2l 22vl2lv4BB112l?mg?B 有: RR5g?a? 解以上三式得: 4 考向02電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路和圖象問題 1.講高考 （1）考綱要求 能認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路結(jié)構(gòu)，并能計算電動勢、電壓、電流、電功等；能由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象或由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量 （2）命題規(guī)律 結(jié)合各種圖象(如t圖象、Bt圖象和it圖象)，考查感

15、應(yīng)電流的產(chǎn)生條件及其方向的判定，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算 案例1【2015山東19】如圖甲，R為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)。左端連接在一周期0為T的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過R的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定00內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時，間的電壓為u正，下列u ） （ 圖像可能正確的是：t-abab ii abuR0圖甲 uuuuab ab ab ab T1.5T0.5TT3T 2T0 T20 0 T1.5T0.5T30 0 T00T0 0 0 0 0 t t t t A B D C C 【答案】 圖線的切線的斜率等于電流的變化率，而電流的變化

16、率決定了磁通量的變【方法技巧】此題關(guān)鍵是知道i-t. 化率，磁通量的變化率決定感應(yīng)電動勢的大小 =2RL=32】如圖（a）兩相距0.5m的平行金屬導(dǎo)軌固定于水平面上，導(dǎo)軌左端與阻值【案例22015上海的金屬桿垂直于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)=0.2kg的電阻連接，導(dǎo)軌間虛線右側(cè)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量m軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬桿的電阻可忽略，桿在水平向右的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動，并始終與導(dǎo)，015s時撤去拉力，同時使磁場隨時間變化，從而保持桿中電流為）所示，在-軌垂直，其vt圖像如圖（b 求： ；（1）金屬桿所受拉力的大小為FB ；勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為）（20-15s0 內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間

17、的變化規(guī)律。15-20s）3（20T?t)B( 3）0.24N1）；（2）0.4T；（【答案】（ 50?(t?15)(t?25) （3）由題意可知在1520s時間段通過回路的磁通量不變，設(shè)桿在1520s內(nèi)運(yùn)動距離為d，15s后運(yùn)動的距離為x B(t)L(d+x)=BLd 0其中d=20m 2 -15)t-15)-0.4(tx=4(Bd200?(t)?TB 由此可得 d?x50?(t?15)(t?25)【名師點(diǎn)睛】 本題要求深刻理解v-t圖象。分析清楚每個過程中的力，以及為什么只有這些力。例如：1520s時間段內(nèi)速度在改變，而合力恒定，說明沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab，線圈

18、a）ab線圈中通以變化的電2014案例3【新課標(biāo)全國卷】如圖（流，測得cd間的的電壓如圖（b）所示，已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)的電流成正比， 則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是： （ ） 【答案】C 案例4（2013山東卷）將一段導(dǎo)線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面（紙面）內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中?；芈返膱A形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，以向里為磁場的正方向， 其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖像是： （ ） 【答案】 B T?B?k（由圖乙可知0-k是一個常數(shù)）

19、時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間呈線性變化，即，圓環(huán)的面【解析】 2?t?BS?E?邊受到S積不變，由 ab可知圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不變，則回路中的感應(yīng)電流不變， t?t?T時間內(nèi)，由楞次定律可判斷出流過ab邊的電流方向為由b至a，的安培力不變，從而可排除選項C、D；0- 2結(jié)合左手定則可判斷出ab邊受到的安培力的方向向左，為負(fù)值，故選項A錯誤B正確。本題選B。 案例5（多選）（2013四川卷）如圖所示，邊長為L、不可形變的正方形導(dǎo)線框內(nèi)有半徑為r的圓形磁場區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系為B= kt（常量k0）?；芈分谢瑒幼冏杵鱎的最大阻值為R，滑0R0。閉合開關(guān)S，電壓表的示數(shù)為U，不考慮

20、虛線MNP位于滑動變阻器中央，定值電阻R=R、R=動片210 2 ） 右側(cè)導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢，則： （ U 兩端的電壓為AR2 7B電容器的a極板帶正電 C滑動變阻器R的熱功率為電阻R的5倍 22 正方形導(dǎo)線框中的感應(yīng)電動勢為kLD【答案】 AC 2.講基礎(chǔ) （1）電磁感應(yīng)中的電路問題 內(nèi)電路和外電路 (a)切割磁感線運(yùn)動的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于電源 (b)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的內(nèi)阻，其余部分是外電路 電源電動勢和路端電壓 ?n?E Blv或電動勢：(a)E= t?. =路端電壓：(b)UIREIr 電磁感應(yīng)中的圖象問題(2) 圖象類型 圖象tEt圖象和iB(a)隨

21、時間變化的圖象如t圖象、t圖象、 圖象xx圖象和i(b)隨位移x變化的圖象如E 問題類型 (a)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出正確的圖象 (b)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. (c)利用給出的圖象判斷或畫出新的圖象 3.講典例，導(dǎo)軌右端接有阻0.4ma）所示，平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L2015【廣東35】如圖17（案例1的電阻，導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好，導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計，導(dǎo)軌間正方形區(qū)1值R的B，從0時刻開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，bd連線與導(dǎo)軌垂直，長度也為L后剛好進(jìn)入磁1sb）所示；同一時刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)

22、動，變化，規(guī)律如圖大小隨時間t17（ 做直線運(yùn)動，求：1m/s場，若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v E棒進(jìn)入磁場前，回路中的電動勢； t的關(guān)系式。abd區(qū)域時電流i與時間棒在運(yùn)動過程中受到的最大安培力F，以及棒通過三角形 ）。1st1.2s（其中，0.04V【答案】E；F0.04N，it1m的變化，使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B【解析】在棒進(jìn)入磁場前，由于正方形區(qū)域abcdLB0.04V 和感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在棒進(jìn)入磁場前回路中的電動勢為E2)?(n t2恒定不變，此時由于導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動，使回路中產(chǎn)0.5TB當(dāng)棒進(jìn)入磁場時，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度 B-t圖象的含義?！痉?/p>

23、法技巧】注意區(qū)分感生電動勢與動生電動勢的不同計算方法，充分理解兩個有界勻強(qiáng)磁場，如圖所示，11月期中聯(lián)考】【趁熱打鐵】（多選）2015?浙江省深化課程改革協(xié)作校高三處，LL，距磁場區(qū)域的左側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向分別垂直紙面向里和向外，其寬度均為線框一邊平行于磁場邊界，現(xiàn)，且線框平面與磁場方向垂直，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點(diǎn)，規(guī)定：線框中電流沿逆使線框以圖示方向的速度v用外力F向右為正。則以下關(guān)于線框中F為正，磁感線垂直紙面向里時磁通量時針方向時的電動勢E為正，外力 ） P隨時間變化的圖象中正確的是： （ 和電功率、感應(yīng)電動勢的磁

24、通量E、外力F 【答案】AD LL2L2L?t)?BLxBLv(t?時刻，線框【解析】在 ，隨著時間均勻增大，在 時間內(nèi)，磁通量 vvvvL32L2；在BL完全進(jìn)入第一個磁場，磁通量為時間內(nèi)：線框從第一個磁場開始進(jìn)入第二磁場，磁通量 v2v3L?t 時刻，線框從一種磁場進(jìn)入另一種磁場正好處于一半時，磁通存在相互抵消，磁通量均勻減小，在 v2 案例2（多選） 【2016?廣東省廣州六中、廣雅中學(xué)、執(zhí)信中學(xué)等六校高三第一次聯(lián)考】在如圖4-甲所2.螺線管導(dǎo)線電阻r1.0，R4.0，R5.0，螺線管匝數(shù)示的電路中,n1500匝,橫截面積S20cmC2130F.在一段時間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

25、B按如圖4-乙所示的規(guī)律變化則下列說法中正確： （ ） 的是 4圖 S,電路中的電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電 B.閉合 1.2V A.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 52C 10流經(jīng)R的電量為1.8斷開后的電功率為,C.電路中的電流穩(wěn)定后電阻R510W D.S,21AD 【答案】B?1.2V?n?SE、據(jù)【解析】ABA,、由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，螺線管內(nèi)產(chǎn)生的電動勢為故正確； t?楞次定律,當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時，螺線管下部可以看成電源的正極，則電容器下極板帶正電，故BE2?20.12AI?W?10R?5.76P?I,錯誤；C、電流穩(wěn)定后,電流為,電阻R上消耗的功率為1 1R?R?r21?5

26、Q?CU?CIR?1.5?10C,故D正確.、電鍵斷開后流經(jīng)電阻故C錯誤；DR的電荷量為故選AD 22【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與電路的綜合，知道產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分相當(dāng)于電源，運(yùn)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行求解 【趁熱打鐵】【浙江省嘉興市第一中學(xué)2016屆高三上學(xué)期期中考試物理試題】如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90o的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸。在圓心和圓環(huán)間連有電阻R。桿OM以勻角速度逆時針轉(zhuǎn)動，t=0時恰好在圖示位置。規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向為正，圓環(huán)

27、和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計，則桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流隨t變化的圖象是： （ ） i i i i t t t O O O O 3 3 3 3 2 2 2 2t 2 2 2 2 2 2 2 2 D C B A 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、楞次定律。屬于中等難度的題目。該題關(guān)鍵是根據(jù)金屬棒的運(yùn)動方向，結(jié)合右手定則的使用方法，來判斷感應(yīng)電流的圖象，解題的關(guān)鍵是正確判定電流的方向。 4.講方法 (1)電磁感應(yīng)中的電路問題 電源的正負(fù)極、感應(yīng)電流的方向、電勢的高低、電容器極板帶電問題，可用右手定則或楞次定律判定 ?nE?求解電源的電動勢的大小可由EBlv

28、或 t?對電磁感應(yīng)電路的理解 (a)在電磁感應(yīng)電路中，相當(dāng)于電源的部分把其他形式的能通過電流做功轉(zhuǎn)化為電能 (b)“電源”兩端的電壓為路端電壓，而不是感應(yīng)電動勢 解決電磁感應(yīng)中的電路問題三步曲 (a)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)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，?nE?或EBlv利用Esin求感應(yīng)電動勢的大小，利用右手定則或楞次定律判斷電流方向 ?t(b)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 (c)利用電路規(guī)律求解主要應(yīng)用歐姆定律及串、并聯(lián)電路的基本性質(zhì)等列方程求解 (2)電磁感應(yīng)中的圖象問題處理方法 題型特點(diǎn) 一般可把圖象問題分為三類：

29、 (a)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象； (b)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； (c)根據(jù)圖象定量計算 解題關(guān)鍵 弄清初始條件，正負(fù)方向的對應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵 解決圖象問題的一般步驟 (a)明確圖象的種類，即是Bt圖象還是t圖象，或者是Et圖象、It圖象等； (b)分析電磁感應(yīng)的具體過程； (c)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系； (d)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式； (e)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 (f)畫出圖象或判斷圖象 對圖象的認(rèn)

30、識，應(yīng)注意以下幾方面 (a)明確圖象所描述的物理意義； (b)必須明確各種“”、“”的含義； (c)必須明確斜率的含義； (d)必須建立圖象和電磁感應(yīng)過程之間的對應(yīng)關(guān)系； 電磁感應(yīng)中圖象類選擇題的兩個常見解法 (a)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯誤的選項 函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對圖象作出分析和(b)判斷，這未必是最簡捷的方法，但卻是最有效的方法 5.講易錯 【題目】 在水平桌面上，一個面積為S的圓形金屬框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，磁感應(yīng)

31、強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖（甲）所示，01 s內(nèi)磁場方向垂直線框平面向下。圓形金屬框與兩根水平的平行金屬導(dǎo)軌相連接，導(dǎo)軌上放置一根導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒的長為L、電阻為R，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)體棒處于另一勻強(qiáng)磁場中，如圖（乙）所示。若導(dǎo)體棒始終保持靜止，則其所受的靜摩擦力f隨時間變化的圖象是圖中的。（設(shè)向右的方向為靜摩擦力的正方向）： （ ） ?B 的意義【錯因】沒有準(zhǔn)確理解 ?t 考向03電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動力學(xué)和能量問題 1.講高考 （1）考綱要求 會分析計算電磁感應(yīng)中有安培力參與的導(dǎo)體的運(yùn)動及平衡問題；會分析計算電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移 （2）命題規(guī)律 主要的題型還是桿+導(dǎo)軌模型問題，線圈穿過

32、有界磁場問題，綜合試題還會涉及力和運(yùn)動、能量守恒等知識，還可能以科學(xué)技術(shù)的具體問題為背景，考查運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。 案例1（多選）【2015上海20】如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，左端由導(dǎo)線相連，導(dǎo)體棒垂直 靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下，回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動。在勻速運(yùn)動過程中WWWW，回路中產(chǎn)生的做功，磁場力對導(dǎo)體棒做功，重力對磁鐵做功，磁鐵克服磁場力做功外力FGF21E ） ，導(dǎo)體棒獲得的動能為焦耳熱為Q（ 。則：K W?QW?W?QW?EW?W?E?QDC A B 1K1GF2K1BCD 【答案】 【名師點(diǎn)睛】 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，側(cè)重

33、于其中的能量關(guān)系，意在考查考生的分析能力。做本題的關(guān)鍵在于掌握電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，知道什么能轉(zhuǎn)化為電能，電能又轉(zhuǎn)化成什么能。（多選）?的=1一端連接R22】如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.4m案例2【2015北京電阻。導(dǎo)線所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等 F作用下，導(dǎo)體于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計。在平行于導(dǎo)軌的拉力。求：m/sv=5 棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，速度 （1）感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I； I的大??；時間內(nèi)，拉力的沖量 （2）在0.1sf?的導(dǎo)體棒，其他條件不變，求導(dǎo)體棒兩端

34、的電壓U。r=1 （3）若將MN換為電阻|Z|X|X|K科來源學(xué)1VU?2.0A?2.0VE?IS)I?0.08(N? ）1【答案】（）（3、 2 ；（f5m /s =2V 0.4m 根據(jù)動生電動勢公式得E=BLv = 1T 【解析】E2V?I?2A 故感應(yīng)電流 R1?（2）金屬棒在勻速運(yùn)動過程中，所受的安培力大小為F= BIL =0.8N, 安因勻速直線運(yùn)動，所以導(dǎo)體棒所受拉力F = F = 0.8N 安?t?F I所以拉力的沖量 s 0.1s=0.08 N=0.8 N =FE?2V 3）其它條件不變，則有電動勢（E?I1A? 由全電路的歐姆定律 R?r?R?I1VU 導(dǎo)體棒兩端電壓E?BL

35、v，方向由右【規(guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)共分兩種情況：動生問題（棒切割磁感線）產(chǎn)生的電動勢?BSnE?手定則；感生問題（磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化）的電動勢，方向由楞次定律。而電流方向都是等效 ?t 電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。 、H光滑、豎直玻璃擋板（多選）【2014四川卷】如圖所示，不計電阻的光滑U形金屬框水平放置，3案例恰好無擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框的細(xì)金屬桿CD固定在框上，PH、P的間距很小。質(zhì)量為0.2kg角且與。此時在整個空間加方向與水平面成30接觸良好并圍成邊長為1m的正方形，其有效電阻為0.1，圖示磁場方向為正方向。框、擋T金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律是B =（0.4 -

36、0.2t） ）（板和桿不計形變。則： At = 1s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C至D Bt = 3s時，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D至C Ct = 1s時，金屬桿對擋板P的壓力大小為0.1N Dt = 3s時，金屬桿對擋板H的壓力大小為l.2N 【答案】AC 案例4【2014浙江卷】（20分）其同學(xué)設(shè)計一個發(fā)電測速裝置，工作原理如圖所示。一個半徑為R=0.1m的圓形金屬導(dǎo)軌固定在豎直平面上，一根長為R的金屬棒OA，A端與導(dǎo)軌接觸良好，O端固定在圓心處的轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)軸的左端有一個半徑為r=R/3的圓盤，圓盤和金屬棒能隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。圓盤上繞有不可伸長的細(xì)線，下端掛著一個質(zhì)量為m=0.5kg的鋁塊。在金

37、屬導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向右的勻強(qiáng)磁場，、可算得鋁塊U兩點(diǎn)間的電勢差ba端相連。測量O點(diǎn)通過電刷與b點(diǎn)與導(dǎo)軌相連，a。=0.5TB磁感應(yīng)強(qiáng)度速度。鋁塊由靜止釋放，下落h=0.3m時，測得U=0.15V。（細(xì)線與圓盤間沒有滑動國，金屬棒、導(dǎo)軌、導(dǎo)2） 線及電刷的電阻均不計，重力加速度g=10m/s來源:（1）測U時，a點(diǎn)相接的是電壓表的“正極”還是“負(fù)極”？ （2）求此時鋁塊的速度大小； （3）求此下落過程中鋁塊機(jī)械能的損失。 【答案】（1）正極 （2）2 m/s （3）0.5J 案例5 （2013上海卷）如圖，兩根相距l(xiāng)=0.4m、電阻不計的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，一端與阻值R=0.1

38、5的電阻相連。導(dǎo)軌x0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的穩(wěn)恒磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直，變化率k=0.5T/m，x=0處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一根質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.05的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并0與導(dǎo)軌垂直。棒在外力作用下從x=0處以初速度v2m/s沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動，運(yùn)動過程中電阻上消耗的功率0不變。求： （1）同路中的電流； （2）金屬棒在x=2m處的速度； （3）金屬棒從x=0運(yùn)動到x=2m過程中安培力做功的大?。?（4）金屬棒從x=0運(yùn)動到x=2m過程中外力的平均功率。 2 （3）（21.6 （4）0.71 2 1【答案】（） 3E?2A?I Lv處導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢x1

39、 【解析】（）=0E=B=0.4V，電流0 r?RB?(B?Kx)?1.5，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電流 =2m處（2）x0BLVE21.5?Kx)?B?(B1V?2I? ，解得 013r?rRR 2.講基礎(chǔ) （1）電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題分析 安培力的大小 22vBlEF?I ，感應(yīng)電流得和安培力公式F=BIl由感應(yīng)電動勢E=Blv R?rR?r安培力的方向判斷：與導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動方向相反 導(dǎo)體兩種狀態(tài)及處理方法 (a)導(dǎo)體的平衡態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，處理方法：根據(jù)平衡條件(合外力等于零)列式分析 (b)導(dǎo)體的非平衡態(tài)加速度不為零，處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系分

40、析 （2）電磁感應(yīng)中的能量問題分析 過程分析 (a)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程 (b)電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用，因此，要維持感應(yīng)電流的存在，必須有“外力”克服安培力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 (c)當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做功的過程，或通過電阻發(fā)熱的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程安培力做了多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 求解思路 (a)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及WUIt或QI2Rt直接進(jìn)行計算 (b)若電流變化，則：利

41、用安培力做的功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；利用能量 守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能3.講典例 案例1（多選）【2015天津11】如圖所示，凸字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m，相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi)，ab邊長為l，cd邊長為2l，ab與cd平行，間距為2l。勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面。開始時，cd邊到磁場上邊界的距離為2l，線框由靜止釋放，從cd邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁場前，線框做勻速運(yùn)動，在ef、pq邊離開磁場后，ab邊離開磁場之前，線框又做勻速 運(yùn)動。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q。

42、線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g；求 （1）線框ab邊將離開磁場時做勻速運(yùn)動的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時的 幾倍 （2）磁場上下邊界間的距離H Qv?4v?28H?l ； （2）【答案】（1） 12mg 12mv?mgl2 線框自釋放直到cd邊進(jìn)入磁場前，由機(jī)械能守恒定律可得：（2 1211?22mvl2mg?mv?QH? 線框完全穿過磁場的過程中，由能量守恒定律可得： 1222Q?28H?l 聯(lián)立解得： mg【名師點(diǎn)睛】本題屬于力電綜合問題，屬中等難度，電學(xué)搭臺、力學(xué)唱戲，做好兩個分析（受力分析和運(yùn)動分析），找準(zhǔn)臨界狀態(tài)，解決此類問題并不難；像本

43、題第一問實(shí)質(zhì)是兩次共點(diǎn)力平衡問題，第二問利用能量守恒的思想解決，這也電磁感應(yīng)中電路、動力學(xué)問題的基本解題方法。 aa的2右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為【趁熱打鐵】（多選）【2015?玉溪一中高三上學(xué)期期中考試】半徑為導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R。圓環(huán)水平固定放置，整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)0 v平行于直徑CD。桿在圓環(huán)上以速度向右做勻速直線運(yùn)動，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓強(qiáng)度為B?確定，如圖所示,則： （ 環(huán)中心O開始，桿的位置由 ） ?2Bav 時，桿產(chǎn)生的電動勢為=0A2avB3?=0時，桿受的安培力大小為 B ?2)R(0? ?3Bav? 時，桿產(chǎn)生的電動勢為 C 3

44、2?avB3? D時，桿受的安培力大小為 ?33)R?(50【答案】AD 案例2【2015江蘇13】做磁共振檢查時，對人體施加的磁場發(fā)生變化時會在肌肉組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流。某同學(xué)為了估算該感應(yīng)電流對肌肉組織的影響，將包裹在骨骼上一圈肌肉組織等效成單匝線圈，線圈的半徑2?1.5?m，如圖所示，=0.80cm線圈導(dǎo)線的橫截面積=5.0cmr，A，電阻率勻強(qiáng)磁場方向與線圈平面垂直， 均勻地減小為零，求（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）1.5T內(nèi)從0.3s在B若磁感應(yīng)強(qiáng)度 （1）該圈肌肉組織的電阻R； （2）該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢E； 。 Q0.3s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量（3）3-2-810）4 （2

45、J 810（ 3）1【答案】（）610V ?nE?，磁通量的變化可以是磁感本題主要是公式及計算，理解法拉第電磁感應(yīng)定律 【方法技巧】 ?t應(yīng)強(qiáng)度的變化引起的，也可以是面積的變化引起的，另外要注意計算的正確性。 【趁熱打鐵】（多選）【貴州省遵義市航天高級中學(xué)2016屆高三上學(xué)期第三次模擬考試?yán)砜凭C合試題】如圖甲所示，光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M、P之間接一個阻值為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d.現(xiàn)用一個水平向右的力F拉棒ab，使它0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變化的情況如圖乙所示，F(xiàn)已知下列判斷正確的是： （ ） 0 A棒ab在ac之間的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動 B棒ab在ce之間不可能一直做勻速運(yùn)動 C棒ab在ce之間可能先做加速度減小的運(yùn)動，再做