2019高考物理-電磁感應(yīng)專題解題高手28張ppt課件

1、2019高考物理電磁感應(yīng)專題高考物理電磁感應(yīng)專題解題高手解題高手 近年來高考和各類模擬沖刺物理試卷中對電磁感近年來高考和各類模擬沖刺物理試卷中對電磁感應(yīng)重點調(diào)查，分值不菲，高頻考點：應(yīng)重點調(diào)查，分值不菲，高頻考點：1. 電磁感應(yīng)中的電磁感應(yīng)中的能量問題能量問題2. 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題3. 電磁感應(yīng)中的電電磁感應(yīng)中的電路問題路問題4. 電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題 感應(yīng)電流在磁場中遭到安培力的作用感應(yīng)電流在磁場中遭到安培力的作用,因此電磁感因此電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一同應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一同.處理這類問題需求處理這類問題需求綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律

2、綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律牛頓定律、動量守恒、動律及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律牛頓定律、動量守恒、動量定理、動能定理等量定理、動能定理等 處理這類問題的方法是：處理這類問題的方法是：1、選擇研討對象。即是哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組、選擇研討對象。即是哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組成的系統(tǒng)。成的系統(tǒng)。2、分析其受力情況。安培力既跟電流垂直又跟磁場垂、分析其受力情況。安培力既跟電流垂直又跟磁場垂直。直。3、分析研討對象所受的各力做功情況和合外力情況選、分析研討對象所受的各力做功情況和合外力情況選定所要運用的物理規(guī)律定所要運用的物理規(guī)律4、運用物

3、理規(guī)律列方程，求解。、運用物理規(guī)律列方程，求解。1. 電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題2. 電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題3. 電磁感應(yīng)中的電路問題電磁感應(yīng)中的電路問題4. 電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)的過程本質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)的過程本質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化過程過程 電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定遭電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定遭到安培力的作用到安培力的作用, ,因此因此, ,要維持感應(yīng)電流的存在要維持感應(yīng)電流的存在, ,必需必需有有“外力抑制安培力做功。此過程中外力抑制安培力做功。此過程中, ,其他方式的其他方式的能量轉(zhuǎn)化為電能。能量

4、轉(zhuǎn)化為電能。 “ “外力抑制安培力做了多少功外力抑制安培力做了多少功, ,就有多少其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能。就有多少其他方式的能轉(zhuǎn)化為電能。 當(dāng)感應(yīng)當(dāng)感應(yīng)電流經(jīng)過用電器時電流經(jīng)過用電器時, ,電能又轉(zhuǎn)化為其他方式的能量。電能又轉(zhuǎn)化為其他方式的能量。安培力做功的過程安培力做功的過程, ,是電能轉(zhuǎn)化為其它方式能的過程。是電能轉(zhuǎn)化為其它方式能的過程。安培力做了多少功安培力做了多少功, ,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它方式的就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它方式的能。能。實驗實驗: :將條形磁鐵分別插入閉合的和不將條形磁鐵分別插入閉合的和不閉閉 合的鋁環(huán)合的鋁環(huán). .實驗景象實驗景象: :閉合鋁環(huán)閉合鋁環(huán): : 插入時插入

5、時, ,鋁環(huán)被排斥鋁環(huán)被排斥 抽出時抽出時, ,鋁環(huán)被吸引鋁環(huán)被吸引不閉合鋁環(huán)不閉合鋁環(huán): :鋁環(huán)不動鋁環(huán)不動試用楞次定律和能量守恒分別解釋試用楞次定律和能量守恒分別解釋例例1、如下圖，用力將矩形線圈從磁場中勻速地拉、如下圖，用力將矩形線圈從磁場中勻速地拉出有界的勻強磁場，以下說法正確的選項是出有界的勻強磁場，以下說法正確的選項是A。速度越大。速度越大,拉力做功越多拉力做功越多B.速度一樣時速度一樣時,線框電阻越大線框電阻越大,所用拉力越小所用拉力越小C.無論快拉還是慢拉無論快拉還是慢拉,經(jīng)過線圈的電量一樣經(jīng)過線圈的電量一樣D.無論快拉還是慢拉無論快拉還是慢拉,外力做功的功率一樣大外力做功的功

6、率一樣大abcdF ABC 例例2、如下圖，矩形線圈一邊長為、如下圖，矩形線圈一邊長為d，另一邊長，另一邊長為為a，電阻為，電阻為R，當(dāng)它以速度，當(dāng)它以速度v勻速穿過寬度為勻速穿過寬度為L,磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場過程中；假設(shè)的勻強磁場過程中；假設(shè)Ld，產(chǎn)，產(chǎn)生生的電能為的電能為_.adBL222B a vLR222B a vdR例例3、有一邊長為、有一邊長為L=0.1m的正方形導(dǎo)線框的正方形導(dǎo)線框abcd，質(zhì)量質(zhì)量m=10g，由高度，由高度h=0.2m處自在下落，如下處自在下落，如下圖，其下邊圖，其下邊ab進(jìn)入勻強磁場區(qū)域后，線圈開場進(jìn)入勻強磁場區(qū)域后，線圈開場做勻速運動，直到其

7、上邊做勻速運動，直到其上邊cd剛剛開場穿出勻強剛剛開場穿出勻強磁場為止，此勻強磁場區(qū)域的寬度也為磁場為止，此勻強磁場區(qū)域的寬度也為L。求線。求線框在穿越勻強磁場過程框在穿越勻強磁場過程 中發(fā)出的焦耳熱中發(fā)出的焦耳熱.g取取10m/s2adBLcbLh根據(jù)能量守恒根據(jù)能量守恒, ,減小的機(jī)械能等于減小的機(jī)械能等于添加的電能添加的電能, ,電流經(jīng)過線圈電流經(jīng)過線圈, ,電能又電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, ,所以產(chǎn)生的焦耳熱為所以產(chǎn)生的焦耳熱為 Q=2mgL=0.02J Q=2mgL=0.02Jl例例4 4、如下圖、如下圖, ,兩根光滑的金屬導(dǎo)軌兩根光滑的金屬導(dǎo)軌, ,平行放置在傾角為平行放置在傾角

8、為斜角上斜角上, ,導(dǎo)軌的左端接有電阻導(dǎo)軌的左端接有電阻R, R, 斜面處在方向垂直于斜面處在方向垂直于斜面向上的勻強磁場中斜面向上的勻強磁場中 。質(zhì)量為。質(zhì)量為mm的金屬棒的金屬棒ab,ab,在沿著在沿著斜面與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑斜面與棒垂直的恒力作用下沿導(dǎo)軌勻速上滑, ,并上升并上升h h高高度，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻忽路不計。在這過程中度，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻忽路不計。在這過程中A.A.作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于零作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于零B.B.作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于作用于金屬捧上的各個力的合力所作的功等于mghmgh與與電阻電阻R

9、 R上發(fā)出的焦耳熱之和上發(fā)出的焦耳熱之和C.C.恒力恒力F F與安培力的合力所作與安培力的合力所作l的功等于零的功等于零D.D.恒力恒力F F與重力的合力所作的與重力的合力所作的l功等于電阻功等于電阻R R上發(fā)出的焦耳熱上發(fā)出的焦耳熱 AD 感應(yīng)電流在磁場中遭到安培力的作用感應(yīng)電流在磁場中遭到安培力的作用,因此電磁感因此電磁感應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一同應(yīng)問題往往跟力學(xué)問題聯(lián)絡(luò)在一同.處理這類問題需求處理這類問題需求綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律綜合運用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律牛頓定律、動量守恒、動律及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律牛頓定律、動量守恒、動

10、量定理、動能定理等量定理、動能定理等處理這類問題的方法是：處理這類問題的方法是：1、選擇研討對象。即是哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組、選擇研討對象。即是哪一根導(dǎo)體棒或幾根導(dǎo)體棒組成的系統(tǒng)。成的系統(tǒng)。2、分析其受力情況。安培力既跟電流垂直又跟磁場垂、分析其受力情況。安培力既跟電流垂直又跟磁場垂直。直。3、分析研討對象所受的各力做功情況和合外力情況選、分析研討對象所受的各力做功情況和合外力情況選定所要運用的物理規(guī)律定所要運用的物理規(guī)律4、運用物理規(guī)律列方程，求解。、運用物理規(guī)律列方程，求解。1、如下圖、如下圖,彈簧上端固定彈簧上端固定,下端掛一條形磁鐵下端掛一條形磁鐵,使使磁鐵上下振動磁鐵上下振動,假

11、設(shè)在振動過程中把線圈假設(shè)在振動過程中把線圈L接近接近磁鐵磁鐵,察看磁鐵的振幅察看磁鐵的振幅,會發(fā)現(xiàn)會發(fā)現(xiàn)A.S閉合時振幅逐漸變小閉合時振幅逐漸變小,S斷開時振幅不變斷開時振幅不變B.S閉合時振幅逐漸增大閉合時振幅逐漸增大,S斷開時振幅不變斷開時振幅不變C.S閉合或斷開時振幅變化一樣閉合或斷開時振幅變化一樣D.S閉合或斷開時振幅不會改動閉合或斷開時振幅不會改動2.矩形閉合線框矩形閉合線框abcd在空中自在落下在空中自在落下,經(jīng)過如圖經(jīng)過如圖方框范圍內(nèi)的勻強磁場方框范圍內(nèi)的勻強磁場,磁場的方向垂直紙面向磁場的方向垂直紙面向里里.線框線框bc邊剛剛進(jìn)入磁場內(nèi)時邊剛剛進(jìn)入磁場內(nèi)時,線框的加速度恰線框的

12、加速度恰為零為零,那么那么A.線框進(jìn)入磁場的過程中做勻速運動線框進(jìn)入磁場的過程中做勻速運動B.線框完全進(jìn)入磁場以后線框完全進(jìn)入磁場以后,做勻加速運動做勻加速運動C.bc邊剛剛越出磁場邊境以后邊剛剛越出磁場邊境以后,線框改做勻減速運動線框改做勻減速運動D. bc邊剛剛越出磁場邊境邊剛剛越出磁場邊境以后以后,線框做加速度改動線框做加速度改動的減速運動的減速運動3、如下圖，導(dǎo)線框、如下圖，導(dǎo)線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為段的電阻為R，其它電阻均可忽略，其它電阻均可忽略，ef是一電阻是一電阻可忽略的程度放置的導(dǎo)體桿，桿長為可忽略的程度放置的導(dǎo)體桿，桿長為l，質(zhì)量為，質(zhì)量

13、為m，桿的兩端分別與，桿的兩端分別與ab和和cd堅持良好接觸，又堅持良好接觸，又能沿它們無摩擦地滑動整個安裝放在磁感強能沿它們無摩擦地滑動整個安裝放在磁感強度為度為B的勻強磁場中，磁場方向與框面垂直，現(xiàn)的勻強磁場中，磁場方向與框面垂直，現(xiàn)用一恒力用一恒力F豎直向上拉豎直向上拉ef，當(dāng)當(dāng)ef勻速上升時，其速度的勻速上升時，其速度的大小為多少？大小為多少？2 2(F -mg)Rv =B l4、如下圖，、如下圖，MN、PQ為程度面上足夠長的平行為程度面上足夠長的平行光滑的導(dǎo)電導(dǎo)軌，勻強磁場方向如下圖導(dǎo)體光滑的導(dǎo)電導(dǎo)軌，勻強磁場方向如下圖導(dǎo)體棒棒ab、cd的質(zhì)量均為的質(zhì)量均為m，ab初速為零，初速為零

14、，cd初速初速為為v0，那么，那么ab最終的速度是最終的速度是_，整個過程，整個過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量為中感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量為_v/2mv02/41. 1.用絕緣導(dǎo)線繞一圓環(huán)，環(huán)內(nèi)有一只用同樣絕緣導(dǎo)線用絕緣導(dǎo)線繞一圓環(huán)，環(huán)內(nèi)有一只用同樣絕緣導(dǎo)線折成的內(nèi)接正四邊形線框折成的內(nèi)接正四邊形線框( (如圖如圖) )，把它們放到磁感強，把它們放到磁感強度為度為B B的勻強磁場中勻強磁場方向垂直線框平面向的勻強磁場中勻強磁場方向垂直線框平面向里當(dāng)勻強磁場均勻減弱時，兩線框中感應(yīng)電流的方里當(dāng)勻強磁場均勻減弱時，兩線框中感應(yīng)電流的方向是向是_;_;大小之比是大小之比是_._. slR REI StBtE:

15、提示順時針方向順時針方向/122.如下圖在磁感應(yīng)強度為如下圖在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中的勻強磁場中,讓長讓長0.2m的導(dǎo)線的導(dǎo)線AB在金屬框上以在金屬框上以5m/s的速度向右滑的速度向右滑動動,R1=3,R2=1,導(dǎo)線電阻為導(dǎo)線電阻為1/4,求求:(1)經(jīng)過經(jīng)過R1的電流的電流;(2)導(dǎo)線中的電流與兩端的電壓導(dǎo)線中的電流與兩端的電壓.R1R2ABv(1)0.125A(2)0.5A;0.375V3.如下圖，如下圖，OACO為置于程度面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，為置于程度面內(nèi)的光滑閉合金屬導(dǎo)軌，O、C處分別接有短電阻絲圖中粗線表法，處分別接有短電阻絲圖中粗線表法，R1= 4、R2=8導(dǎo)軌其它部

16、分電阻不計導(dǎo)軌其它部分電阻不計.導(dǎo)軌導(dǎo)軌OAC的外形滿的外形滿足方程足方程 單位：單位：m.磁感強度磁感強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長的的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。一足夠長的金屬棒在程度外力金屬棒在程度外力F作用下，以恒定的速率作用下，以恒定的速率v=5.0m/s程程度向右在導(dǎo)軌上從度向右在導(dǎo)軌上從O點滑動到點滑動到C點，棒與導(dǎo)軌接觸良好點，棒與導(dǎo)軌接觸良好且一直堅持與且一直堅持與OC導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻。求：導(dǎo)軌垂直，不計棒的電阻。求： 1外力外力F的最大值；的最大值；2金屬棒在導(dǎo)軌上運動時金屬棒在導(dǎo)軌上運動時電阻絲電阻絲R1上耗費的最大功率；上耗費的最大功率；3

17、在滑動過程中經(jīng)過金屬在滑動過程中經(jīng)過金屬 棒的電流棒的電流I與時間與時間t的關(guān)系。的關(guān)系。y = 2sin(x)3yOCAVxR1R21 1金屬棒勻速運動金屬棒勻速運動 F F外外=F=F安安 E=BLV I=E/R E=BLV I=E/R總總 F F外外=BIL=B2L2v/R=BIL=B2L2v/R總總 2 2P1=E2/R1=1(w) P1=E2/R1=1(w) 3 3金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間的長度隨時間變化 maxL= 2sin= 2(m)2總1212R RR = 8/3()R + R0.3NFmax 且 L = 2sin(x)(m) x = vt E

18、= BLV3總總EBLv35 I = =sin(t)(A)RR43一、線圈在均勻磁場中運動時的一、線圈在均勻磁場中運動時的i-t圖象圖象二、線圈在均勻磁場中運動時的i-x圖象三、線圈在非均勻磁場中運動時的i-t圖象四、圖象的運用四、圖象的運用1.如下圖，一寬如下圖，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里一邊長為里一邊長為20cm的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊的正方形導(dǎo)線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊境的恒定速度境的恒定速度v20cm/s經(jīng)過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有經(jīng)過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊一直與磁場區(qū)域的邊境平行取它剛進(jìn)入磁

19、場的時辰一邊一直與磁場區(qū)域的邊境平行取它剛進(jìn)入磁場的時辰t0. 在在以下圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是以下圖線中，正確反映感應(yīng)電流隨時間變化規(guī)律的是dcba思索思索: :他能作出他能作出adad間電壓與時間的關(guān)系圖象嗎間電壓與時間的關(guān)系圖象嗎? ? c 2、如下圖，邊長為、如下圖，邊長為L正方形導(dǎo)線圈，其電阻為正方形導(dǎo)線圈，其電阻為R，現(xiàn)使線圈以，現(xiàn)使線圈以恒定速度恒定速度v沿沿x軸正方向運動，并穿過勻強磁場區(qū)域軸正方向運動，并穿過勻強磁場區(qū)域B，假設(shè)以，假設(shè)以x軸的正方向作為力的正方向，線圈從圖示位置開場運動，那么軸的正方向作為力的正方向，線圈從圖示位置開場運動，那么1穿過線圈的磁通量隨穿過線圈的磁通量隨x變化的圖線為哪個圖？變化的圖線為哪個圖？2線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨x變化的圖線為哪個圖？變化的圖線為哪個圖？3磁場對線圈的作用力磁場對線圈的作用力F隨隨x變化的圖線為哪個圖？變化的圖線為哪個圖？ LL3LXB01 2 3 4 5 6x/L01 2 3 4 5 6x/L01 2 3 4 5 6x/L01 2 3 4 5 6x/LABCD A C B 3 3、磁棒自遠(yuǎn)處勻速沿圓形線圈的軸線運動，并穿過線、磁棒自遠(yuǎn)處勻速沿圓