高考物理二輪復(fù)習(xí)提升 第一部分 專題四 第1講 電磁感應(yīng)問題的綜合分析課件

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1、專題四專題四電磁感應(yīng)與電路電磁感應(yīng)與電路第1講電磁感應(yīng)問題的綜合分析1(2012 年廣東卷)如圖 411所示，質(zhì)量為 M 的導(dǎo)體棒 ab，垂直放在相距為 l 的平行光滑金屬軌道上導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直向上的勻強磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為 d 的平行金屬板，R 和 Rx 分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻(1)調(diào)節(jié) RxR，釋放導(dǎo)體棒，當導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時，求通過導(dǎo)體棒的電流 I 及其速率 v.(2)改變 Rx，待導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為 m、帶電量為q 的微粒水平射入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的 Rx.圖

2、411答案：C3(2011 年廣東卷)將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動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)電動勢越大C穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同答案：C4(2010 年廣東卷)如圖413所示，平行導(dǎo)軌間有一矩形的勻強磁場區(qū)域，細金屬棒 PQ 沿導(dǎo)軌從 MN 處勻速運動到MN的過程中，棒上的感應(yīng)電動勢 E 隨時間 t 變化的圖示，可能正確的是()圖 413解析：導(dǎo)線做勻速直線運動切割磁感線時，EBLv，是常數(shù)開始時沒有切割磁

3、感線，沒有感應(yīng)電動勢，最后一段也沒有切割磁感線答案：A從近三年廣東省高考來看，電磁感應(yīng)不是出現(xiàn)在選擇題中就是出現(xiàn)在計算題中，為高考必考內(nèi)容.2012 年電磁感應(yīng)內(nèi)容出現(xiàn)在計算題中，我們要做好這方面準備(1)如果在選擇題出現(xiàn)，主要考查楞次定律運用，判斷感應(yīng)電流的大小和方向變化情況，以圖象題為主(2)如果在計算題出現(xiàn)，主要考查兩種感應(yīng)電動勢：感生電動勢和動生電動勢涉及內(nèi)容可以包括運動規(guī)律、牛頓三大定律、動量守恒定律、動能定理、機械能、能量守恒定律、圓周運動、閉合電路歐姆定律、安培力、交變電流等電磁感應(yīng)的圖象問題【例1】(2011年武漢調(diào)研)如圖 414 所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強

4、磁場，它的底邊在 x 軸上且長為 2L、高為 L.紙面內(nèi)一邊長為 L 的正方形導(dǎo)框沿 x 軸正方向做勻速直線運動穿過磁場區(qū)域，在 t0 時刻恰好位于圖中所示的位置以順時針方向為導(dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移(Ix)關(guān)系的是()圖 414ABCD答案：A(1)根據(jù)“左力右電”對感應(yīng)電流的方向進行判定，電流周圍的磁場分析都用右手；(2)找準題目中規(guī)定的正方向，先判斷方向；(3)再根據(jù)切割長度、速度或磁通量的變化率來分析感應(yīng)電流大小的變化1(2011 年佛山二模)如圖 415 所示，一邊長為 L 的正方形導(dǎo)線框，勻速穿過寬 2L 的勻強磁場區(qū)域取它剛進入磁場的時刻為 t0，

5、則下列四個圖象中，能正確反映線框感應(yīng)電流i 隨時間 t 變化規(guī)律的是 ( 規(guī)定線框中電流沿逆時針方向為正)()圖 415解析：進入磁場區(qū)域時由右手定則可知，感應(yīng)電流為逆時針方向，與規(guī)定方向相同；完全進入后，無磁通量的變化，故無感應(yīng)電流；離開磁場區(qū)域時，左邊為切割邊，由右手定則知感應(yīng)電流為順時針方向，故 C 正確答案：C與感生電動勢相關(guān)的電流、焦耳熱等問題 【例2】(2011年浙江卷)如圖 416 甲所示，在水平面上固定有長為 L2 m、寬為 d1 m 的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè) l0.5 m 的范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示在 t0 時刻，

6、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動，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(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)通過計算分析 4 s 內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況；(2)計算 4 s 內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計算 4 s 內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱圖 416(2)前 2 s 磁通量不變，回路電動勢和電流分別為 E0，I0(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體相當于一個電源，感應(yīng)電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的電阻等效于電源的內(nèi)阻(2)電源內(nèi)部的電流方向從負極流向

7、正極，即從低電勢流向高電勢(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對用電器供電，由閉合電路的歐姆定律求解各種問題(4)解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效電路，其余問題為電路分析和閉合電路歐姆定律的應(yīng)用2截面積為 S0.2 m2、匝數(shù)為 n100 匝的線圈 A，處在如圖 417 甲所示的磁場中，磁感應(yīng)強度 B 隨時間按圖乙所示的規(guī)律變化，方向垂直線圈平面，規(guī)定向外為正方向電路中 R14 ，R26 ，C30 F，線圈電阻不計(1)閉合開關(guān) S 穩(wěn)定后，求通過 R2 的電流；(2)閉合開關(guān) S 一段時間后再斷開，則斷開后通過 R2 的電荷量是多少？圖 417解：由于線圈 A 所在的磁場

8、變化引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢當S閉合后，就有電流通過R1、R2.與動生電動勢相關(guān)的電流、焦耳熱等問題【例3】(2011年廣雅中學(xué)模擬)兩根相距為 L 的足夠長的平行金屬直角導(dǎo)軌 MNP 與 MNP 如圖 418 所示那樣放置，MN 與 MN在同一水平面內(nèi)，NP 與 NP沿豎直方向水平金屬細桿 ab、cd 分別與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，cd 桿的質(zhì)量為 m、與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為 R.整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為 B、方向豎直向下的勻強磁場中當 ab 桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下以某一速度沿導(dǎo)軌勻速向左運動時，cd 桿恰好豎直向下勻速運動重力

9、加速度為 g.求：(1)通過 cd 桿的電流大小和方向；(2)ab 桿向左勻速運動的速度 v 多大？圖 418本類題的最大的特點是電磁學(xué)與力學(xué)知識相結(jié)合注意：(1)受力分析，如重力、支持力、摩擦力、安培力等；找出關(guān)鍵信息，如“靜止”、“勻速”、“勻加速”等，建立方程(2)運動過程分析，找出每個過程的物理關(guān)系式(3)功能關(guān)系的熟練運用，如重力、安培力、摩擦力等做功情況，以及與之對應(yīng)的能量變化關(guān)系3(2011 年上海卷)如圖 419所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長s1.15 m，兩導(dǎo)軌間距L0.75 m，導(dǎo)軌傾角為 30，導(dǎo)軌上端 ab 接一阻值R1.5 的電阻，磁感應(yīng)強度B0.8 T 的勻強

10、磁場垂直軌道平面向上阻值r0.5 ，質(zhì)量 m0.2 kg 的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱 Qr0.1 J取 g10 m/s2，求：圖 4191圖象問題有兩種：一是給出電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象；二是由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量其思路是：利用法拉第電磁感應(yīng)定律計算感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的大小，利用楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向，利用圖象法直觀、明確地表示出感應(yīng)電流的大小和方向2電磁感應(yīng)過程往往涉及多種能量形式的轉(zhuǎn)化，因此從功和能的觀點入手，分析清楚能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，往往是解決電磁感應(yīng)問題的重要途徑；在運用功能關(guān)系解決問題時，應(yīng)注意能量轉(zhuǎn)化的來龍去脈，順著受力分析、做功分析、能量分析的思路嚴格進行，并要注意功和能的對應(yīng)關(guān)系