【步步高】高三物理一轮复习 高考热点探究（9）电磁感应 新人教版.doc

【步步高】2013届高三物理一轮复习 高考热点探究（9）电磁感应 新人教版一、楞次定律的应用图11(2008山东理综22)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为l，底端接阻值为r的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直，如图1所示除电阻r外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则 ()a释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gb金属棒向下运动时，流过电阻r的电流方向为abc金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为fd电阻r上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少2(2011上海单科20)如图2，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布一铜制圆环用丝线悬挂于o点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中 ()图2a感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针b感应电流方向一直是逆时针c安培力方向始终与速度方向相反d安培力方向始终沿水平方向二、自感现象3(2011北京理综19)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈l、小灯泡a、开关s和电池组e，用导线将它们连接成如图3所示的电路检查电路后，闭合开关s，小灯泡发光；再断开开关s，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ()图3a电源的内阻较大 b小灯泡电阻偏大c线圈电阻偏大 d线圈的自感系数较大三、电磁感应中的功能关系及能量守恒图44(2011山东理综22)如图4所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触用ac表示c的加速度，ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移下列图中正确的是 ()四、导轨滑杆类电磁感应问题力学与电磁感应的综合5(2011海南单科16)如图5，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，mn和mn是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力f作用在杆mn上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为r，导轨间距为l.整个装置处在磁感应图5强度为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t0时刻将细线烧断，保持f不变，金属杆和导轨始终接触良好求：(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度解析(1)ab棒受力平衡，则ff安mgtan 37(2分)f安b2iabl(1分)0750.2t0.5iab10.1100.75得iab0.4t(a)(1分)cd棒上电流icd2iab0.8t(a)(1分)则回路中电源电动势eicdr总(1分)cd棒切割磁感线，产生的感应电动势为eb1lv(1分)联立得，cd棒的速度v8t(m/s)(1分)所以，cd棒做初速度为零，加速度为a8 m/s2的匀加速直线运动(1分)(2)cd棒的加速度为a8 m/s2,1 s内的位移为xat2812 m4 m(1分)根据，(1分)得通过cd棒的电量为qt c0.4 c(1分)由串联、并联知识得：通过ab棒的电量为q0.2 c(1分)(3)t2 s时，cd棒的速度vat16 m/s(1分)根据动能定理得ww安mv20(2分)得2 s内克服安培力做功w安21.33 j0.1162 j8.53 j(1分)回路中产生总的焦耳热qw安8.53 j(1分)电阻r上产生的焦耳热qrq/100.853 j(2分)答案(1)做初速度为零、加速度为8 m/s2的匀加速直线运动(2)0.2 c(3)0.853 j试题分析高考对本部分内容的要求较高，在选择题中考查楞次定律、电磁感应中的图象问题、能量转化问题在计算中，难度中等偏上，往往以导体棒或导线框为背景，综合应用电路知识、法拉第电磁感应定律、牛顿运动定律和能的转化与守恒分析解决问题命题特征1楞次定律的应用：判断感应电流的方向2图象类问题：分析判断：e、i，、ek及电荷量q等物理量随位移x、时间t的变化过程3导体棒(框)运动问题：计算求解切割磁感线产生的感应电动势的大小、最终稳定时速度、产生的电能及有关能量转化知识链接1电磁感应的条件及应用右手定则、楞次定律判断感应电流的方向2电路结构分析、闭合电路欧姆定律3利用法拉第电磁感应定律及eblv求感应电动势4导体棒(框)的动态分析5安培力做功涉及的能量转化.1如图7所示的电路中，电源电动势为e(内阻不可忽略)，线圈l的电阻不计以下判断正确的是 ()a闭合s稳定后，电容器两端电压为e图7b闭合s稳定后，电容器的a极板带正电c断开s的瞬间，通过r1的电流方向向右d断开s的瞬间，通过r2的电流方向向右2如图8甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度b随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻r的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力f作用下始终处于静止状态规定ab的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力f的正方向，则在0t1时间内，能正确反映通过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力f随时间t变化的图象是 ()图8图93如图9所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为b，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域若以逆时针方向为电流的正方向，则下列线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图象正确的是 ()图104如图10所示，在一水平桌面上有竖直向上的匀强磁场，已知桌面离地高h1.25 m，现有宽为1 m的u形金属导轨固定在桌面上，导轨上垂直导轨放有一质量为2 kg、电阻为2 的导体棒，其他电阻不计，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.2，将导体棒放在ce左侧3 m处，ce与桌面重合，现用f12 n的力作用于导体棒上，使其从静止开始运动，经过3 s导体棒刚好到达导轨的末端(在此之前导体棒的运动已达到稳定状态)，随即离开导轨运动，其落地点距桌子边缘的水平距离为2 m，g取10 m/s2，则 ()a导体棒先做匀加速运动，再做匀速运动，最后做平抛运动b所加磁场的磁感应强度b2 tc导体棒上产生的焦耳热为24 jd整个过程中通过导体棒横截面的电荷量为3 c5如图11甲所示，一边长为l，质量为m，电阻为r的正方形金属方框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面，磁感应强度的大小随y的变化规律为bb0ky，k为恒定常数，同一水平面上磁感应强度相同现将方框以初速度v0从o点水平抛出，重力加速度为g，不计阻力(1)通过计算确定方框最终运动的状态；(2)若方框下落过程中产生的电动势e与下落高度y的关系如图乙所示，求方框下落h高度时产生的内能图11图126如图12所示，在竖直面内有两平行金属导轨mn、pq.导轨间距为l，电阻不计一根电阻不计的金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动棒与导轨垂直，并接触良好导轨之间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.导轨右边与电路连接电路中的三个定值电阻阻值分别为2r、r和r.在nq间接有一水平放置的平行板电容器c，板间距离为d，电容器中有一质量为m的带电微粒，求：(1)当ab以速度v0匀速向左运动时，电容器中质量为m的带电微粒恰好静止，试判断微粒的带电性质及带电荷量的大小；(2)ab棒由静止开始以恒定的加速度a向左运动，讨论电容器中带电微粒的加速度如何变化(设带电微粒始终未与极板接触)答案考题展示1ac2ad3c4bd5(1)21(2)预测演练1c2d3c4bd5(1)见解析(2)mgh解析(1)因为方框各条边中的电流大小相等，根据对称性可知方框在水平方向所受合力为0，沿水平方向做匀速运动设方框运动t时间，下落h高度，竖直方向速度为vy，切割磁感线产生的电动势为eb