专题10 电磁感应讲 2016年高考物理二轮复习讲练测解析版

1、 年高三二轮复习讲练测之讲案【新课标版物理】2016 考向01法拉第电磁感应定律和楞次定律 1.讲高考 1）考纲要求（掌握楞次定律和右手定则的应理解磁通量及磁通量变化的含义，并能计算;知道电磁感应现象产生的条件;计算感应Blv用，并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向；能应用法拉第电磁感应定律、公式E 理解自感、涡流的产生，并能分析实际应用。电动势.2. ）命题规律（2高考对本部分内容的考查频率较高，大部分以选择题的形式出现，多以中档题难度以上题目出现，法拉第 电磁感应定律、楞次定律一直是高考命题的热点。v海南2】如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度【案例

2、12015，将此棒弯成两段长度相等且相互垂沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小运动时，棒两端直的折弯，置于磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v? ）的感应电动势大小为 ，则 等于： （ ? 22 B A1/2 C1 D 2B 【答案】 E?BLv中L的含义，知道L是有效的切割长度，即速度垂直方向【方法技巧】本题关键要准确理解公式上金属棒的长度。 案例2【2014海南卷】如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁（N极朝上，S极朝下）由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看），下列说法中正确

3、的是： （ ） A总是顺时针 B总是逆时针 C先顺时针后逆时针 D先逆时针后顺时针 【答案】C 【解析】由条形磁铁的磁场分布可知，磁铁下落的过程，闭合圆环中的磁通量始终向上，并且先增加后减少，由楞次定律可判断出，从上向下看时，闭合圆环中的感应电流方向先顺时针后逆时针，C正确。 【2015山东17】 如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。（多选）案例2 现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。在圆盘减速过程中，以下说法正确的是： ） （ O A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D若所加磁

4、场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 ABD 【答案】 【方法技巧】解题的关键是掌握右手定则判断感应电动势的方法，或者用楞次定律联系能量守恒定律. 案例3【2014江苏卷】如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在 t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为： （ ） 2222nBa2nBaBanBaA B C D 22tttt【答案】 B 22nBa?Ba2B=n?，故选项B正确。 【解析】根据法拉第电磁感应定律有：En 2?t2tt案例4 （2013北京卷）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的

5、匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动， MN中产生的感应电动势为E，若磁感应强度增为2B，其他条件不变，lMN中产生的感应电动势变为E。则通过电阻R的电流方向及E与E之比EE分别为： （ ） 222l1 A.ca，21 B.ac，21 C.ac，12 D.ca，12 【答案】 C 2.讲基础 （1）电磁感应现象 变化产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生 能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能 楞次定律）（2 内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 适用情况：所有的电磁感应现象 右手定则：适用情况：导体棒切割磁感线产生感应电流

6、）法拉第电磁感应定律（3?n?E. 法拉第电磁感应定律的公式t?和磁感线方向夹角为）；EBlv.（运动速度v（运动速度导体切割磁感线的情形：则vE和磁Blvsin_感线方向垂直）；导体棒以端点为轴，在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势EBlv112(平均速度等于中点位置线速度l) Bl223.讲典例 nSt若在，面积为.【2015重庆4】题图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为案例1 1tBB，则该段时间时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到到221?： 之间的电势差（ ） 线圈两端a和bba,科来源学 nS(B?B)nS(B?B)1

7、122 恒为A B 从0均匀变化到 t?tt?t1221nS(B?B)nS(B?B)1122? 0均匀变化到 D从 C恒为 t?tt?t1212【答案】C E?BLv，方向由右【规律总结】电磁感应共分两种情况：动生问题（棒切割磁感线）产生的电动势?BSn?E手定则；感生问题（磁感应强度的变化）的电动势，方向由楞次定律。而电流方向都是等效t?电源内部负极流向正极的方向。 【趁热打铁】 （多选）【吉林省实验中学2016届高三上学期第一次模拟理科综合试题】转笔（Pen Spinning） 是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中 也包含了许多的物理

8、知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是： （ ） 来源学&科&Z&X&X&K O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小 笔杆上的点离AB 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的 C 若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走 D 若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两 端一定不会形成电势差。 【答案】AC 【名师点睛】本题属于容易题，易得分。考查向心加速度公式，掌握向心力的来源，理解离心现象的条件及电磁感应现象，注意形成感应电流的条件，这些仍

9、是高考要考查的核心知识点。利用生活中经常用到的物品来考查物理基本规律，显出新瓶装旧酒的意味。 案例2【2015全国新课标15】如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为U、U、baU。已知bc边的长度为l。下列判断正确的是： （ ） c AU U，金属框中无电流 caBU U，金属框中电流方向沿a-b-c-a cbCU=-1/2Bl2，金属框中无电流 bcDU=1/2Bl2w，金属框中电流方向沿a-c-b-a bc【答案】C 【方法技巧】本题主要是理解感应电流产生的实质，有感应电流一定

10、有感应电动势，而有感应电动势不一定有电流的。本题有两根导体棒切割磁感线，但穿过闭合线圈的磁通理没变。 【趁热打铁】（多选）【2015全国新课标19】1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中 发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是： （ ） A圆盘上产生了感应电动势 B圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的

11、磁场导致磁针转动 【答案】AB 【规律总结】把握磁通量的变化才是关键，根据对称性，圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化。 4.讲方法 （1）利用电磁感应的效果进行判断的方法： 方法1：阻碍原磁通量的变化“增反减同” ：阻碍相对运动“来拒去留”2方法方法3：使线圈面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩” 方法4：阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”. （2）应用法拉第电磁感应定律解题的一般步骤 分析穿过闭合电路的磁场方向及磁通量的变化情况； 利用楞次定律确定感应电流的方向； 灵活选择法拉第电磁感应定律的不同表达形式列方程求解 几点注意 ?nE?是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择公式 (a) ?

12、t?BSE?n用公式为线圈在磁场范围内的有效面积 (b)求感应电动势时，S t?(c)通过回路截面的电荷量q仅与n、和回路总电阻R总有关，与时间长短无关 En?t?q?I 推导如下： R?rR?r(1)导体切割磁感线运动 适用范围：该公式只适用于导体切割磁感线运动的情况 对“”的理解：公式中的“”为B与v方向间的夹角，当90(即Bv)时，EBlv. 对l的理解：EBlvsin 中的l为有效切割长度，即导体在与v垂直的方向上的投影长度 EBlvsin 中的v若为瞬时速度，则E为瞬时电动势；当v为平均速度，E为平均电动势 线框绕垂直于匀强磁场方向的一条轴以角速度转动，如果从中性面开始计时，EnBS

13、sin t，n为匝数，S为线框面积 5.讲易错 、L之间是匀强磁场，磁场方向水平向里，磁场高度为h. 【题目】 如图所示，水平虚线L竖直平面内有21一等腰梯形线框，底边水平，其上下边长之比为5:1，高为2h.现使线框AB边在磁场边界L的上方h高处1由静止自由下落，当AB边刚进入磁场时加速度恰好为0，在DC边刚进入磁场前的一段时间内，线框做匀速运动。求： （1）DC边刚进入磁场时，线框的加速度; （2）从线框开始下落到DC边刚进入磁场的过程中，线框损失的机械能和重力做功之比; DC ABh L1 h L 2l 发生了变化【错因】不知道有效长度v，此时线框切割磁感线的边刚进入磁场时速度为l,DCm

14、、电阻为R，AB长为设线框质量为【正解】(1)1有效长度为3l 22v9BlB3lv113l?F?B ， 对线框有：mg-F=ma 安 安RRDC进入磁场前的一段时间内,线框做匀速运动,此时切割磁感线的有效长度为2l 22vl2lv4BB112l?mg?B 有: RR5g?a? 解以上三式得: 4 考向02电磁感应现象中的电路和图象问题 1.讲高考 （1）考纲要求 能认识电磁感应现象中的电路结构，并能计算电动势、电压、电流、电功等；能由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量 （2）命题规律 结合各种图象(如t图象、Bt图象和it图象)，考查感

15、应电流的产生条件及其方向的判定，导体切割磁感线产生感应电动势的计算 案例1【2015山东19】如图甲，R为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期0为T的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定00内圆环a端电势高于b端时，间的电压为u正，下列u ） （ 图像可能正确的是：t-abab ii abuR0图甲 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】 图线的切线的斜率等于电流的变化率，而电流的变化

16、率决定了磁通量的变【方法技巧】此题关键是知道i-t. 化率，磁通量的变化率决定感应电动势的大小 =2RL=32】如图（a）两相距0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值【案例22015上海的金属杆垂直于导轨上，与导=0.2kg的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场，质量m轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略，杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导，015s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为）所示，在-轨垂直，其vt图像如图（b 求： ；（1）金属杆所受拉力的大小为FB ；匀强磁场的磁感应强度大小为）（20-15s0 内磁感应强度随时间

17、的变化规律。15-20s）3（20T?t)B( 3）0.24N1）；（2）0.4T；（【答案】（ 50?(t?15)(t?25) （3）由题意可知在1520s时间段通过回路的磁通量不变，设杆在1520s内运动距离为d，15s后运动的距离为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)【名师点睛】 本题要求深刻理解v-t图象。分析清楚每个过程中的力，以及为什么只有这些力。例如：1520s时间段内速度在改变，而合力恒定，说明没有感应电流产生。 、cd绕在同一软铁芯上，在ab，线圈

18、a）ab线圈中通以变化的电2014案例3【新课标全国卷】如图（流，测得cd间的的电压如图（b）所示，已知线圈内部的磁场与流经的电流成正比， 则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是： （ ） 【答案】C 案例4（2013山东卷）将一段导线绕成图甲所示的闭合电路，并固定在水平面（纸面）内，回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场中。回路的圆形区域内有垂直纸面的磁场，以向里为磁场的正方向， 其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图像是： （ ） 【答案】 B T?B?k（由图乙可知0-k是一个常数）

19、时间内，磁感应强度随时间呈线性变化，即，圆环的面【解析】 2?t?BS?E?边受到S积不变，由 ab可知圆环中产生的感应电动势不变，则回路中的感应电流不变， t?t?T时间内，由楞次定律可判断出流过ab边的电流方向为由b至a，的安培力不变，从而可排除选项C、D；0- 2结合左手定则可判断出ab边受到的安培力的方向向左，为负值，故选项A错误B正确。本题选B。 案例5（多选）（2013四川卷）如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B= kt（常量k0）。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R，滑0R0。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑

20、虚线MNP位于滑动变阻器中央，定值电阻R=R、R=动片210 2 ） 右侧导体的感应电动势，则： （ U 两端的电压为AR2 7B电容器的a极板带正电 C滑动变阻器R的热功率为电阻R的5倍 22 正方形导线框中的感应电动势为kLD【答案】 AC 2.讲基础 （1）电磁感应中的电路问题 内电路和外电路 (a)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源 (b)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路 电源电动势和路端电压 ?n?E Blv或电动势：(a)E= t?. =路端电压：(b)UIREIr 电磁感应中的图象问题(2) 图象类型 图象tEt图象和iB(a)随

21、时间变化的图象如t图象、t图象、 图象xx图象和i(b)随位移x变化的图象如E 问题类型 (a)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象 (b)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量. (c)利用给出的图象判断或画出新的图象 3.讲典例，导轨右端接有阻0.4ma）所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L2015【广东35】如图17（案例1的电阻，导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均不计，导轨间正方形区1值R的B，从0时刻开始，磁感应强度域abcd内有方向竖直向下的匀强磁场，bd连线与导轨垂直，长度也为L后刚好进入磁1sb）所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运

22、动，变化，规律如图大小随时间t17（ 做直线运动，求：1m/s场，若使棒在导轨上始终以速度v E棒进入磁场前，回路中的电动势； t的关系式。abd区域时电流i与时间棒在运动过程中受到的最大安培力F，以及棒通过三角形 ）。1st1.2s（其中，0.04V【答案】E；F0.04N，it1m的变化，使回路中产生感应电动势内磁场磁感应强度B【解析】在棒进入磁场前，由于正方形区域abcdLB0.04V 和感应电流，根据法拉第电磁感应定律可知，在棒进入磁场前回路中的电动势为E2)?(n t2恒定不变，此时由于导体棒做切割磁感线运动，使回路中产0.5TB当棒进入磁场时，磁场磁感应强度 B-t图象的含义。【方

23、法技巧】注意区分感生电动势与动生电动势的不同计算方法，充分理解两个有界匀强磁场，如图所示，11月期中联考】【趁热打铁】（多选）2015?浙江省深化课程改革协作校高三处，LL，距磁场区域的左侧磁感应强度大小分别为B和2B，方向分别垂直纸面向里和向外，其宽度均为线框一边平行于磁场边界，现，且线框平面与磁场方向垂直，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：线框中电流沿逆使线框以图示方向的速度v用外力F向右为正。则以下关于线框中F为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量时针方向时的电动势E为正，外力 ） P随时间变化的图象中正确的是： （ 和电功率、感应电动势的磁

24、通量E、外力F 【答案】AD LL2L2L?t)?BLxBLv(t?时刻，线框【解析】在 ，随着时间均匀增大，在 时间内，磁通量 vvvvL32L2；在BL完全进入第一个磁场，磁通量为时间内：线框从第一个磁场开始进入第二磁场，磁通量 v2v3L?t 时刻，线框从一种磁场进入另一种磁场正好处于一半时，磁通存在相互抵消，磁通量均匀减小，在 v2 案例2（多选） 【2016?广东省广州六中、广雅中学、执信中学等六校高三第一次联考】在如图4-甲所2.螺线管导线电阻r1.0，R4.0，R5.0，螺线管匝数示的电路中,n1500匝,横截面积S20cmC2130F.在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度

25、B按如图4-乙所示的规律变化则下列说法中正确： （ ） 的是 4图 S,电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 B.闭合 1.2V A.螺线管中产生的感应电动势为 52C 10流经R的电量为1.8断开后的电功率为,C.电路中的电流稳定后电阻R510W D.S,21AD 【答案】B?1.2V?n?SE、据【解析】ABA,、由法拉第电磁感应定律可得，螺线管内产生的电动势为故正确； t?楞次定律,当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，故BE2?20.12AI?W?10R?5.76P?I,错误；C、电流稳定后,电流为,电阻R上消耗的功率为1 1R?R?r21?5

26、Q?CU?CIR?1.5?10C,故D正确.、电键断开后流经电阻故C错误；DR的电荷量为故选AD 22【名师点睛】本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解 【趁热打铁】【浙江省嘉兴市第一中学2016届高三上学期期中考试物理试题】如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90o的扇形区域内分别有匀强磁场，两磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环

27、和导体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流随t变化的图象是： （ ） 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 【名师点睛】本题主要考查了导体切割磁感线时的感应电动势、楞次定律。属于中等难度的题目。该题关键是根据金属棒的运动方向，结合右手定则的使用方法，来判断感应电流的图象，解题的关键是正确判定电流的方向。 4.讲方法 (1)电磁感应中的电路问题 电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定 ?nE?求解电源的电动势的大小可由EBlv

28、或 t?对电磁感应电路的理解 (a)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能 (b)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势 解决电磁感应中的电路问题三步曲 (a)确定电源切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，?nE?或EBlv利用Esin求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向 ?t(b)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图 (c)利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解 (2)电磁感应中的图象问题处理方法 题型特点 一般可把图象问题分为三类：

29、 (a)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象； (b)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量； (c)根据图象定量计算 解题关键 弄清初始条件，正负方向的对应，变化范围，所研究物理量的函数表达式，进、出磁场的转折点是解决问题的关键 解决图象问题的一般步骤 (a)明确图象的种类，即是Bt图象还是t图象，或者是Et图象、It图象等； (b)分析电磁感应的具体过程； (c)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系； (d)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式； (e)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等 (f)画出图象或判断图象 对图象的认

30、识，应注意以下几方面 (a)明确图象所描述的物理意义； (b)必须明确各种“”、“”的含义； (c)必须明确斜率的含义； (d)必须建立图象和电磁感应过程之间的对应关系； 电磁感应中图象类选择题的两个常见解法 (a)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项 函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和(b)判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法 5.讲易错 【题目】 在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应

31、强度B随时间t的变化关系如图（甲）所示，01 s内磁场方向垂直线框平面向下。圆形金属框与两根水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，如图（乙）所示。若导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是图中的。（设向右的方向为静摩擦力的正方向）： （ ） ?B 的意义【错因】没有准确理解 ?t 考向03电磁感应现象中的动力学和能量问题 1.讲高考 （1）考纲要求 会分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题；会分析计算电磁感应中能量的转化与转移 （2）命题规律 主要的题型还是杆+导轨模型问题，线圈穿过

32、有界磁场问题，综合试题还会涉及力和运动、能量守恒等知识，还可能以科学技术的具体问题为背景，考查运用知识解决实际问题的能力。 案例1（多选）【2015上海20】如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直 静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中WWWW，回路中产生的做功，磁场力对导体棒做功，重力对磁铁做功，磁铁克服磁场力做功外力FGF21E ） ，导体棒获得的动能为焦耳热为Q（ 。则：K W?QW?W?QW?EW?W?E?QDC A B 1K1GF2K1BCD 【答案】 【名师点睛】 本题考查法拉第电磁感应定律的应用，侧重

33、于其中的能量关系，意在考查考生的分析能力。做本题的关键在于掌握电磁感应中的能量转化关系，知道什么能转化为电能，电能又转化成什么能。（多选）?的=1一端连接R22】如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m案例2【2015北京电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等 F作用下，导体于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力。求：m/sv=5 棒沿导轨向右匀速运动，速度 （1）感应电动势E和感应电流I； I的大小；时间内，拉力的冲量 （2）在0.1sf?的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端

34、的电压U。r=1 （3）若将MN换为电阻|Z|X|X|K科来源学1VU?2.0A?2.0VE?IS)I?0.08(N? ）1【答案】（）（3、 2 ；（f5m /s =2V 0.4m 根据动生电动势公式得E=BLv = 1T 【解析】E2V?I?2A 故感应电流 R1?（2）金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为F= BIL =0.8N, 安因匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F = 0.8N 安?t?F I所以拉力的冲量 s 0.1s=0.08 N=0.8 N =FE?2V 3）其它条件不变，则有电动势（E?I1A? 由全电路的欧姆定律 R?r?R?I1VU 导体棒两端电压E?BL

35、v，方向由右【规律总结】电磁感应共分两种情况：动生问题（棒切割磁感线）产生的电动势?BSnE?手定则；感生问题（磁感应强度的变化）的电动势，方向由楞次定律。而电流方向都是等效 ?t 电源内部负极流向正极的方向。 、H光滑、竖直玻璃挡板（多选）【2014四川卷】如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，3案例恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框的细金属杆CD固定在框上，PH、P的间距很小。质量为0.2kg角且与。此时在整个空间加方向与水平面成30接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1，图示磁场方向为正方向。框、挡T金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B =（0.4 -

36、0.2t） ）（板和杆不计形变。则： At = 1s时，金属杆中感应电流方向从C至D Bt = 3s时，金属杆中感应电流方向从D至C Ct = 1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1N Dt = 3s时，金属杆对挡板H的压力大小为l.2N 【答案】AC 案例4【2014浙江卷】（20分）其同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示。一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上。转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动。圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块。在金

37、属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，、可算得铝块U两点间的电势差ba端相连。测量O点通过电刷与b点与导轨相连，a。=0.5TB磁感应强度速度。铝块由静止释放，下落h=0.3m时，测得U=0.15V。（细线与圆盘间没有滑动国，金属棒、导轨、导2） 线及电刷的电阻均不计，重力加速度g=10m/s来源:（1）测U时，a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？ （2）求此时铝块的速度大小； （3）求此下落过程中铝块机械能的损失。 【答案】（1）正极 （2）2 m/s （3）0.5J 案例5 （2013上海卷）如图，两根相距l=0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.1

38、5的电阻相连。导轨x0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B=0.5T。一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05的金属棒置于导轨上，并0与导轨垂直。棒在外力作用下从x=0处以初速度v2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率0不变。求： （1）同路中的电流； （2）金属棒在x=2m处的速度； （3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小； （4）金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。 2 （3）（21.6 （4）0.71 2 1【答案】（） 3E?2A?I Lv处导体棒切割磁感线产生电动势x1

39、 【解析】（）=0E=B=0.4V，电流0 r?RB?(B?Kx)?1.5，导体棒切割磁感线产生电流 =2m处（2）x0BLVE21.5?Kx)?B?(B1V?2I? ，解得 013r?rRR 2.讲基础 （1）电磁感应中的动力学问题分析 安培力的大小 22vBlEF?I ，感应电流得和安培力公式F=BIl由感应电动势E=Blv R?rR?r安培力的方向判断：与导体切割磁感线的运动方向相反 导体两种状态及处理方法 (a)导体的平衡态静止状态或匀速直线运动状态，处理方法：根据平衡条件(合外力等于零)列式分析 (b)导体的非平衡态加速度不为零，处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分

40、析 （2）电磁感应中的能量问题分析 过程分析 (a)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程 (b)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能 (c)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能 求解思路 (a)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及WUIt或QI2Rt直接进行计算 (b)若电流变化，则：利

41、用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；利用能量 守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能3.讲典例 案例1（多选）【2015天津11】如图所示，凸字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，ab边长为l，cd边长为2l，ab与cd平行，间距为2l。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，cd边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速 运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。

42、线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为g；求 （1）线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的 几倍 （2）磁场上下边界间的距离H Qv?4v?28H?l ； （2）【答案】（1） 12mg 12mv?mgl2 线框自释放直到cd边进入磁场前，由机械能守恒定律可得：（2 1211?22mvl2mg?mv?QH? 线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律可得： 1222Q?28H?l 联立解得： mg【名师点睛】本题属于力电综合问题，属中等难度，电学搭台、力学唱戏，做好两个分析（受力分析和运动分析），找准临界状态，解决此类问题并不难；像本

43、题第一问实质是两次共点力平衡问题，第二问利用能量守恒的思想解决，这也电磁感应中电路、动力学问题的基本解题方法。 aa的2右端开小口的导体圆环和长为【趁热打铁】（多选）【2015?玉溪一中高三上学期期中考试】半径为导体直杆，单位长度电阻均为R。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应0 v平行于直径CD。杆在圆环上以速度向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆强度为B?确定，如图所示,则： （ 环中心O开始，杆的位置由 ） ?2Bav 时，杆产生的电动势为=0A2avB3?=0时，杆受的安培力大小为 B ?2)R(0? ?3Bav? 时，杆产生的电动势为 C 3

44、2?avB3? D时，杆受的安培力大小为 ?33)R?(50【答案】AD 案例2【2015江苏13】做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径2?1.5?m，如图所示，=0.80cm线圈导线的横截面积=5.0cmr，A，电阻率匀强磁场方向与线圈平面垂直， 均匀地减小为零，求（计算结果保留一位有效数字）1.5T内从0.3s在B若磁感应强度 （1）该圈肌肉组织的电阻R； （2）该圈肌肉组织中的感应电动势E； 。 Q0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量（3）3-2-810）4 （2

45、J 810（ 3）1【答案】（）610V ?nE?，磁通量的变化可以是磁感本题主要是公式及计算，理解法拉第电磁感应定律 【方法技巧】 ?t应强度的变化引起的，也可以是面积的变化引起的，另外要注意计算的正确性。 【趁热打铁】（多选）【贵州省遵义市航天高级中学2016届高三上学期第三次模拟考试理科综合试题】如图甲所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距L，在M、P之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间cdfe矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d.现用一个水平向右的力F拉棒ab，使它0由静止开始运动，棒ab离开磁场前已做匀速直线运动，棒ab与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，F随ab与初始位置的距离x变化的情况如图乙所示，F已知下列判断正确的是： （ ） 0 A棒ab在ac之间的运动是匀加速直线运动 B棒ab在ce之间不可能一直做匀速运动 C棒ab在ce之间可能先做加速度减小的运动，再做