《创新设计》届高考物理一轮复习课件：电磁感应规律的综合应用张,含详解

第3讲专题电磁感应规律的综合应用电磁感应中的电路问题

图9-3-1答案AB电源

外电路Blv

E－Ir

内阻【思维驱动】如图9-3-2所示，MN和PQ是两根 互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知 导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨 平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽 度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终 与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是 ()．电磁感应现象中的动力学问题

图9-3-2答案ACDBlv

BIl

2．安培力的方向 (1)先用

确定感应电流方向，再用

确定安培力方向． (2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向

.右手定则

左手定则

相反

【思维驱动】如图9-3-3所示，水平固定放 置的足够长的U形金属导轨处于竖直向 上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒

ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运 动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程 ()． A．安培力对ab棒所做的功不相等 B．电流所做的功相等 C．产生的总内能相等 D．通过ab棒的电荷量相等电磁感应现象中的能量问题

图9-3-3

答案AC【知识存盘】1．能量的转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力

，将其他形式的能转化为

，电流做功再将电能转化为

．2．实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和

之间的转化．做功

电能内能

电能

图9-3-4

(1)当金属条ab进入“扇形”磁场时，求感应电动势E，并指出ab上的电流方向；(2)当金属条ab进入“扇形”磁场时，画出“闪烁”装置的电路图；(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t变化的Uabt图象；(4巨)若选汉择的移是“1.责5粒V,酱0.钱3俘A”的小惨灯泡跑，该鹊“闪烁”鞭装置回能否委正常盒工作拐？有唇同学笔提出必，通芬过改变磁的感应庄强度B、后萄轮外逢圈半蛇径r2、角鲜速度ω和张羞角θ等物息理量仓的大啊小，崖优化午前同煎学的绪设计方案倾，请瞎给出而你的室评价爹．(2篮)通过配分析层，可代得电启路图魂为(4孟)“闪烁皂”装夹置不洋能正做常工丽作．(金属臂条的肤感应浇电动滋势只努有4.例9×境10－2V，远鹊小于员小灯勿泡的积额定梯电压膝，因需此无筐法正秆常工带作．)B增大毛，E增大递，但归有限傲度；r2增大榴，E增大忽，但近有限蜓度；ω增大，E增大威，但佛有限最度；θ增大披，E不变鉴．答案(1钥)4减.9挪×1颤0－2V电流方魔向为b→a(2惧)(牺3)技(4奥)见解烫析【变式太跟踪1】如图9-练3-糊5所示滑，在倾控角为θ＝37抹°的斜俭面内亭，放置MN和PQ两根今不等蚀间距的光女滑金怀属导丹轨，欲该装后置放置在忆垂直赵斜面预向下罚的匀胞强磁场中顽．导可轨M、P端间参接入贪阻值R1＝30饭Ω的电允阻和张理想绸电流匀表，N、Q端间伟接阻欣值为R2＝6研Ω的电税阻．率质量行为m＝0.阶6嫩kg、长遮为L＝1.榆5挡m的金量属棒喊放在元导轨禽上以v0＝5m/东s的初怒速度倒从ab处向形右上零方滑岛到a′b′处的伪时间馅为t＝0.红5魄s，滑榜过的待距离l＝0.刷5巨m．ab图9-药3-怕5处导麦轨间量距Lab＝0.纯8弹m，a′b′处导畏轨间奖距La′b′＝1桂m．若剥金属展棒滑犬动时汁电流禾表的渗读数逮始终巨保持炸不变架，不核计金漫属棒虽和导紧轨的流电阻慕．si雀n咳37惧°＝0.岔6，co汉s37室°＝0.棍8，g取10芦m封/s2，求安：(1锦)此过雹程中驶电阻R1上产堵生的栽热量仿；(2煤)此过危程中矿电流起表上讯的读载数；(3敞)匀强弯磁场傲的磁炒感应肉强度石．答案(1自)0沙.1俩5尼J(2殊)0雄.1鼠A(3拿)0件.7螺5惠T借题际发挥1．电磁握感应危中电畏路知钞识的遵关系跑图(3妈)明确电牺源的逆内阻把：即毕相当缘瑞于电他源的篇那部艳分电盈路的史电阻滩．(4赔)明确虑电路裁关系灵：即飘构成除回路刑的各群部分那电路贷的串馋、并拌联关遣系．(5恨)结合标闭合助电路忧欧姆靠定律妈和电亿功、闪电功欲率等胸能量钳关系妈列方胁程求裕解．3．易扣错总育结对于醋电磁似感应区现象屿中的沿电路举结构容分析泡有两卡个方恭面容轰易出肚错：(1疫)电源箱分析左错误滴，不屠能正秩确地锋应用焰右手桃定则雹或楞驳次定峡律判壶断电么源的伪正负脂极，衔不能酬选择奏恰当部的公狗式计艳算感纽奉应电勉动势单的大馒小．(2死)外电膨路分鞋析错奥误，接不能举正确页判断岁电路巴结构投的串培并联敬关系侍．备课累札记考点剂二俯电磁治感应丘中的枝动力亿学问补题【典例2】如图9-拖3-爪6甲所碌示，区光滑秒斜面的侄倾角α＝30碑°，在任斜面悉上放徒置一燃矩形猴线框ab是cd，ab边的咽边长l1＝1斯m，bc边的渴边长l2＝0.稳6惠m，线坦框的畜质量m＝1多kg，电冈阻R＝0.能1骂Ω，线籍框受狡到沿叮光滑例斜面氧向上油的恒章力F的作顶用，忠已知F＝10迁N．斜夹面上ef线(ef∥gh)的右棍方有裂垂直汤斜面蜜向上珠的均府匀磁梯场，酷磁感贪应强嗓度B随时休间t的变可化情戚况如铜图乙滔的Bt图象尘所示贪，时恨间t是从迷线框醒由静投止开广始运阻动时点刻起克计时弱的．雾如果相线框富从静姿止开注始运泽动，存进入旨磁场烈最初需一段摄时间叮是匀挥速的象，ef线和gh线的先距离x＝5.腾1虑m，取g＝10界m餐/s2.求：(1闻)线框搏进入寇磁场祥前的羞加速抱度；(2渔)线框基进入纪磁场裙时匀誉速运仆动的革速度v；(3普)线框摆整体饰进入版磁场刮后，ab边运肢动到gh线的锁过程懒中产练生的释焦耳辱热．图9-盖3-乘6审题赏提示答案(1喂)5央m雕/s2(2兽)2m/字s(3原)0嚼.5走J【变式继跟踪2】如图9-滤3-途7所示炊，处于膀匀强尽磁场显中的蓬两根迷足够长、极电阻瓜不计免的平阴行金滔属导轨相疑距L＝1m．导奴轨平孩面与水平滋面成θ＝37垫°角，矿下端连接夫阻值如为R＝4Ω的电辫阻．起匀强胃磁场疗方向垂垂直漠于导丸轨平歼面向仇下，苏磁感齐应强供度为B＝1T．质箱量m＝0.懂4kg、电踪蝶阻r＝1Ω的金竞属棒浆放在发两导肯轨上伤，棒油与导炒轨垂亮直且合接触挥良好及，它序们间脾的动嘴摩擦射因数μ＝0.介25，金眨属棒融以初誓速度v0＝20m/s沿导皆轨滑规下，g＝10m/s2，si救n37符°＝0.受6，co做s37册°＝0.箱8.求：图9-染3-党7(1许)金属滔棒沿聚导轨估下滑肠的最恩大加秩速度若；(2芹)金属宇棒下厕滑时验电阻R消耗警的最剖小功售率．答案(1暖)6m/s2方向沿堆导轨想向上(2僚)1屿0.治24W备课局札记考点润三渗电磁陕感应释中的题能量屠问题【典例3】如图9-协3-咸8所示道，两斧根足够抚长、敏电阻林不计啄、间旅距为d的光佣滑平浅行金区属导歇轨，错其所在平慨面与度水平丑面夹里角为θ，导轨匀平面谢内的熟矩形搁区域ab浮cd内存融在有税界匀匙强磁誓场，磁感倘应强胖度大萌小为B、方社向垂肠直于疫斜面俭向上员，ab与cd之间伪相距恭为L，金怠属杆勉甲、次乙的袄阻值且相同阴，质抓量均掠为m.甲杆映在磁罚场区穴域的赵上边根界ab处，理乙图9-揪3-叶8杆在奸甲杆叙上方拉与甲标相距L处，雷甲、什乙两远杆都唱与导睛轨垂否直且厘接触势良好摄．由红静止再释放脉两杆腔的同纸时，撞在甲净杆上如施加丽一个饺垂直街于杆饿平行文于导题轨的口外力F，使锦甲杆昆在有祸磁场浑的矩洞形区拨域内痒向下些做匀办加速肺直线步运动抓，加扫速度患大小a＝2gsi倾nθ，甲鞠离开载磁场匀时撤它去F，乙卫杆进弯入磁办场后趣恰好友做匀长速运皮动，常然后瓦离开芹磁场偿．(1与)求每宣根金丸属杆覆的电射阻R是多林大？(2景)从释评放金势属杆食开始水计时籍，求日外力F随时击间t的变茫化关忆系式滴，并灵说明F的方润向．(3压)若整彻个过裤程中孟，乙进金属礼杆共灰产生盐热量Q，求炎外力F对甲糠金属甚杆做搭的功W是多泰少？审题糠提示【变式臣跟踪3】如图9-鼻3-井9所示艇，足够独长的鱼光滑屋斜面尺上中细间虚线区坑域内久有一惑垂直梦于斜翠面向上的园匀强耍磁场迅，一幼正方界形线框从圆斜面栽底端街以一晋定初掘速度上滑纵，线池框越诉过虚班线进露入磁指场，宴最后惰又回走到斜询面底茫端，愚则下徐列说兆法中裤正确赖的是()．图9-析3-贺9A．上否滑过聚程线返框中宅产生巡寿的焦累耳热衡等于谊下滑滨过程碍线框圈中产危生的蜂焦耳陪热B．上叔滑过仁程线军框中放产生渔的焦鉴耳热妨大于读下滑扔过程铁线框屠中产阔生的售焦耳话热C．上烛滑过挪程线宰框克男服重息力做滤功的税平均盘功率淡等于佛下滑普过程战中重灾力的伙平均严功率D．上暑滑过眨程线闹框克鸡服重摔力做艳功的难平均步功率机大于吵下滑询过程驳中重铁力的浊平均易功率答案BD借题弱发挥1．能量恶转化盲及焦议耳热危的求箱法(1炭)能量转闷化(2痒)求解追焦耳讯热Q的几快种方楚法2．用煤能量伪观点担解答肆电磁缓感应抱问题尖的一成般步涉骤(1累)用法舒拉第冬电磁睁感应点定律捎和楞僻次定协律确纽奉定电凭动势汤的大伙小和根方向鹊；(2剃)画出谷等效设电路锡，求狮出回交路消内耗电裙功率舞的表扶达式统；(3冒)分析坦导体察机械才能的趋变化怖，用幕能量且守恒具关系崖得到姜机械拉功率帽的改记变与钓回路拍中电倡功率羽的改恨变所箭满足缝的关须系式眼．备课鄙札记物理推建模7电磁虎感应稼中的“杆＋恳导轨”模型模型忆特点“杆＋检导轨”模型腰是电痕磁感承应问源题高乞考命揪题的“基本病道具”，也乒是高置考的为热点粮，考壤查的仿知识螺点多辈，题剃目的屡综合籍性强浊，物赶理情君景变充化空配间大透，是捆我们腾复习迫中的顽难点究．“杆＋吼导轨”模型纺又分粘为“单杆”型和“双杆”型(“单杆”型为疾重点)；导宋轨放侨置方涌式可敢分为订水平细、竖宴直和暗倾斜赞；杆亩的运肢动状龙态可稿分为骂匀速别、匀聪变速喇、非湿匀变运速运框动等惭．建模堡指导解决袖电磁续感应搭中综逮合问飘题的仍一般捎思路墓是“先电讨后力失再能升量”．―→―→―→―→典例1(2炎01州2·天津赌卷，11昼)如图9-姿3-矛10所示碑，一对从光滑壁的平猎行金将属导仆轨固检定在接同一水铺平面载内，厦导轨馅间距l＝0.教5帖m，左端昼接有哪阻值R＝0.赞3革Ω的电耍阻．唐一质量m＝0.枝1鞠kg，电压阻r＝0.乘1微Ω的金摄属棒MN放置扎在导币轨上倘，整狭个装备置置逼于竖所直向集上的勤匀强灰磁场猎中，疤磁场颤的磁慰感应幸强度B＝0.圆4程T．棒日在水奶平向帖右的伍外力屋作用债下，标由静磨止开旧始以a＝2基m/握s2的加般速度绢做匀皮加速阴运动米，当奋棒的醋位移x＝9毫m时撤梳去外呜力，尊棒继纽奉续运鸭动一杨段距顺离后护停下生来，捷已知如撤图9-参3-崭10去外扫力前禽后回哲路中终产生高的焦意耳热探之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨组足够勾长且拐电阻捏不计贩，棒底在运排动过甘程中诉始终钞与导酱轨垂但直且构两端括与导锻轨保头持良而好接禁触．重求(1君)棒在酬匀加汽速运兰动过评程中项，通爆过电供阻R的电框荷量q；(2遥)撤去嫩外力锋后回捕路中吴产生拢的焦亩耳热Q2；(3阵)外力笛做的滤功WF.答案(1匪)4授.5扒C(2顾)1袖.8牌J(3孔)5饶.4峡J典例2(2徒01观2·山东迷卷，20顾)如图9-慎3-惩11所示格，相距务为L的两予条足昆够长妨的光孩滑平扩行金属导无轨与呜水平畏面的唉夹角花为θ，上拉端接有定霸值电很阻R，匀侦强磁蜜场垂受直于荐导轨平面攻，磁女感应袭强度栽为B.将质伯量为m的导体棒私由静恨止释号放，霜当速蓝度达仓到v时开叮始匀绵速运有动，产此时臣对导粗体棒昨施加葡一平凳行于树导轨亏向下取的拉大力，渗并保蝴持拉衡力的临功率宴恒为P，导毒体棒洒最终凡以2v的速库度匀完速运唐动．扬导体雁棒始清终与莫导轨馆垂直夜且接艺触良门好，挡不计药导轨督和导显体棒肿的电摧阻，套重力辈加速秃度为g.下列丧选项猴正确俘的是()．图9-焦3-拥11答案AC一、袋电磁率感应腿中的傲电路吃问题1．粗细均象匀的祸电阻态丝围赤成的烂正方镜形线要框置曾于有总界匀羽强磁承场中或，磁毯场方犁向垂精直于夏线框塌平面践，其体边界索与正态方形击线框饥的边禁平行鹿．现跌使线疗框以极同样宅大小柳的速神度沿柱四个枕不同煌方向灿平移呆出磁耗场，档如图主所示片，则掌在移迎出过芝程中持线框贼一边a、b两点脚间的蹲电势芽差绝贱对值战最大乖的是()．答案B2．两尊根平架行的拢长直孟金属披导轨妇，其辜电阻着不计甚，导线ab、cd跨在糟导轨涨上且烦与导僵轨接毙触良好，富如图9-倦3-驶12所示份，ab的电塔阻大族于cd的电阻胞，当cd在外萍力F1(大小)的作炕用下糟，匀速倾向右摆运动欧时，ab在外茎力F2(大小)的作愈用下蛮保持夸静止探，那重么在横不计畜摩擦投力的难情况薄下(Uab、Ucd是导吸线与钢导轨直接触蜜间的舌电势主差)亡()．A．F1>F2，Uab>UcdB．F1<F2，Uab＝UcdC．F1＝F2，Uab>UcdD．F1＝F2，Uab＝Ucd图9-器3-判12解析通过房诚两导闯线电舟流强忘度一蝴样，重两导杨线都爬处于月平衡简状态画，则F1＝BI长L，F2＝BI矿L，所初以F1＝F2，A、B错误投；Uab＝IRab，这逆里cd导线要相当史于电射源，践所以Ucd是路耻端电劲压，Ucd＝IRab即Uab＝Ucd.答案D二、宾电磁筝感应榜中的菜动力槐学问伪题3．如图9-哪3-折13所示支，两永光滑框平行拿导轨水平脾放置钳在匀竖强磁岭场中刻，磁偷场垂宴直导轨闷所在样平面丽，金忆属棒ab可沿和导轨自由凤滑动器，导删轨一译端连窝接一池个定联值电阻R，金并属棒笨和导等轨电材阻不秀计．妄现将宁金属话棒沿砌导轨盘由静减止向乡丰右拉学，若两保持幼拉力F恒定缴，经施时间t1后速凉度为v，加戚速度鲁为a1，最抖终以撞速度2v做匀贸速运胆动；盆若保嘉持拉婆力的识功率P恒定脂，棒刃由静湿止经斗时间t2后速嘱度为v，加卸速度归为a2，最扁终也哗以速阵度2v做匀辈速运破动，替则()．A．t2＝t1B．t1>t2C．a2＝2a1D．a2＝5a1图9-仰3-漏13答案B4．如德图9-除3-或14所示央，足古够长挽的光浑滑金丛属导灯轨MN、PQ平行他放置峡，且欣都倾阻斜着该与水秘平面成夹纳角θ.在导疼轨的蚕最上胆端M、P之间辰接有电阻R，不抓计其骄他电闻阻．侦导体专棒ab从导住轨的最页底端栽冲上潜导轨乡丰，当逃没有提磁场锈时，ab上升喘的最胡大高贼度为H；若坑存在没垂直宁导轨援平面惯的匀门强磁蓝场时慨，ab上升蜓的最疗大高号度为h.在两雪次运旷动过浮程中ab都与诉导轨筒保持痛垂直不，且谎初速锈度都部相等仪．关虾于上佩述情博景，房诚下列决说法铁正确屯的是()．图9-乖3-倚14答案B三、供电磁接感应家中的罚能量益问题5．如图9-病3-匪15所示遮，边娘长为L的正