高考物理專(zhuān)題提升二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專(zhuān)題4 第1講 電磁感應(yīng)問(wèn)題的綜合分析課件 新人教版

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1、專(zhuān)題四專(zhuān)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(wèn)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(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)變阻器的阻值，不計(jì)其他電阻(1)調(diào)節(jié) RxR，釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時(shí)，求通過(guò)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(guò)，求此時(shí)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(shí)間變化的磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，下列表述正確的是()A感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大C穿過(guò)線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大D感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，細(xì)金屬棒 PQ 沿導(dǎo)軌從 MN 處勻速運(yùn)動(dòng)到MN的過(guò)程中，棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 隨時(shí)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(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，EBLv，是常數(shù)開(kāi)始時(shí)沒(méi)有切割磁

3、感線，沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，最后一段也沒(méi)有切割磁感線答案：A從近三年廣東省高考來(lái)看，電磁感應(yīng)不是出現(xiàn)在選擇題中就是出現(xiàn)在計(jì)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(jì)算題中，我們要做好這方面準(zhǔn)備(1)如果在選擇題出現(xiàn)，主要考查楞次定律運(yùn)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(jì)算題出現(xiàn)，主要考查兩種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)涉及內(nèi)容可以包括運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓三大定律、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能、能量守恒定律、圓周運(yùn)動(dòng)、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(wèn)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(qiáng)

4、磁場(chǎng)，它的底邊在 x 軸上且長(zhǎng)為 2L、高為 L.紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為 L 的正方形導(dǎo)框沿 x 軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，在 t0 時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?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(duì)感應(yīng)電流的方向進(jìn)行判定，電流周?chē)拇艌?chǎng)分析都用右手；(2)找準(zhǔn)題目中規(guī)定的正方向，先判斷方向；(3)再根據(jù)切割長(zhǎng)度、速度或磁通量的變化率來(lái)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(zhǎng)為 L 的正方形導(dǎo)線框，勻速穿過(guò)寬 2L 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為 t0，

5、則下列四個(gè)圖象中，能正確反映線框感應(yīng)電流i 隨時(shí)間 t 變化規(guī)律的是 ( 規(guī)定線框中電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?()圖 415解析：進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)由右手定則可知，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍c規(guī)定方向相同；完全進(jìn)入后，無(wú)磁通量的變化，故無(wú)感應(yīng)電流；離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，左邊為切割邊，由右手定則知感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍?C 正確答案：C與感生電動(dòng)勢(shì)相關(guān)的電流、焦耳熱等問(wèn)題 【例2】(2011年浙江卷)如圖 416 甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示在 t0 時(shí)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(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為0.1 /m，不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響，取 g10 m/s2.(1)通過(guò)計(jì)算分析 4 s 內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算 4 s 內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)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(dòng)勢(shì)和電流分別為 E0，I0(1)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)電源，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等效于電源電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(fù)極流向

7、正極，即從低電勢(shì)流向高電勢(shì)(3)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體跟用電器連接，可以對(duì)用電器供電，由閉合電路的歐姆定律求解各種問(wèn)題(4)解決電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題，必須按題意畫(huà)出等效電路，其余問(wèn)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(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)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(jì)(1)閉合開(kāi)關(guān) S 穩(wěn)定后，求通過(guò) R2 的電流；(2)閉合開(kāi)關(guān) S 一段時(shí)間后再斷開(kāi)，則斷開(kāi)后通過(guò) R2 的電荷量是多少？圖 417解：由于線圈 A 所在的磁場(chǎng)

8、變化引起穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)S閉合后，就有電流通過(guò)R1、R2.與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)相關(guān)的電流、焦耳熱等問(wèn)題【例3】(2011年廣雅中學(xué)模擬)兩根相距為 L 的足夠長(zhǎng)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(xì)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(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為 R.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng) 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(yùn)動(dòng)時(shí)，cd 桿恰好豎直向下勻速運(yùn)動(dòng)重力

9、加速度為 g.求：(1)通過(guò) cd 桿的電流大小和方向；(2)ab 桿向左勻速運(yùn)動(dòng)的速度 v 多大？圖 418本類(lèi)題的最大的特點(diǎn)是電磁學(xué)與力學(xué)知識(shí)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(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，找出每個(gè)過(guò)程的物理關(guān)系式(3)功能關(guān)系的熟練運(yùn)用，如重力、安培力、摩擦力等做功情況，以及與之對(duì)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(zhǎng)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(qiáng)度B0.8 T 的勻強(qiáng)

10、磁場(chǎng)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(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)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(wèn)題有兩種：一是給出電磁感應(yīng)過(guò)程選出或畫(huà)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(guò)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(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、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(guò)程往往涉及多種能量形式的轉(zhuǎn)化，因此從功和能的觀點(diǎn)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(wèn)題的重要途徑；在運(yùn)用功能關(guān)系解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意能量轉(zhuǎn)化的來(lái)龍去脈，順著受力分析、做功分析、能量分析的思路嚴(yán)格進(jìn)行，并要注意功和能的對(duì)應(yīng)關(guān)系