2018届高三物理二轮复习 专题四 电路和电磁感应 第2讲 电磁感应及其应用讲义
设问 方式
②转动切割磁感线的电磁感 应
[例](2016·全国卷Ⅱ，20题) (2016·全国卷Ⅲ，21题)
③电磁感应现象中的图象 [例](2016·四川卷，7题)
④磁场变化引起的电磁电磁
感应
[例](2016·全国卷Ⅲ，25题) (2016·浙江卷，16题)
审题 ①要审清磁场方向及变化情况，确定产生感应电动势的方向及计算公式． 要点 ②要认真做好电路连接关系分析，受力分析，运动状态和过程分析，做功及能量转化分析
解析 由于 B＝(0.4－0.2t)T，在 t＝1 s 时穿过平面的磁通量向下并减少，则根据 楞次定律可以判断，金属杆中感应电流方向从 C 到 D，选项 A 正确；在 t＝3 s 时穿 过平面的磁通量反向增加，根据楞次定律可知，金属杆中感应电流方向仍然是从 C 到 D，选项 B 错误；由于磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律 E＝ΔΔΦt ＝ΔΔBt Ssin 30°＝0.1 V，由闭合电路和欧姆定律知电流 I＝ER＝1 A，在 t＝1 s 时，B＝0.2 T， 方向斜向下，电流方向从 C 到 D，金属杆对挡板 P 的压力水平向右，大小为 FP＝BILsin 30°＝0.1 N，选项 C 正确；同理，在 t＝3 s 时，金属杆对挡板 H 的压力水平向左， 大小为 FH＝BILsin 30°＝0.1 N，选项 D 错误．
A．t＝1 s时，金属杆中感应电流方向从C到D B．t＝3 s时，金属杆中感应电流方向从D到C C．t＝1 s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1 N D．t＝3 s时，金属杆对挡板H的压力大小为0.2 N
突破点拨 (1)确定t＝1 s和t＝3 s时，穿过正方形的磁场方向，判断t＝1 s到t＝3 s时间内磁 通量如何变化． (2)确定t＝1 s和t＝3 s时穿过正方形的磁通量，判断并计算t＝1 s到t＝3 s时间内 磁通量的变化． (3)画出t＝1 s和t＝3 s时金属杆的平面受力图．
【变式考法】 (1)在上述题1中，何时对档板P和H均无压力？ 解析 t＝2 s，时，磁感应强度B＝0，金属棒受到安培力F＝0，则金属棒对挡板 P和H均无压力． 答案 见解析
2．(2017·全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属 导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS， 一圆形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向 右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( D )
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热点题型突破
题型一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
命题规律 楞次定律和法拉第电磁感应定律是高考命题的热点，既有选择题，又有计算 题，主要考查：(1)楞次定律的理解和应用．(2)法拉第电磁感应定律的理解作用和 应用．
方法点拨 1．楞次定律中“阻碍”的表现 (1)阻碍磁通量的变化(增反减同)． (2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留) (3)阻碍原电流的变化(自感现象) 2．楞次定律和右手定则的适用对象 (1)楞次定律：一般适用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形． (2)右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线的情形．
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专题四 电路和电磁感应 第2讲 电磁感应及其应用
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2年考情回顾
①平动切割磁感线的电磁感 应
[例](2017·全国卷Ⅰ，18题) (2017·全国卷Ⅲ，15题) (2017·天津卷， 12题) (2017·江苏卷，13题) (2017·天津卷，3题) (2016·全国卷Ⅱ，20 题)
3．求感应电动势大小的五种类型 (1)磁通量变化型：E＝nΔΔΦt . (2)磁感应强度变化型：E＝nSΔΔBt . (3)面积变化型：E＝nBΔΔSt . (4)平动切割型：E＝Blv. (5)转动切割型：E＝12Bl2ω
1．(多选)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡 板H、P固定在框上，H、P的间距很小．质量为0.2 kg的细金属杆CD恰好无挤压地 放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1 m的正方形，其有效电阻为0.1 Ω.此时在整个空间加方向与水平面成30°角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强 度随时间变化规律是B＝(0.4－0.2t) T，图示磁场方向为正方向．框、挡板和杆不计 形变，则( AC )
A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b 的方向流动 C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则 电流方向可能发生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R 上的热功率也变为原来的2倍
解析 设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，则圆盘转动产生的电动势为 E ＝12Brω2，可知，转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A 项正确；根据右手 定则可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿 a 到 b 的方向流动，B 项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C 项错误； 若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电动势变为原来的 4 倍，电流变为原来的 4 倍，由 P＝I2R 可知，电阻 R 上的热功率变为原来的 16 倍，D 项错误．
3．(2016·全国卷Ⅱ)(多选)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，铜圆盘安装 在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直 向 上 的 匀 强 磁 场 B 中 ． 圆 盘 旋 转 时 ， 关 于 流 过 电 阻 R 的 电 流 ， 下 列 说 法 正A确B的 是 ()
A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向
解析 金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针 方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方 向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方 向的感应电流，综上所述，可知选项A、B、C错误，选项D正确．
高三物理第二轮专题复习 专题四电磁感应与电路教案 人教版
专题四 电磁感应与电路一、考点回顾“电磁感应”是电磁学的核心内容之一，同时又是与电学、力学知识紧密联系的知识点，是高考试题考查综合运用知识能力的很好落脚点，所以它向来高考关注的一个重点和热点，本专题涉及三个方面的知识：一、电磁感应，电磁感应研究是其它形式有能量转化为电能的特点和规律，其核心内容是法拉第电磁感应定律和楞次定律；二、与电路知识的综合，主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化为其它形式的能量的特点及规律；三、与力学知识的综合，主要讨论产生电磁感应的导体受力、运动特点规律以及电磁感应过程中的能量关系。
由于本专题所涉及的知识较为综合，能力要求较高，所以往往会在高考中现身。
从近三年的高考试题来看，无论哪一套试卷，都有这一部分内容的考题，题量稳定在1～2道，题型可能为选择、实验和计算题三种，并且以计算题形式出现的较多。
考查的知识：以本部分内容为主线与力和运动、动量、能量、电场、磁场、电路等知识的综合，感应电流（电动势）图象问题也经常出现。
二、典例题剖析根据本专题所涉及内容的特点及高考试题中出的特点，本专题的复习我们分这样几个小专题来进行：1.感应电流的产生及方向判断。
2.电磁感应与电路知识的综合。
3.电磁感应中的动力学问题。
4.电磁感应中动量定理、动能定理的应用。
5.电磁感应中的单金属棒的运动及能量分析。
6.电磁感应中的双金属棒运动及能量分析。
7.多种原因引起的电磁感应现象。
(一)感应电流的产生及方向判断1．(2007理综II 卷)如图所示，在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，bc 边与磁场的边界P 重合。
导线框与磁场区域的尺寸如图所示。
从t ＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。
以a →b →c →d →e →f 为线框中有电动势的正方向。
以下四个ε-t 关系示意图中正确的是【 】解析：楞次定律或左手定则可判定线框刚开始进入磁场时，电流方向，即感应电动势的方向为顺时针方向，故D 选项错误；1－2s 内，磁通量不变化，感应电动势为0，A 选项错误；2－3s 内，产生感应电动势E ＝2Blv ＋Blv ＝3Blv ，感应电动势的方向为逆时针方向（正方向），故C 选项正确。
高考物理二轮复习专题四电磁感应与电路考点2电磁感应的规律及应用课件
接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度 大小为g 。求
图4 －2 －4
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小磁感应定律的应 用
图4 －2 －3
A ．PQ 中电流先增大后减小 B ．PQ 两端电压先减小后增大 C ．PQ 上拉力的功率先减小后增大 D ．线框消耗的电功率先减小后增大
答案 C
4 ．如图4 －2 －4 所示，水平面(纸面)内间距为l的 平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l的金 属杆置于导轨上，t＝0 时，金属杆在水平向右、大 小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t0 时刻， 金属杆进入磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向
2 ．(法拉第电磁感应定律的应用)如图4 －2 －7 所示 ，匀强磁场中有两个导体圆环a、b ，磁场方向与圆 环所在平面垂直。磁感应强度B 随时间均匀增大。两 圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别 为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正 确的是
图4 －2 －7
A ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向 B ．E a∶E b ＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向 C ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向 D ．E a∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
【必记要点】
1 ．对楞次定律中“阻碍”的理解
谁阻 碍谁 阻碍 什么
如何 阻碍
结果 如何
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场 (原磁场 )的磁通 量的变化
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁场本身
当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反 ；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相 同，即 “增反减同 ” 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这种变化将继 续进行，最终结果不受影响
【精编】高三物理二轮复习 第1部分 专题4 电路与电磁感应 第2讲 电磁感应定律的综合应用课件-精心整理
解析： 进入磁场前和通过磁场后，线圈只受重力，加速
度恒为 g.设线圈下边进入磁场时速度为 v，则线圈中感应电动 势 E＝Bdv，由闭合电路欧姆定律有 I＝E/R，安培力 F＝BId， 解得：F＝B2Rd2v，若 F＝mg，则线圈匀速穿过磁场，A 项正确； 若 F＞mg，且线圈减速通过磁场，由牛顿第二定律有：B2Rd2v－ mg＝ma1，可知线圈加速度不断减小，B 项正确；若 F＜mg， 线圈在磁场中刚开始做加速运动，由牛顿第二定律有 mg－ B2Rd2v＝ma2，所以线圈加速度不断减小，当 F＝mg 时线圈匀 速运动，故 C、D 项错．
[解题指导] 解答本题时应从以下四点进行分析： (1)根据右手定则判断感应电流的方向． (2)“刚要向上滑动”说明所受摩擦力为最大摩擦力． (3)正确分析 ab 的受力，结合平衡知识、欧姆定律、感应 电动势的知识求解． (4)正确理解能量的转化，利用能量守恒定律及串联电路的 特点求 ab 上产生的热量．
答案： D
3.(多选)法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘 发电机，如图所示，紫铜做的圆盘水平放置在竖直向下的匀强 磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄 铜电刷紧贴，用导线将电刷与两竖直导轨、电阻连接起来形成 回路，一金属圆环L(不能转动)用细线悬挂在绝缘棒ab上，转 动摇柄，使圆盘沿逆时针方向做ω增大的加速转动，导轨和铜 盘电阻不计，则下列说法中正确的是( )
A．恒为nStB2－2－t1B1 B．从 0 均匀变化到nStB2－2－t1B1 C．恒为－nStB2－2－t1B1 D．从 0 均匀变化到－nStB2－2－t1B1
解析： 根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势 E＝nΔΔΦt ＝nBt22－－Bt11S，由楞次定律和右手螺旋定则可判断 b 点电势高 于 a 点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此 a、 b 两点电势差恒为 φa－φb＝－nBt22－－Bt11S，选项 C 正确．
安徽省高考物理二轮复习 专题四 电路与电磁感应 第2讲
专题四电路与电磁感应第2讲电磁感应及综合应用体系构建考向分析楞次定律和法拉第电磁感应定律及其应用是本讲中高考的热点，常与电路、动力学、能量转化等知识结合起来考查，既有中等难度的选择题，又有综合性较强的计算题。
高考主要考查内容：（1）楞次定律的应用问题；（2）法拉第电磁感应定律和楞次定律的综合应用问题，电路、图象、动力学等问题；（3）自感现象的应用问题。
热点例析热点一电磁感应中的图象问题电磁感应中的图象多在选择题中出现，有时也在计算题中考查，主要考查以下内容：（1）综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力等相关知识；（2）在计算题中考查学生的识图能力。
电磁感应现象中，回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律，可用图象直观地表现出来（如：I—t、B—t、E—t等），此题型可大致分为两类：（1）由给定的电磁感应过程选择相应的物理量的函数图象，以选择题形式为主；（2）由给定的有关图象分析电磁感应过程，确定相关物理量，以综合计算题形式出现。
【例1】如图，水平虚线MN的上方有一匀强磁场，矩形导线框ABCD从某处以速度v0竖直上抛，向上运动高度H后进入与线圈平面垂直的匀强磁场，此过程中导线框的AB边始终与边界MN平行，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图中能正确反映导线框的速度与时间关系的是（）。
规律小结图象问题的思路与方法（1）图象选择问题：求解物理图象的选择题可用“排除法”，即排除与题目要求相违背的图象，留下正确图象。
也可用“对照法”即按照要求画出正确的草图，再与选项对照。
解决此类问题关键是把握图象特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化或物理状态的变化。
（2）图象分析问题：定性分析物理图象，要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量，弄清图象的物理意义，借助有关的物理概念、公式、不变量和定律作出相应判断。
在有关物理图象的定量计算时，要弄清图象所揭示的物理规律及物理量间的函数关系，善于挖掘图象中的隐含条件，明确有关图象所包围的面积、斜率，以及图象的横轴、纵轴的截距所表示的物理意义。
2018届高考物理二轮复习电磁感应规律的应用课件(共16张)(全国通用)
定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上面横放着两
根质量均为m,电阻均为R(其余部分电阻不计)的导体棒ab和cd,构成矩形回路.
在整个导轨平面内都有竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场,如图所示,设两
导体棒均可沿导轨无摩擦滑行.开始时,棒cd静止,棒ab有指向棒cd的初速度v0, 若两导体棒在运动过程中始终不接触,则( BC )
U形导轨和导体棒 形成回路,放置在 匀强磁场中,金属 线圈放置其中,金 属杆突然向右运 动,分析回路中感 应电流的方向和 线圈中的感应电 流的方向
1.牢记两个定律,万变不离其宗:楞次定律(右手定则)和法拉第电磁感应 定律. 2.熟记两个公式,解题快又准:E=Blv 和 E=I(R+r).注意感应电动势的其他
Q 2
,
所以 D 错误.
5.[电磁感应的综合应用](2017·福建宁德一模)(多选)如图所示,固定在倾角为 θ =30°的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为d=1 m,其底端接有阻 值为R=2 Ω 的电阻,整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为B=2 T的匀 强磁场中.一质量为m=1 kg(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两 导轨保持良好接触.现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力F=10 N作用下从静止 开始沿导轨向上运动距离L=6 m时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导 轨保持垂直).设杆接入电路的电阻为r=2 Ω ,导轨电阻不计,重力加速度大小为 g=10 m/s2.则此过程( AC ) A.杆的速度最大值为5 m/s B.流过电阻R的电荷量为6 C C.在这一过程中,整个回路产生的焦耳热为17.5 J D.流过电阻R电流方向为由c到d
半根辐条相当于电源,磁场外部的半根辐条与 R1 并联,因此理想电压表的示数为
高考物理二轮专题复习 第2课 电磁感应规律及其应用课件
所以：Ub＝Eb＝0.3 V；
Ec＝21Br2ωc＝0.9 V.
第十六页，共38页。
K 考题 专项 训练
所以：Uc＝Ec＝0.9 V. (3)P、R 两端的电压等于圆盘以角速度 ω 转动产生的感 应电动势．
即 UP＝UR＝12Bωr2＝0.02ω.
栏
由欧姆定律，通过 R 的电流 IR＝URR＝U3P；
动
第九页，共38页。
K 考点 精辟 解析
考点三 电磁感应(diàncí-gǎnyìng)与 电路的综合
电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容(nèiróng)，
两者的核心内容(nèiróng)与联系主线如图所示：
栏 目 链 接
第十页，共38页。
K 考点 精辟 解析
楞次定律：在闭合电路的部分(bù fen)导体切割磁感线产 生感应电流的问题中，机械能转化为电能，导体棒克服安培力
第三十五页，共38页。
高考二轮专题复习与测试•物理 随堂讲义•第一(dìyī)部分 专题复习
专题四 电路与电磁感应 第2课 电磁感应规律及其应用
第一页，共38页。
栏 目 链 接
第二页，共38页。
J考 点简 析
楞次定律(lénɡ cì dìnɡ lǜ)和法拉第电磁感应定律及其应
用是本课中高考的热点．它常与电路、动力学、能量转化等
电压才能导通的电子元件．流过电流表的电流I与圆盘角速
栏 目
度ω的关系如图(b)所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段
链 接
过坐标原点．ω>0代表圆盘逆时针转动，已知：R＝3.0 Ω，
B＝1.0 T，r＝0.2 m．忽略圆盘、电流表和导线的电阻．
第十三页，共38页。
K 考题 专项 训练
高考物理二轮复习第一部分专题四电路与电磁感应第二讲电磁感应规律及其应用课件.ppt
2019-9-12
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13
4．(2018·全国卷Ⅱ)如图，在同一平面内有两根平行 长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域 宽度均为 l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一 边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框 中感应电流 i 随时间 t 变化的正确图线可能是( )
2019-9-12
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11
[题眼点拨] ①“安装若干对紫铜薄板”说明紫铜薄
板中可产生感应电流(涡流)阻碍底盘振动；②“紫铜薄板
上下及左右振动的衰减最有效”说明紫铜薄板上下及左
右振动时均有涡流产生． 解析：施加磁场来快速衰减 STM 的微小振动，其原
理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，
2019-9-12
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27
C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则 电流方向可能发生变化
D．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍
[题眼点拨] ①切割类可用右手定则判断感应电流 的方向；②转动切割感应电动势大小可用 E＝12Bl2ω 计算．
2019-9-12
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8
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过 OM 的电荷量相等，则BB′等
于( )
A.54
B.32
C.74
D．2
[题眼点拨] ①“现使金属杆从 OQ 位置以恒定的角
速度逆时针转到 OS 位置并固定(过程Ⅰ)”说明流过 OM
的电量 q1＝BRΔS；②“ 再使磁感应强度的大小以一定的
变化率从 B 增加到 B′(过程Ⅱ)”说明流过 OM 的电量 q2
解析：设圆盘的半径为 r，圆盘转动的角速度为 ω，
(全国通用)18届高考物理二轮复习备课资料专题六电路和电磁感应第2讲电磁感应规律及综合应用课件
磁场
的方向.
平均值
. 或 平均值 .
(2)E=BLv,主要用来计算感应电动势的 瞬时值
突破
热点考向一
热点考向聚焦
楞次定律和法拉第电磁感应定律的理解与应用 【核心提炼】
1.判定感应电流的两种方法 (1)楞次定律:一般用于线圈面积不变,磁感应强度发生变化的情形. (2)右手定则:一般用于导体棒切割磁感线的情形.
【典例2】 (2017· 山东德州一模)(多选)如图所示,abcd为一边长为l的正方 形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一匀强磁场区域,磁场的边界 与线框的cd边平行,磁场区域的宽度为2l,磁感应强度为B,方向竖直向下.线 框在一垂直于cd边的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右运动,直至通过磁 场区域.cd边刚进入磁场时,线框开始匀速运动,规定线框中电流沿逆时针时 方向为正,则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中,a,b两端的电压 Uab及导线框中的电流i随cd边的位置坐标x变化的图线可能是( BD )
E kπ( R2 r 2 ) k ( R r ) I= = = ,故 C 错误,D 正确. 2 R总 2π( R r )
【预测练习1】
(2017· 山西阳泉模拟)(多选)置于匀强磁场中的金属圆盘中
央和边缘各引出一根导线 ,与套在铁芯上部的线圈 A相连.套在铁芯下部的线
圈B引出两根导线接在两根水平导轨上 ,如图所示.导轨上有一根金属棒 ab处 在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法正确的是( AB )
解析:线框进入磁场的过程做匀速直线运动,感应电动势 E=Blv0 恒定,线框中的电 流大小恒定,方向沿逆时针方向,a,b 两端的电压 Uab=
1 Blv0;线框完全在磁场中Fra bibliotek 4动时,穿过闭合电路的磁通量不变,线框中感应电流为零,做匀加速运动,但 ab 边 两端的电压 Uab=Blv=Bl v02 2ax ,其中 v0 为匀速运动的速度,Uab 与位移 x 不是线 性关系,当出磁场时,线框做减速运动,Uab 不断减小,故 A 错误,B 正确;线框进入过 程中,线框中的电流大小恒定且为逆时针 ,完全进入磁场时电流为零;线框离开磁 场,做减速运动 ,加速度逐渐减小,线框刚好完全离开磁场时 ,速度大于或等于匀 速运动时的速度,不可能为零,故此时电流也不可能为零,故 C 错误,D 正确.
高考教案物理二轮总结学习复习计划专题四电路及电磁感应第讲电磁感应规律及其应用教案
第2讲电磁感觉规律及其应用[做真题·明考向]真题体验透视命题规律讲课提示：对应学生用书第59页[真题再做]1.(多项选择)(2018·高考全国卷Ⅰ，T19)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，此中一线圈经过开关与电源连结，另一线圈与远外沿南北方向水平搁置在纸面内的直导线连结成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．以下说法正确的选项是()A．开封闭合后的瞬时，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开封闭归并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开封闭归并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开封闭归并保持一段时间再断开后的瞬时，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动分析：依据安培定章，开封闭合时铁芯上产生水平向右的磁场．开封闭合后的瞬时，依据楞次定律，直导线大将产生由南向北的电流，依据安培定章，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A对．开封闭归并保持一段时间后，直导线上没有感觉电流，故小磁针的N极指北，B、C错．开封闭归并保持一段时间再断开后的瞬时，依据楞次定律，直导线大将产生由北向南的电流，这时直导线上方的磁场垂直纸面向外，故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D对．答案：AD2．(2018·高考全国卷Ⅰ，T17)如图，导体轨道OPQS固定，此中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心．轨道的电阻忽视不计．OM是有必定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触优秀．空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感觉强度的大小为B .现使OM 从OQ 地点以恒定的角速度逆时针转到OS 地点并固定(过程Ⅰ)；再使磁感觉强度的大小以必定的变化率从B 增添到B ′(过程Ⅱ)．在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM 的电荷量相等，则B ′B 等于( )A.54B.32C.74 D ．2分析：在过程Ⅰ中，依据法拉第电磁感觉定律，有E 1＝ΔΦ1Δt 1＝B (12πr 2－14πr 2)Δt 1依据闭合电路欧姆定律，有I 1＝E 1R且q 1＝I 1Δt 1在过程Ⅱ中，有E 2＝ΔΦ2Δt 2＝(B ′－B )12πr 2Δt 2I 2＝E 2Rq 2＝I 2Δt 2又q 1＝q 2，即B (12πr 2－14πr 2)R ＝(B ′－B )12πr 2R所以B ′B ＝32.答案：B3．(2018·高考全国卷Ⅱ，T18)如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在挨次相邻的矩形匀强磁场地区，地区宽度均为l ，磁感觉强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感觉电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )分析：设线路中只有一边切割磁感线时产生的感觉电流为i . 线框位移等效电路的连结 电流 0～l 2I ＝2i (顺时针) l 2～lI ＝0 l ～3l 2I ＝2i (逆时针) 3l 2～2l I ＝0 剖析知，只有选项D 切合要求．答案：D4．(2016·高考全国卷Ⅱ，T24)如图，水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上．t ＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．t 0时辰，金属杆进入磁感觉强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场地区，且在磁场中恰巧能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽视不计，二者一直保持垂直且接触优秀，二者之间的动摩擦因数为μ.重力加快度大小为g .求：(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；(2)电阻的阻值．分析：(1)设金属杆进入磁场前的加快度大小为a ，由牛顿第二定律得 F －μmg ＝ma ①设金属杆抵达磁场左界限时的速度为v ，由运动学公式有v ＝at 0②当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感觉定律知产生的电动势为E ＝Blv ③联立①②③式可得E ＝Blt 0(F m －μg )④(2)设金属杆在磁场地区中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，依据欧姆定律得I ＝E R ⑤式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为F 安＝BlI ⑥因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F －μmg －F 安＝0⑦联立④⑤⑥⑦式得R ＝B 2l 2t 0m .⑧答案：(1)Blt 0(F m －μg ) (2)B 2l 2t 0m[考情剖析]■命题特色与趋向——怎么考1．高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考察电磁感觉中的图象问题、电磁感觉中的电路、法拉第电磁感觉定律、能量变换及电荷量的计算等知识点．以导体棒运动为背景，综合应用电路的有关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律以计算题形式作为压轴题．2．电磁感觉中常波及B t 图象、Φt 图象、E t 图象、I t 图象、F t 图象和v t 图象，还波及E x 图象、I x 图象等，这种问题既要用到电磁感觉的知识，又要联合数学知识求解，对考生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高．■解题要领——怎么做1．抓住两个重点：一是电动势的大小，它取决于磁通量的变化率；二是电动势的方向，实质方向与规定的正方向一致时取正，反之取负．同时注意对无感觉电流地区的判断．2．迁徙力学知识、规律解决电磁感觉综合问题．3．常用思想方法：(1)图象法；(2)等效法；(3)守恒法；(4)模型法．[建系统·记重点]知识串连熟记中心重点讲课提示：对应学生用书第60页[网络建立][重点熟记]1．“三定章、必定律”的应用(1)安培定章：判断运动电荷、电流产生的磁场方向．(2)左手定章：判断磁场对运动电荷、电流的作使劲的方向．(3)右手定章：判断部分导体切割磁感线产生感觉电流的方向．(4)楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生感觉电流的方向．2．求感觉电动势的两种方法(1)E＝n ΔΦΔt，用来计算感觉电动势的均匀值．(2)E＝BLv，用来计算感觉电动势的刹时价或均匀值．3．楞次定律中“阻挡”的主要表现形式(1)阻挡原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻挡相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或减小的趋向——“增减少扩”；(4)阻挡原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．[研考向·提能力] 考向研析 掌握应试技术讲课提示：对应学生用书第60页考向一 楞次定律和法拉第电磁感觉定律的应用1．判断感觉电流方向的两种方法(1)楞次定律：一般用于线圈面积不变，磁感觉强度发生变化的情况．(2)右手定章：一般用于导体棒切割磁感线的情况．2．求感觉电动势的方法(1)感生电动势：E ＝n ΔΦΔt ⎩⎪⎨⎪⎧S 不变时E ＝nS ΔB Δt B 不变时E ＝nB ΔS Δt(2)动生电动势：⎩⎪⎨⎪⎧ 平动切割：E ＝Blv 转动切割：E ＝12Bl 2ω1．(2018·贵州贵阳期末)如图甲所示，在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A 、B ，两环重叠部分的面积为圆环A 面积的一半，圆环B 中电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示，以甲图圆环B 中所示的电流方向为负方向，则A 环中( )A．没有感觉电流B．有逆时针方向的感觉电流C．有顺时针方向的感觉电流D．感觉电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向分析：因为A环中磁通量变化，所以A环中有感觉电流，选项A错误；依据楞次定律，A环中产生逆时针方向的感觉电流，选项B正确，C、D错误．答案：B2.(多项选择)(2018·江西赣州中学高三模拟)1831年10月28日，法拉第展现了他发明的圆盘发电机，其表示图如下图，水平铜盘可绕竖直铜轴转动，两铜片M、N分别与铜盘边沿和铜轴连结，使整个铜盘处于竖直向上的匀强磁场中．M和N之间连结阻值为R的导体和滑动变阻器R P，若从上往下看，铜盘转动的方向为顺时针方向．已知铜盘的半径为L，铜盘转动的角速度为ω，铜盘连同两铜片对电流的等效电阻值为r，磁感觉强度为B，以下说法正确的选项是()A．导体R中的电流方向从a到bB．铜盘转动产生的感觉电动势大小为12BL2ωC．挪动滑动触头地点时，导体R的最大功率为B4L4Rω2 4(R＋r)2D．假如R P＝R＋r，则滑动变阻器的最大功率为B2L4ω216(R＋r)分析：若从上往下看，铜盘转动的方向为顺时针方向，依据右手定章可知，导体R中的电流方向从b到a，故A错误；依据法拉第电磁感觉定律得，铜盘转动产生的感觉电动势为E＝12BL2ω，故B正确；依据闭合电路欧姆定律得I＝E r ＋R ＋R P ，则导体R 的功率为P ＝I 2R ＝(E r ＋R ＋R P)2R ，当R P ＝0时，导体的功率最大，即P m ＝B 2L 4Rω24(R ＋r )2，故C 错误；把导体R 等效成电源的内阻，则电流的等效内阻为r ′＝r ＋R ，此时外电路只有R P ，故当R P ＝r ＋R 时，滑动变阻器的功率最大，即P m ′＝B 2L 4ω216(R ＋r )，故D 正确． 答案：BD3.如图甲所示，绝缘的水平桌面上搁置一金属圆环，在圆环的正上方搁置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，电流从螺线管a 端流入为正．以下说法正确的选项是( )A ．从上往下看，0～1s 内圆环中的感觉电流沿顺时针方向B ．0～1s 内圆环面积有扩充的趋向C ．3s 末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D ．1～2s 内和2～3s 内圆环中的感觉电流方向相反分析：由图乙知，0～1s 内螺线管中电流渐渐增大，穿过圆环向上的磁通量增大，由楞次定律知圆环中感觉电流的磁场向下，圆环面积有减小的趋向，从上往下看，0～1s 内圆环中的感觉电流沿顺时针方向，选项A 正确，B 错误；同理可得1～2s 内和2～3s 内圆环中的感觉电流方向同样，选项D 错误；3s 末电流的变化率为0，螺线管中磁感觉强度的变化率为0，在圆环中不产生感觉电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项C 错误．答案：A考向二 电磁感觉中的图象问题[典例展现1] (多项选择)(2018·高考全国卷Ⅲ)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右边．导线PQ 中通有正弦沟通电i ，i 的变化如图(b)所示，规定从Q 到P 为电流正方向．导线框R 中的感觉电动势( )A ．在t ＝T 4时为零B ．在t ＝T 2时改变方向C ．在t ＝T 2时最大，且沿顺时针方向D ．在t ＝T 时最大，且沿顺时针方向[思路研究] (1)怎样判断通电直导线四周的磁场？(2)i t 图象中的信息说明导线框R 内的磁通量怎样变化？[分析] 在t ＝T 4时，沟通电图线斜率为0，即磁场变化率为0，由E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt S 知，E ＝0，A 对；在t ＝T 2和t ＝T 时，图线斜率最大，在t ＝T 2和t ＝T 时感觉电动势最大，在T 4到T 2之间，电流由Q 向P 减弱，导线在R 处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，R 产生的感觉电流的磁场方向也垂直纸面向里，即R 中感觉电动势沿顺时针方向，同理可判断在T 2到3T 4时，R 中电动势也为顺时针方向，在34T 到T 时，R 中电动势为逆时针方向，C 对，B 、D 错．[答案] AC[方法技巧]解决电磁感觉图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B t 图象仍是Φt 图象，或许是E t 图象、I t 图象等，如例题中考察了i t 图象．(2)剖析电磁感觉的详细过程，如例题中电流变化惹起导线框R 内磁通量变化，要分段研究．(3)用右手定章或楞次定律确立方向对应关系．(4)联合法拉第电磁感觉定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式．(5)依据函数关系式，进行数学剖析，如剖析斜率的变化、截距等．(6)应用图象信息绘图象、判断图象或议论各物理量的变化，如例题中是依据i t 图象信息议论导线框R 的电动势变化．4．(多项选择)如图甲所示，面积为S 的n 匝圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感觉强度大小随时间周期性变化，如图乙所示．已知线圈的电阻为R ，则以下说法正确的选项是( )A ．线圈内产生的感觉电动势最大值为SB 0B ．线圈内产生的感觉电流最小值为nSB 02RC ．线圈内产生的感觉电动势周期为4sD ．0～1s 内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向分析：依据法拉第电磁感觉定律可知E ＝n ΔB Δt S ，联合图乙剖析可知，在0～1s 内产生的感觉电动势最大，最大值为E max ＝n ΔB Δt S ＝nB 0S ，A 错误；1～2s内线圈内产生的感觉电动势最小为零，故感觉电流的最小值为零，B 错误；由图线可知，线圈内产生的感觉电动势周期为4s ，C 正确；0～1s 内磁感觉强度渐渐增大，线圈中的磁通量增大，依据楞次定律可知，0～1s 内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向，D 正确．答案：CD5.如图甲所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感觉强度的大小为B ，磁场在y 轴方向足够宽，在x 轴方向宽度为a .向来角三角形导线框ABC (BC 边的长度为a )从图示地点向右匀速穿过磁场地区，以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中感觉电流i 、BC 两头的电压u BC 与导线框挪动的距离x 的关系图象正确的选项是( )分析：导线框切割磁感线产生感觉电动势E ＝BLv ，感觉电流i ＝E R ＝BLv R ，在0～a 内，有效长度L 均匀变大，感觉电流i 均匀变大，在a ～2a 内，有效长度L 均匀变大，感觉电流均匀变大，由楞次定律可知，在线框进入磁场的过程中，感觉电流沿逆时针方向，电流是正的，在线框走开磁场的过程中，感觉电流沿顺时针方向，感觉电流是负的，故A 、B 错误；BC 两头的电压u BC ＝iR ，在0～a 内，i 均匀增大，u BC 均匀增大，且B 点电势高于C 点电势，u BC >0；在a ～2a 内，i 均匀增大，u BC 均匀增大，且B 点电势低于C 点电势，u BC <0，故C 错误，D 正确．答案：D6．(多项选择)(2018·河南洛阳一模)如图甲所示，水平搁置的平行金属导轨连结一个平行板电容器C 和电阻R ，导体棒MN 放在导轨上且接触优秀，整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感觉强度B 的变化状况如图乙所示(图示磁感觉强度方向为正)，MN 一直保持静止，则0～t 2时间( )A ．电容器C 的电荷量大小一直没变B ．电容器C 的a 板先带正电后带负电C ．MN 所受安培力的大小一直没变D ．MN 所受安培力的方向先向右后向左分析：由题图乙可知，回路内磁感觉强度变化率ΔB Δt 不变，依据法拉第电磁感觉定律知E ＝S ΔB Δt 为恒定值，电容器C 两头的电压值不变，依据C ＝Q U 可知，电容器C 的电荷量大小一直没变，选项A 正确，B 错误；依据闭合电路欧姆定律知，MN 中电流恒定不变，因为磁感觉强度B 变化，MN 所受安培力的大小变化，选项C 错误；利用楞次定律可判断出MN 中感觉电流的方向为从N 到M ，依据左手定章，MN 所受安培力的方向为先向右后向左，选项D 正确．答案：AD考向三 电磁感觉中的电路与动力学识题[典例展现2] (2017·高考海南卷)如图，两圆滑平行金属导轨置于水平面(纸面)内，导轨间距为l ，左端连有阻值为R 的电阻，一金属杆置于导轨上，金属杆右边存在一磁感觉强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场地区．已知金属杆以速度v 0向右进入磁场地区，做匀变速直线运动，抵达磁场地区右界限(图中虚线地点)时速度恰巧为零，金属杆与导轨一直保持垂直且接触优秀．除左端所连电阻外，其余电阻忽视不计．求金属杆运动到磁场地区正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率．[思路研究] (1)金属棒在磁场中运动的加快度是多大？(2)金属棒在磁场中运动的位移是多少？(3)金属棒到达磁场地区中间时的速度是多大？[分析] 由题意可知，开始时金属杆产生的感觉电动势为E ＝Blv 0依照闭合电路欧姆定律，则电路中电流为I ＝Blv 0R 再由安培力公式有F ＝BIl ＝B 2l 2v 0R设金属杆的质量为m ，则金属杆在整个过程中的加快度为a ＝F m ＝B 2l 2v 0Rm设金属杆由开始到停止的位移为x ，由运动学公式有0－v 20＝－2ax ，解得x ＝v 202a ＝Rmv 02B 2l 2故正中间隔开始的位移为x 中＝Rmv 04B 2l 2设金属杆在中间地点时的速度为v ，由运动学公式有v2－v20＝－2ax中，解得v＝2 2v0则金属杆运动到中间地点时，所遇到的安培力为F′＝BI′l＝2B2l2v0 2R金属杆中电流的功率为P＝I′2R＝B2l2v20 2R.[答案]2B2l2v02RB2l2v202R[方法技巧]解决电磁感觉中的电路和动力学识题的重点电磁感觉与动力学识题联系的桥梁是磁场对感觉电流的安培力．解答电磁感觉中的动力学识题，在剖析方法上，要一直抓住导体的受力(特别是安培力)特色及其变化规律，明确导体的运动过程以及运动过程中状态的变化，正确掌握运动状态的临界点．(3)临界点→运动状态的变化点7.如下图，ab、cd是间距为l的圆滑倾斜金属导轨，与水平面的夹角为θ，导轨电阻不计，ac间接有阻值为R的电阻，空间存在磁感觉强度大小为B0、方向竖直向上的匀强磁场．将一根阻值为r、长度为l的金属棒从轨道顶端由静止开释，金属棒沿导轨向下运动的过程中一直与导轨接触优秀．已知当金属棒向下滑行距离x 抵达MN处时达到稳固速度，重力加快度为g，求：(1)金属棒下滑到MN的过程中经过电阻R的电荷量；(2)金属棒的稳固速度的大小．分析：(1)金属棒下滑到MN 的过程中的均匀感觉电动势为E ＝ΔΦΔt ＝B 0lx cos θΔt依据闭合电路欧姆定律，电路中的均匀电流为I ＝ER ＋r ＝B 0lx cos θ(R ＋r )Δt ，则q ＝I Δt ＝B 0lx cos θR ＋r . (2)金属棒速度稳准时的感觉电动势为E ＝B 0lv cos θ电路中产生的电流为I ＝E R ＋r金属棒受的安培力为F ＝B 0Il稳准时金属棒的加快度为零，由力的均衡条件可知mg sin θ－F cos θ＝0联立以上各式解得，稳准时金属棒的速度v ＝mg (R ＋r )sin θB 20l 2cos 2θ. 答案：(1)B 0lx cos θR ＋r(2)mg (R ＋r )sin θB 20l 2cos 2θ 8.如下图，一与水平面夹角为θ＝37°的倾斜平行金属导轨，两导轨足够长且相距L ＝，此外两根水平金属杆MN和PQ 的质量均为m ＝，可沿导轨无摩擦地滑动，MN 杆和PQ 杆的电阻均为R ＝0.2Ω(倾斜金属导轨电阻不计)，MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住，整个装置处于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向上，磁感觉强度B ＝1.0T ．PQ 杆在恒定拉力F 作用下由静止开始向上加快运动，拉力F 垂直PQ 杆沿导轨平面向上，当运动位移x ＝时PQ 杆达到最大速度，此时MN 杆对绝缘立柱的压力恰巧为零(g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求：(1)PQ 杆的最大速度大小v m ；(2)当PQ 杆加快度a ＝2m/s 2时，MN 杆对峙柱的压力大小．分析：(1)PQ 杆达到最大速度时，感觉电动势为E m ＝BLv m ，感觉电流为I m ＝E m 2R ，依据MN 杆受力剖析可得，mg sin θ＝BI m L ，联立解得v m ＝2mgR sin θB 2L 2(2)当PQ 杆的加快度a ＝2m/s 2时，对PQ 杆受力剖析，依据牛顿第二定律可得F －mg sin θ－BIL ＝ma ，对MN 杆受力剖析，依据共点力的均衡可得BIL ＋F N －mg sin θ＝0，PQ 杆达到最大速度时，有F －mg sin θ－BI m L ＝0，联立解得F N ＝0.02N ，依据牛顿第三定律可得MN 杆对峙柱的压力大小F N ′＝0.02N.考向四 电磁感觉中的能量问题[典例展现3] 如下图，竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd 的边长均为l 、电阻均为R ，质量分别为2m 和m ，它们分别系在一越过两个定滑轮的绝缘轻绳两头，在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感觉强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场．开始时ABCD 的下界限与匀强磁场的上界限重合，abcd 的上界限到匀强磁场的下界限的距离为l .现将两导线框由静止开释，当ABCD 所有进入磁场时，两导线框开始做匀速运动．不计摩擦和空气阻力，重力加快度为g ，求：(1)两导线框匀速运动的速度大小；(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热；(3)导线框abcd 经过磁场的时间．[思想流程][分析] (1)如下图，设两导线框刚匀速运动的速度大小为v 、此时轻绳上的张力为F T ，则对ABCD 有F T ＝2mg ①对abcd 有F T ＝mg ＋BIl ②I ＝E R ③ E ＝Blv ④则v ＝mgR B 2l 2⑤(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为Q ，当左、右两导线框分别向上、向下运动2l 的距离时，两导线框等高，对这一过程，由能量守恒定律有4mgl ＝2mgl ＋12×3mv 2＋Q ⑥联立⑤⑥解得Q ＝2mgl －3m 3g 2R 22B 4l 4(3)导线框abcd 经过磁场的过程中以速度v 匀速运动，设导线框abcd 经过磁场的时间为t ，则t ＝3l v ⑦联立⑤⑦解得t ＝3B 2l 3mgR .[答案] (1)mgR B 2l 2 (2)2mgl －3m 3g 2R 22B 4l 4 (3)3B 2l 3mgR[方法技巧]求解电磁感觉中能量问题的策略(1)若回路中的电流恒定，能够利用电路构造及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算．(2)若回路中的电流变化，则可按以下两种状况计算：①利用功能关系求解：电磁感觉中产生的电能等于战胜安培力所做的功；②利用能量守恒定律求解：其余形式的能的减少许等于回路中产生的电能，如例题(2)中焦耳热的计算．9.(2018·河南洛阳一模)如下图，圆滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1m，导轨间连结的定值电阻R＝3Ω，导轨上放一质量为m＝的金属杆ab，金属杆一直与导轨接触优秀，杆的电阻r＝1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感觉强度为B＝1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加快度g取10m/s2.现让金属杆从AB地点由静止开释，忽视空气阻力的影响，求：(1)金属杆的最大速度；(2)若从金属杆开始着落到恰巧达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝0.6J，此时金属杆着落的高度．分析：(1)设金属杆的最大速度为v m，此时安培力与重力均衡，即F安＝mg①又F安＝BIL②E＝BLv m③I＝ER＋r④代入数据，联立①②③④得v m＝4m/s(2)电路中产生的总焦耳热Q总＝R＋r R Q由能量守恒定律得mgh＝12mv2m＋Q总代入数据解得h＝.10．如图甲所示，斜面上存在一有理想界限的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，在斜面上离磁场上界限s1＝处静止开释一单匝矩形金属线框，线框底边和磁场界限平行，金属线框与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.整个线框进入磁场的过程中，机械能E和位移s之间的关系如图乙所示．已知E0－E1＝0.09J，线框的质量为，电阻为0.06Ω，斜面倾角θ＝37°，磁场地区的宽度d＝，重力加快度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)线框刚进入磁场时的速度大小v1；(2)线框从开始进入磁场至完整进入磁场所用的时间t；(3)线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值．分析：(1)在未进入磁场前，金属线框做匀加快直线运动，有a＝g sin37°－μg cos37°＝2m/s2v21＝2as1解得v1(2)金属线框进入磁场的过程中，减小的机械能等于战胜摩擦力F f和安培力F A所做的功，机械能均匀减小，所以安培力为恒力，线框匀速进入磁场．设线框的侧边长为s2，即线框进入磁场过程运动的距离为s2，依据功能关系，除重力以外的力所做的功等于物体机械能的变化，所以有ΔE＝W f＋W A＝(F f＋F A)s2因为是匀速进入磁场，所以F f＋F A＝mg sin 37°＝0.6 N解得s2t＝s2v1＝,1.2)s＝0.125s.(3)设线框刚出磁场时的速度大小为v 2，则有v 22＝v 21＋2a (d －s 2)解得v 2＝1.6 m/s则线框刚出磁场时的速度最大，有P max ＝I 2R ＝B 2L 2v 22R依据线框匀速进入磁场，有F A ＋μmg cos37°＝mg sin37°F A ＝BIL ＝B 2L 2v 1R联立解得P max ＝0.43W.[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分独自成册 对应学生用书第145页(45分钟)一、单项选择题1．(2018·贵州一般高等学校招生适应性考试)如图甲所示，一位于纸面内的圆形线圈经过导线与一小灯泡相连，线圈中有垂直于纸面的磁场．以垂直纸面向里为磁场的正方向，该磁场的磁感觉强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示，则以下说法正确的选项是( )A ．t 1～t 3时间内流过小灯泡电流的方向先为b →a 后为a →bB ．t 1～t 3时间内流过小灯泡电流的方向先为a →b 后为b →aC．t1～t3时间内小灯泡先变亮后变暗D．t1～t3时间内小灯泡先变暗后变亮分析：t1～t3时间内穿过线圈的磁通量先向里减小后向外增添，依据楞次定律可知，流过小灯泡电流的方向为a→b，选项A、B错误；t1～t3时间内，Bt 线的斜领先增大后减小，则磁通量的变化领先增大后减小，感觉电动势先增大后减小，小灯泡先变亮后变暗，选项C正确，D错误．答案：C2.(2017·高考全国卷Ⅲ)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直，金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的地区内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ忽然向右运动，在运动开始的瞬时，对于感觉电流的方向，以下说法正确的选项是() A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向分析：金属杆PQ向右切割磁感线，依据右手定章可知PQRS中感觉电流沿逆时针方向；本来T中的磁场方向垂直于纸面向里，闭合回路PQRS中的感觉电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，依据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感觉电流．综上所述，可知A、B、C项错误，D 项正确．答案：D3.法拉第圆盘发电机的表示图如下图．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边沿和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆回旋转时，对于流过电阻R的电流，以下说法正确的选项是()A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿b到a的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变成本来的2倍，则电流在R上的热功率也变成本。
2018届高考物理二轮专题复习课件：专题四 电路与电磁感应第二讲 楞次定律 法拉第电磁感应定律
1． [多选](2017· 中卫市一模)如图是创意物理实验 设计作品《小熊荡秋千》 。两根彼此靠近且相 互绝缘的金属棒 C、D 固定在铁架台上，与 两个铜线圈 P、Q 组成一闭合回路，两个磁 性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆 动线圈 P 时，线圈 Q 也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千。以下 说法正确的是 向左看) B．P 向右摆动的过程中，Q 也会向右摆动 C．P 向右摆动的过程中，Q 会向左摆动 D．若用手左右摆动 Q，P 会始终保持静止 ( ) A．P 向右摆动的过程中，P 中的电流方向为顺时针方向(从右
考点二
电磁感应中的图像问题
本考点是高考命题的热点，图像的种类较多，有随时间 t 变化的图像，如 B t、Φ t、E t 、F t、i t 等图像(如诊断卷 第 5、6 题)；有随位移 x 变化的图像，如 Ex、 i x 等图像(如 诊断卷第 4 题)。此类问题综合性较强，应用知识较多，如左 手定则、右手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定 律、欧姆定律、牛顿运动定律等。建议对本考点重点攻坚
二、谨记三点注意，力避踏入雷区 1．定性或定量地表示出所研究问题的函数关系是选择或 绘制图像的关键。 2． 在图像中 I、 v 等物理量的方向是通过正负值来反映的。 3．注意过程或阶段的选取，一般进磁场或出磁场，磁通 量最大或最小，有效切割长度最大或最小等是分段的关键点。 如诊断卷第 6 题，ab 棒运动到 NN′时，由于 B2＜B1，安 培力突然变小，ab 棒立即产生向下的加速度，但在向下加速 时，随安培力的逐渐增大，ab 棒的加速度逐渐减小，直到匀 速，故 A、D 均错误。
[夯基固本]
[重点清障]
1．灵活应用楞次定律中“阻碍”的推广含义： (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”； (2)阻碍相对运动——“来拒去留”； (3)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”； (4)使线圈平面有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。 如诊断卷第 1 题， 线框从上方向下靠近磁极时磁通量增 大，感应电流的磁场与原磁场方向相反，线框向下远离磁极 时，磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场同向；线框下落 过程中，由“来拒去留”可知，安培力的方向均竖直向上。