（新課標）2013高考物理 熱點探究及預測九 電磁感應

1、新課標2013高考物理熱點探究及預測九電磁感應 一、楞次定律的應用圖11兩根足夠長的光滑導軌豎直放置，間距為L，底端接阻值為R的電阻將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，金屬棒和導軌接觸良好，導軌所在平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，如圖1所示除電阻R外其余電阻不計現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則 ()A釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB金屬棒向下運動時，流過電阻R的電流方向為abC金屬棒的速度為v時，所受的安培力大小為FD電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少2如圖2，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓

2、環(huán)拉至位置a后無初速釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中 ()圖2A感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針B感應電流方向一直是逆時針C安培力方向始終與速度方向相反D安培力方向始終沿水平方向二、自感現(xiàn)象3某同學為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖3所示的電路檢查電路后，閉合開關S，小燈泡發(fā)光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象雖經(jīng)多次重復，仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象，他冥思苦想找不出原因你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是 ()圖3A電源的內(nèi)阻較大 B小燈泡電阻偏大C線圈電阻偏大 D線圈的自感系數(shù)較大三、電磁感應中的功能關

3、系及能量守恒圖44如圖4所示，兩固定的豎直光滑金屬導軌足夠長且電阻不計兩質(zhì)量、長度均相同的導體棒c、d，置于邊界水平的勻強磁場上方同一高度h處磁場寬為3h，方向與導軌平面垂直先由靜止釋放c，c剛進入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d，兩導體棒與導軌始終保持良好接觸用ac表示c的加速度，Ekd表示d的動能，xc、xd分別表示c、d相對釋放點的位移下列圖中正確的是 ()四、導軌滑桿類電磁感應問題力學與電磁感應的綜合5如圖5，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導軌，MN和MN是兩根用細線連接的金屬桿，其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導軌接觸；兩桿的總

4、電阻為R，導軌間距為l.整個裝置處在磁感應圖5強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直導軌電阻可忽略，重力加速度為g.在t0時刻將細線燒斷，保持F不變，金屬桿和導軌始終接觸良好求：(1)細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；(2)兩桿分別達到的最大速度解析(1)ab棒受力平衡，則FF安mgtan 37°(2分)F安B2IabL(1分)0750.2t0.5×Iab×10.1×10×0.75得Iab0.4t(A)(1分)cd棒上電流Icd2Iab0.8t(A)(1分)則回路中電源電動勢EIcdR總(1分)cd棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應電動勢

5、為EB1Lv(1分)聯(lián)立得，cd棒的速度v8t(m/s)(1分)所以，cd棒做初速度為零，加速度為a8 m/s2的勻加速直線運動(1分)(2)cd棒的加速度為a8 m/s2,1 s內(nèi)的位移為xat2×8×12 m4 m(1分)根據(jù)，(1分)得通過cd棒的電量為qt C0.4 C(1分)由串聯(lián)、并聯(lián)知識得：通過ab棒的電量為q0.2 C(1分)(3)t2 s時，cd棒的速度vat16 m/s(1分)根據(jù)動能定理得WW安mv20(2分)得2 s內(nèi)克服安培力做功W安21.33 J×0.1×162 J8.53 J(1分)回路中產(chǎn)生總的焦耳熱QW安8.53 J(1

6、分)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QRQ/100.853 J(2分)答案(1)做初速度為零、加速度為8 m/s2的勻加速直線運動(2)0.2 C(3)0.853 J試題分析高考對本部分內(nèi)容的要求較高，在選擇題中考查楞次定律、電磁感應中的圖象問題、能量轉(zhuǎn)化問題在計算中，難度中等偏上，往往以導體棒或?qū)Ь€框為背景，綜合應用電路知識、法拉第電磁感應定律、牛頓運動定律和能的轉(zhuǎn)化與守恒分析解決問題命題特征1楞次定律的應用：判斷感應電流的方向2圖象類問題：分析判斷：E、i，、Ek及電荷量q等物理量隨位移x、時間t的變化過程3導體棒(框)運動問題：計算求解切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的大小、最終穩(wěn)定時速度、產(chǎn)生的電能及有

7、關能量轉(zhuǎn)化知識鏈接1電磁感應的條件及應用右手定則、楞次定律判斷感應電流的方向2電路結(jié)構(gòu)分析、閉合電路歐姆定律3利用法拉第電磁感應定律及EBlv求感應電動勢4導體棒(框)的動態(tài)分析5安培力做功涉及的能量轉(zhuǎn)化.1如圖7所示的電路中，電源電動勢為E(內(nèi)阻不可忽略)，線圈L的電阻不計以下判斷正確的是 ()A閉合S穩(wěn)定后，電容器兩端電壓為E圖7B閉合S穩(wěn)定后，電容器的a極板帶正電C斷開S的瞬間，通過R1的電流方向向右D斷開S的瞬間，通過R2的電流方向向右2如圖8甲所示，光滑導軌水平放置在與水平方向夾角為60°的斜向下的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為

8、正方向)，導體棒ab垂直導軌放置，除電阻R的阻值外，其余電阻不計，導體棒ab在水平外力F作用下始終處于靜止狀態(tài)規(guī)定ab的方向為電流的正方向，水平向右的方向為外力F的正方向，則在0t1時間內(nèi)，能正確反映通過導體棒ab的電流i和導體棒ab所受水平外力F隨時間t變化的圖象是 ()圖8圖93如圖9所示，有兩個相鄰的有界勻強磁場區(qū)域，磁感應強度的大小均為B，磁場方向相反，且與紙面垂直，磁場區(qū)域在x軸方向?qū)挾染鶠閍，在y軸方向足夠?qū)挰F(xiàn)有一高為a的正三角形導線框從圖示位置開始向右沿x軸方向勻速穿過磁場區(qū)域若以逆時針方向為電流的正方向，則下列線框中感應電流i與線框移動的位移x的關系圖象正確的是 ()圖104如

9、圖10所示，在一水平桌面上有豎直向上的勻強磁場，已知桌面離地高h1.25 m，現(xiàn)有寬為1 m的U形金屬導軌固定在桌面上，導軌上垂直導軌放有一質(zhì)量為2 kg、電阻為2 的導體棒，其他電阻不計，導體棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為0.2，將導體棒放在CE左側(cè)3 m處，CE與桌面重合，現(xiàn)用F12 N的力作用于導體棒上，使其從靜止開始運動，經(jīng)過3 s導體棒剛好到達導軌的末端(在此之前導體棒的運動已達到穩(wěn)定狀態(tài))，隨即離開導軌運動，其落地點距桌子邊緣的水平距離為2 m，g取10 m/s2，則 ()A導體棒先做勻加速運動，再做勻速運動，最后做平拋運動B所加磁場的磁感應強度B2 TC導體棒上產(chǎn)生的焦耳熱為24 JD

10、整個過程中通過導體棒橫截面的電荷量為3 C5如圖11甲所示，一邊長為L，質(zhì)量為m，電阻為R的正方形金屬方框豎直放置在磁場中，磁場方向垂直方框平面，磁感應強度的大小隨y的變化規(guī)律為BB0ky，k為恒定常數(shù)，同一水平面上磁感應強度相同現(xiàn)將方框以初速度v0從O點水平拋出，重力加速度為g，不計阻力(1)通過計算確定方框最終運動的狀態(tài)；(2)若方框下落過程中產(chǎn)生的電動勢E與下落高度y的關系如圖乙所示，求方框下落H高度時產(chǎn)生的內(nèi)能圖11圖126如圖12所示，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導軌MN、PQ.導軌間距為L，電阻不計一根電阻不計的金屬棒ab可在導軌上無摩擦地滑動棒與導軌垂直，并接觸良好導軌之間有垂直紙面向

11、外的勻強磁場，磁感應強度為B.導軌右邊與電路連接電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R.在NQ間接有一水平放置的平行板電容器C，板間距離為d，電容器中有一質(zhì)量為m的帶電微粒，求：(1)當ab以速度v0勻速向左運動時，電容器中質(zhì)量為m的帶電微粒恰好靜止，試判斷微粒的帶電性質(zhì)及帶電荷量的大??；(2)ab棒由靜止開始以恒定的加速度a向左運動，討論電容器中帶電微粒的加速度如何變化(設帶電微粒始終未與極板接觸)答案考題展示1AC2AD3C4BD5(1)21(2)預測演練1C2D3C4BD5(1)見解析(2)mgH解析(1)因為方框各條邊中的電流大小相等，根據(jù)對稱性可知方框在水平方向所受合力為0，沿水平方向做勻速運動設方框運動t時間，下落h高度，豎直方向速度為vy，切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為EB下LvyB上LvyIE/Rmg(B下LIB上LI)maag豎直方向上做變加速運動，最