高考專題突破電磁感應(yīng)定律與應(yīng)用

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載高考專題突破：電磁感應(yīng)規(guī)律與應(yīng)用考點一楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用、基礎(chǔ)知識要記牢.感應(yīng)電流產(chǎn)生條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動;穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。（2）方向判斷：右手定則：常用于情況；楞次定律：常用于情況。.感應(yīng)電動勢的計算（1）法拉第電磁感應(yīng)定律：E = n詈。若B變，而S不變，則E=nTBs；若S變而B不AS變，則E=nB五。常用于計算平均電動勢。（2）導(dǎo)體垂直切割磁感線運動：E=Blv,主要用于求電動勢的瞬時值。二、方法技巧要用好.楞次定律推廣的三種表述（1）阻礙原磁通量的變化（增反減同）。（2）阻礙相對運動（來拒去留）。（3）阻礙原電

2、流的變化（自感現(xiàn)象）。2.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法（1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律（右手定則）確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。（2）畫出等效電路，對整個回路進(jìn)行分析，確定哪一部分是電源，哪一部分為負(fù)載以及 負(fù)載間的連接關(guān)系。運用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的性質(zhì)、電功率等公式求解。例1、（2012四川高考）半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為 R0。圓環(huán)水平固定放置， 整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直 向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 Bo桿在圓環(huán)上以速度 v平行于直徑CD右做勻速直線運動，桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始,的位置由。確定，如圖所示。

3、則（ A. 0= 0時，桿產(chǎn)生的電動勢為B.桿產(chǎn)生的電動勢為0= 0時，桿受的安培力大小為0=3t桿受的安培力大小為例2、（2012新課標(biāo)全國卷）如圖2Bav3Bav2B2av（什2a3B av5 兀+ 3 Ro1示，均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框，半圓直徑與磁場邊緣重合；磁場方向垂直于半圓面（紙 面）向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 Boo使該線框從靜止開始繞過圓心 0、垂直 于半圓面的軸以角速度 3勻速轉(zhuǎn)動半周，在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流。 現(xiàn)使線框保持圖中所示位置，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同AB樣大小的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率差的大小應(yīng)為（）AtA.4

4、 co Bo兀2 co Bo B.兀C.3 BoD. 2兀學(xué)習(xí)必備歡迎下載例3、物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中， 導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是()A.線圈接在了直流電源上B.電源電壓過高C.所選線圈的匝數(shù)過多D.所用套環(huán)的材料與老師的不同考點二電磁感應(yīng)的圖象問題.電磁感應(yīng)的圖象問題分類在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢、 感應(yīng)電流及磁場

5、對導(dǎo)線的作用力隨時間的 變化規(guī)律，也可用圖象直觀地表示出來。如I t、Bt、E t、E x、Ix圖象等。此問題可分為兩類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖象。(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量。.分析思路(1)明確圖象的種類。(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程。(3)結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式。(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖象分析。二、方法技巧要用好.圖象選擇問題求解物理圖象的選擇類問題可用“排除法”，即排除與題目要求相違背的圖象，留下正確圖象；也可用“對照法”，即按照題目要求畫出正確的草圖，再與選項對照，選出正確選 擇。解決此類問題的關(guān)鍵就是把握圖象特點、分

6、析相關(guān)物理量的函數(shù)關(guān)系、分析物理過程的變化規(guī)律或關(guān)鍵物理狀態(tài)。.圖象分析問題在定性分析物理圖象時，要明確圖象中的橫軸與縱軸所代表的物理量，要弄清圖象的物理意義，借助有關(guān)的物理概念、公式、定理和定律作出分析判斷；而對物理圖象定量計算時，要搞清圖象所揭示的物理規(guī)律或物理量間的函數(shù)關(guān)系，并要注意物理量的單位換算問題，要善于挖掘圖象中的隱含條件，明確有關(guān)圖線所包圍的面積、圖象在某位置的斜率(或其絕對彳1卜圖線在縱軸和橫軸上的截距所表示的物理意義。 例1、如圖所示，兩固定的豎直光滑金屬導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。兩質(zhì)量、長度均相同的導(dǎo) 體棒c、d,置于邊界水平的勻強(qiáng)磁場上方同一高度h處。磁場寬為3h,方向與導(dǎo)

7、軌平面垂直。先由靜止釋放c, c剛進(jìn)入磁場即勻速運動，此時再由靜止釋放d,兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)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、分別表示c、d相對 釋放點的位移。圖中正確的是 ()例2、(2012新課標(biāo)全國卷)如圖所示， 一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定 在同一平面內(nèi)，線框在長直導(dǎo)線右側(cè)， 且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在t=0 到1 = 3的時間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i 發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總學(xué)習(xí)必備歡迎下載是沿順時針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則 i隨時間t變化的圖線可能是()例3、如圖所示，

8、一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根豎直懸掛的條形磁鐵，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸線始終保持重合。若取磁鐵中心O為坐標(biāo)原點，建立豎直向下為正方向的 x軸，則圖3中最能正確反映環(huán)中感應(yīng)電流 i隨環(huán)心位置坐標(biāo)x變化的關(guān) 系圖象是()AbCD考點三一、基礎(chǔ)知識要記牢電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題1,動力學(xué)問題電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的 感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應(yīng)問題往往與力學(xué)問題聯(lián)系在一起， 解決這類電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題，要重視動態(tài)分析。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電動勢一感應(yīng)電流一通電導(dǎo)體受安培力一合外力變化一加速度變 化一速度變化一感應(yīng)電動勢變化一周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，

9、導(dǎo)體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。2.能量問題(1)安培力做的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，用框圖表示如下： 此；|其他形式的能 W0安培力做的功是電能與其他形式的能轉(zhuǎn)化的量度。安培力做多少正功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；安培力做多少負(fù)功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能發(fā)生了轉(zhuǎn)化。如有摩擦力做功，必有內(nèi)能產(chǎn)生； 有重力做功，重力勢能必然發(fā)生變化；安培力做負(fù)功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能等。二、方法技巧要用好.解決電磁感應(yīng)中的力學(xué)問題的具體步驟為(1)明確哪一部分電路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則這部分電路就是等效電源；(2)正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖

10、；(3)分析所研究的導(dǎo)體的受力情況 (包括安培力、用左手定則確定其方向)；(4)列出動力學(xué)方程或平衡方程或功能關(guān)系并求解。.弄清兩種狀態(tài)(1)導(dǎo)體處于平衡狀態(tài) 一一靜止或勻速直線運動(根據(jù)平衡條件，合外力為零列式分析)。(2)導(dǎo)體處于非平衡狀態(tài)一一加速度不為零(根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動態(tài)分析或結(jié)合功能 關(guān)系分析)。三、易錯易混要明了安培力是變力時，安培力的功不能用功的定義式求解，而應(yīng)用功能關(guān)系求解。 例1、(2012山東高考)如圖13所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬 導(dǎo)軌與水平面的夾角為0,上端接有定值電阻 R,勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)弓11度為Bo將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)

11、速度達(dá)到v時開始勻速運動，此時對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒 為P,導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運動。導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良 好，不計導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g。下列選項正確的是()A . P= 2mgv sin 0學(xué)習(xí)必備歡迎下載B. P= 3mgv sin 0C.當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到2時加速度大小為gsin 0D.在速度達(dá)到2V以后勻速運動的過程中，R上產(chǎn)生的焦耳熱等于拉力所做的功例2、(2012廣東高考)如圖所示，質(zhì)量為 M的導(dǎo)體棒ab,垂直放在相距為l的平行光滑金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為以并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B、方向垂直于導(dǎo)的平行金屬板，R

12、和Rx分別表示定求通過棒的電流I及棒的速率V。 m、帶電荷量為+ q的微粒水平射軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，左側(cè)是水平放置、間距為 d 值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻。(1)調(diào)節(jié)Rx= R,釋放導(dǎo)體棒，當(dāng)棒沿導(dǎo)軌勻速下滑時, (2)改變Rx,待棒沿導(dǎo)軌再次勻速下滑后，將質(zhì)量為入金屬板間，若它能勻速通過，求此時的Rxo例3、(2012蘇北四市一模)兩根足夠長的光滑平行直導(dǎo)軌MN、PQ與水平面成。角放置，兩導(dǎo)軌間距為L, M、P兩點間接有阻值為 R的電阻。一根質(zhì)量為 m的均勻直金屬桿 ab放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬

13、桿接觸良好，它們的電阻不計?，F(xiàn)讓ab桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。(1)求ab桿下滑的最大速度 Vm；(2)ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求該過程中ab桿下滑白距離x及通過電阻R的電荷量q?！咀晕已菥殹?、(2013甘肅省蘭州市模擬) 一接有電壓表的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中向 右作勻速運動，如圖所示，下列說法正確的是A.線圈中有感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動勢B.線圈中無感應(yīng)電流，也無感應(yīng)電動勢學(xué)習(xí)必備歡迎下載C.線圈中無感應(yīng)電流，有感應(yīng)電動勢D.線圈中無感應(yīng)電流，但電壓表有示數(shù)2、（山東省淄博市2013屆高三第二次模擬考試?yán)砜凭C合）如圖，足夠長的“U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成

14、口角（0口90）,其中MN與PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 b的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒 ah由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒接人電路的電阻為 r,當(dāng)流過棒某一橫截面的電量為 q時，棒的速度大小為v,則金屬棒ab在這一過程中A. a點的電勢高于b點的電勢b . ab棒中產(chǎn)生的焦耳熱小于 ab棒重力勢能的減少量孤C.下滑位移大小為 SLsin & TOC o 1-5 h z D.受到的最大安培力大小為五3、（2013屆浙江省臺州市六校）如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于回路所在

15、的平面。回路以速度v向右勻速進(jìn)入磁場，直徑 CD始絡(luò)與MN垂直。從D點到達(dá)邊界開始到 C點進(jìn)入磁場為止，XXXXXXX K XXXX下列結(jié)論正確的是（）A.感應(yīng)電流方向不變B . CD段直線始終不受安培力C.感應(yīng)電動勢最大值 E=BavD,感應(yīng)電動勢平均值 44、（江西省新余市2013屆高三第二次模擬考試?yán)砜凭C合）圖所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊長為2L,高為L。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場，左側(cè)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd ,從圖示位置開始沿 x軸正方向以速度 v勻 速穿過磁場區(qū)域。取沿順時針的

16、感應(yīng)電流方向為正，由圖乙中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是學(xué)習(xí)必備歡迎下載例5、（河南省十所名校 2013屆高三第三次聯(lián)考理科綜合）如圖所示，在邊長為l的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。一個邊長也為l的等邊三角形導(dǎo)線框 abc,在t= 0時恰與上述磁場區(qū)域的邊界重合。此后三角形線框以周期 T繞其中心在紙T面內(nèi)沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則在其轉(zhuǎn)動的03時間內(nèi)04T0屜廣47A .感應(yīng)電流的方向先逆時針后順時針，平均感應(yīng)電動勢為B.感應(yīng)電流的方向先順時針后逆時針，平均感應(yīng)電動勢為C.感應(yīng)電流的方向先順時針后逆時針，平均感應(yīng)電動勢為D.感應(yīng)電流的方向先逆時針后順時針，平均感應(yīng)電動勢為例6、（河南省平頂山許昌新鄉(xiāng) 2013屆高三第三次調(diào)研考試?yán)砜凭C合）如圖所示，兩條足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌電阻不計，其間距為L=2m。在兩導(dǎo)軌之間有磁感應(yīng)弓雖度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場，其方向垂直導(dǎo)軌所在的豎直面水平向外。金屬棒 ab的質(zhì)量為mi=2kg ,金屬棒cd的質(zhì)量為m2=1kg , ab和cd都與導(dǎo)軌垂直放置，且其長度剛好 都和導(dǎo)軌寬度相同