高中物理高考總復(fù)習(xí)課件第十章專題強(qiáng)化十二電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題

高中物理教學(xué)同步課件前言1——學(xué)習(xí)方法總結(jié)學(xué)習(xí)物理重要，掌握學(xué)習(xí)物理的方法更重要。學(xué)好物理的“法寶”包括預(yù)習(xí)、聽(tīng)課、整理、應(yīng)用（作業(yè)）、復(fù)習(xí)總結(jié)等。大量事實(shí)表明：做好課前預(yù)習(xí)是學(xué)好物理的前提；主動(dòng)高效地聽(tīng)課是學(xué)好物理的關(guān)鍵；及時(shí)整理好學(xué)習(xí)筆記、做好練習(xí)是鞏固、深化、活化物理概念的理解，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問(wèn)題的能力，從而形成技能技巧的重要途徑；善于復(fù)習(xí)、歸納和總結(jié)，能使所學(xué)知識(shí)觸類旁通；適當(dāng)閱讀科普讀物和參加科技活動(dòng)，是學(xué)好物理的有益補(bǔ)充；樹(shù)立遠(yuǎn)大的目標(biāo)，做好充分的思想準(zhǔn)備，保持良好的學(xué)習(xí)心態(tài)，是學(xué)好物理的動(dòng)力和保證。注意學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)能力，同學(xué)們可從以下幾點(diǎn)做起。高中物理是一門既有趣又有用的學(xué)科，它可以幫助我們理解自然界的現(xiàn)象，提高我們的邏輯思維和創(chuàng)造力。但是，高中物理也是一門很難的學(xué)科，它涉及到很多抽象的概念，復(fù)雜的公式和繁瑣的計(jì)算。如果你想在考試中取得好成績(jī)，你需要掌握大量的知識(shí)點(diǎn)，并且能夠靈活地運(yùn)用它們。一輪復(fù)習(xí)擁有一個(gè)重要的任務(wù)，就是把之前的弱科補(bǔ)強(qiáng)至平均水平，物理作為理科里公認(rèn)的最難，值得在一輪復(fù)習(xí)里花去更多的時(shí)間。高中物理教材中最重要的知識(shí)點(diǎn)，如發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)漏洞，務(wù)必利用一輪復(fù)習(xí)的時(shí)間將他補(bǔ)強(qiáng)。前言2——學(xué)習(xí)方法總結(jié)課前預(yù)習(xí)，首先把新課的內(nèi)容都要仔細(xì)地閱讀一遍，通過(guò)閱讀、分析、思考，了解教材的知識(shí)體系，重點(diǎn)、難點(diǎn)、范圍和要求。對(duì)于物理概念和規(guī)律則要抓住其核心，以及與其它物理概念和規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系，把教材中自己不懂的疑難問(wèn)題記錄下來(lái)。然后再縱觀新課的內(nèi)容，找出各知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系，掌握知識(shí)的脈絡(luò)，繪出知識(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。同時(shí)還要閱讀有關(guān)典型的例題并嘗試解答，把解答書(shū)后習(xí)題作為閱讀效果的檢查。上課老師講到自己預(yù)習(xí)時(shí)的不懂之處時(shí)，主動(dòng)、格外注意聽(tīng)，力求當(dāng)堂弄懂。同時(shí)可以對(duì)比老師的講解以檢查自己對(duì)教材理解的深度和廣度，學(xué)習(xí)教師對(duì)疑難問(wèn)題的分析過(guò)程和思維方法，也可以作進(jìn)一步的質(zhì)疑、析疑、提出自己的見(jiàn)解。學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的回顧、對(duì)照預(yù)習(xí)筆記、聽(tīng)課筆記、作業(yè)、達(dá)標(biāo)檢測(cè)、教科書(shū)和參考書(shū)等材料加以補(bǔ)充、歸納，使所學(xué)的知識(shí)達(dá)到系統(tǒng)、完整和高度概括的水平。學(xué)習(xí)筆記要簡(jiǎn)明、易看、一目了然，做到定期按知識(shí)本身的體系加以歸類，整理出總結(jié)性的學(xué)習(xí)筆記，以求知識(shí)系統(tǒng)化。把這些思考的成果及時(shí)保存下來(lái)，以后再?gòu)?fù)習(xí)時(shí)，就能迅速地回到自己曾經(jīng)達(dá)到的高度。預(yù)習(xí)中，用書(shū)上的習(xí)題檢查自己的預(yù)習(xí)效果，課后作業(yè)時(shí)多進(jìn)行一題多解及分析最優(yōu)解法練習(xí)。在章節(jié)復(fù)習(xí)中精選課外習(xí)題自我測(cè)驗(yàn)，及時(shí)反饋信息。要做好作業(yè)，首先要仔細(xì)審題，弄清題中敘述的物理過(guò)程，明確題中所給的條件和要求解決的問(wèn)題；根據(jù)題中陳述的物理現(xiàn)象和過(guò)程對(duì)照所學(xué)物理知識(shí)選擇解題所要用到的物理概念和規(guī)律；經(jīng)過(guò)冷靜的思考或分析推理，建立數(shù)學(xué)關(guān)系式；借助數(shù)學(xué)工具進(jìn)行計(jì)算，求解時(shí)要將各物理量的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制中；最后還必須對(duì)答案進(jìn)行驗(yàn)證討論，以檢查所用的規(guī)律是否正確，在運(yùn)算中出現(xiàn)的各物理的單位是否一致，答案是否正確、符合實(shí)際，物理意義是否明確，運(yùn)算進(jìn)程是否嚴(yán)密，是否還有別的解法，通過(guò)驗(yàn)證答案、回顧解題過(guò)程，才能牢固地掌握知識(shí)，熟悉各種解題的思路和方法，提高解題能力。對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)，做過(guò)的練習(xí)，如果不會(huì)歸納總結(jié)，就容易出現(xiàn)知識(shí)之間的割裂而形成孤立地、呆板地學(xué)習(xí)物理知識(shí)的傾向。其結(jié)果必然是物理內(nèi)容一大片，定律、公式一大堆，但對(duì)具體過(guò)程分析不清，對(duì)公式中的物理量間的關(guān)系理解不深，不會(huì)縱觀全局，前后聯(lián)貫，靈活運(yùn)用物理概念和物理規(guī)律去解決具體問(wèn)題。因此，課后要及時(shí)的復(fù)習(xí)、總結(jié)。課后的復(fù)習(xí)除了每節(jié)課后的整理筆記、完成作業(yè)外，還要進(jìn)行章節(jié)的單元復(fù)習(xí)。要經(jīng)常通過(guò)對(duì)比、鑒別，弄清事物的本質(zhì)、內(nèi)在聯(lián)系以及變化發(fā)展過(guò)程，并及時(shí)歸納總結(jié)以形成系統(tǒng)的知識(shí)。通過(guò)分析對(duì)比，歸納總結(jié)，便可以使知識(shí)前后貫通，縱橫聯(lián)系，并從物理量間的因果聯(lián)系和發(fā)展變化中加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解。前言3——學(xué)習(xí)方法總結(jié)專題強(qiáng)化十二電磁感應(yīng)的綜合問(wèn)題大一輪復(fù)習(xí)講義第十章

電磁感應(yīng)1.本專題是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、恒定電流、電磁感應(yīng)和能量等知識(shí)的綜合應(yīng)用，高考既以選擇題的形式命題，也以計(jì)算題的形式命題.2.學(xué)好本專題，可以極大地培養(yǎng)同學(xué)們數(shù)形結(jié)合的推理能力和電路分析能力，針對(duì)性的專題強(qiáng)化，可以提升同學(xué)們解決數(shù)形結(jié)合、利用動(dòng)力學(xué)和功能關(guān)系解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的信心.3.用到的知識(shí)有：左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、函數(shù)圖象、動(dòng)能定理和能量守恒定律等.專題解讀NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引研透命題點(diǎn)課時(shí)作業(yè)細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn)限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度研透命題點(diǎn)1.題型簡(jiǎn)述借助圖象考查電磁感應(yīng)的規(guī)律，一直是高考的熱點(diǎn)，此類題目一般分為兩類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過(guò)程選出正確的圖象；(2)由給定的圖象分析電磁感應(yīng)過(guò)程，定性或定量求解相應(yīng)的物理量或推斷出其他圖象.常見(jiàn)的圖象有B－t圖、E－t圖、i－t圖、v－t圖及F－t圖等.2.解題關(guān)鍵弄清初始條件、正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍、所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式、進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)等是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵.命題點(diǎn)一電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)題3.解題步驟(1)明確圖象的種類，即是B－t圖還是Φ－t圖，或者E－t圖、I－t圖等；(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程；(3)用右手定則或楞次定律確定方向的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等知識(shí)寫出相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式；(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等；(6)畫(huà)圖象或判斷圖象.高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理與初中物理區(qū)別進(jìn)入高中一年級(jí)學(xué)習(xí)，學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，這是由于高中物理和初中物理區(qū)別，主要有以下幾個(gè)方面：一、知識(shí)量增大。學(xué)科門類，高中與初中差不多，但高中的知識(shí)量比初中的大。二、理論性增強(qiáng)。這是最主要的特點(diǎn)。初中教材有些只要求初步了解，只作定性研究，而高中則要求深入理解，作定量研究，教材的抽象性和概括性大大加強(qiáng)。三、系統(tǒng)性增強(qiáng)。高中教材由于理論性增強(qiáng)，常以某些基礎(chǔ)理論為綱，根據(jù)一定的邏輯，把基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)結(jié)起來(lái)。構(gòu)成一個(gè)完整的知識(shí)體系。前后知識(shí)的關(guān)聯(lián)是其一個(gè)表現(xiàn)。另外，知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成是另一個(gè)表現(xiàn)，因此高中教材知識(shí)結(jié)構(gòu)化明顯升級(jí)。四、綜合性增強(qiáng)。學(xué)科間知識(shí)相互滲透，相互為用，加深了學(xué)習(xí)難度。如分析計(jì)算物理題，要具備數(shù)學(xué)的函數(shù)，解方程等知識(shí)技能。對(duì)于高中生來(lái)講，物理絕對(duì)是非常難的一科，不少同學(xué)都花費(fèi)了大量的精力仍然沒(méi)有學(xué)好物理。高中物理怎么才能提高成績(jī)，下面這些物理高效學(xué)習(xí)方法可以給大家一些指導(dǎo)。一、課堂上認(rèn)真聽(tīng)課。學(xué)生一天中基本上都是在課堂上度過(guò)，如果課堂都無(wú)法做到認(rèn)真聽(tīng)講，這就相當(dāng)于蓋房子連磚都沒(méi)有一樣。對(duì)于高中物理的學(xué)習(xí)，最重要的是要聚精會(huì)神聽(tīng)課，全神貫注，不要開(kāi)小差。課堂中學(xué)習(xí)的內(nèi)容也都是物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，只有認(rèn)真聽(tīng)課，才能打好基礎(chǔ)。二、做好課前預(yù)習(xí)。我們都知道笨鳥(niǎo)先飛的道理，由于我們基礎(chǔ)差，物理學(xué)習(xí)一定要走在別人前頭，建議基礎(chǔ)差的同學(xué)課前一定要預(yù)習(xí)，這樣與之相關(guān)的舊知識(shí)可以復(fù)習(xí)一下，新知識(shí)如果不懂可以標(biāo)記出來(lái)課堂重點(diǎn)去聽(tīng)，這樣可以帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，由于已經(jīng)自學(xué)過(guò)一遍，聽(tīng)課的時(shí)候更容易跟上老師講課的進(jìn)度，不會(huì)出現(xiàn)聽(tīng)不懂而失去信心不愿意聽(tīng)的現(xiàn)象。高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理學(xué)習(xí)技巧對(duì)于高中生來(lái)講，物理絕對(duì)是非常難的一科，不少同學(xué)都花費(fèi)了大量的精力仍然沒(méi)有學(xué)好物理。高中物理怎么才能提高成績(jī)，下面這些物理高效學(xué)習(xí)方法可以給大家一些指導(dǎo)。三、課本先吃透，掌握基本知識(shí)點(diǎn)和定理。不少同學(xué)學(xué)習(xí)物理普遍存在課本都沒(méi)掌握，甚至最基礎(chǔ)的公式、定理都沒(méi)記住，談何靈活應(yīng)用。同時(shí)課本上的物理知識(shí)不建議死記硬背，一定要理解記憶，特別是定理，要深入理解它的內(nèi)涵、外延、推導(dǎo)、應(yīng)用范圍等，總結(jié)出各種知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，在頭腦中形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。四、重視物理錯(cuò)題。對(duì)于每天出現(xiàn)的錯(cuò)題，課上老師重點(diǎn)講解的錯(cuò)題及總結(jié)的錯(cuò)題，要及時(shí)的進(jìn)行深入研究、并及時(shí)歸類、總結(jié)，做到同樣的錯(cuò)誤不一錯(cuò)再錯(cuò)。高中物理學(xué)習(xí)技巧——高中物理學(xué)習(xí)技巧即基本概念要清楚，基本規(guī)律要熟悉，基本方法要熟練。1、基本概念，比如說(shuō)速率，它有兩個(gè)意思：一是表示速度的大??；二是表示路程與時(shí)間的比值（如在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中），而速度是位移與時(shí)間的比值（指在勻速直線運(yùn)動(dòng)中）。2、基本規(guī)律，比如平均速度的計(jì)算公式有兩個(gè)，經(jīng)常用到V=s/t、V=(vo+vt)/2，前者是定義式，適用于任何情況，后者是導(dǎo)出式，只適用于做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況。3、基本方法，比如學(xué)習(xí)物理時(shí)，可以總結(jié)出一些簡(jiǎn)練易記實(shí)用的推論或論斷，如，沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低；同一根繩上張力相等；加速度為零時(shí)速度最大；洛侖茲力不做功等等。高中物理學(xué)習(xí)技巧——“三個(gè)基本”4.常用方法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng).(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象進(jìn)行分析和判斷.例1

(2018·全國(guó)卷Ⅱ·18)如圖1，在同一水平面內(nèi)有兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間存在依次相鄰的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域?qū)挾染鶠閘，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向交替向上向下.一邊長(zhǎng)為l的正方形金屬線框在導(dǎo)軌上向左勻速運(yùn)動(dòng).線框中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的正確圖線可能是圖1√解析設(shè)線路中只有一邊切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為i.線框位移等效電路的連接電流I＝2i(順時(shí)針)I＝0I＝2i(逆時(shí)針)I＝0分析知，只有選項(xiàng)D符合要求.變式1

(多選)(2018·湖北省黃岡市期末調(diào)研)如圖2所示，在光滑水平面內(nèi)，虛線右側(cè)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，一正方形金屬線框質(zhì)量為m，電阻為R，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，從虛線處進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在外力作用下，線框由靜止開(kāi)始，以垂直于磁場(chǎng)邊界的恒定加速度a進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，t1時(shí)刻線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)，規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)楦袘?yīng)電流I的正方向，外力大小為F，線框中電功率的瞬時(shí)值為P，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q，選項(xiàng)中P－t圖象和q－t圖象均為拋物線，則這些量隨時(shí)間變化的圖象正確的是圖2√√例2

(多選)(2018·廣西北海市一模)如圖3甲所示，導(dǎo)體框架abcd放置于水平面內(nèi)，ab平行于cd，導(dǎo)體棒MN與兩導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置放置于垂直于框架平面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，MN始終保持靜止.規(guī)定豎直向上為磁場(chǎng)正方向，沿導(dǎo)體棒由M到N為感應(yīng)電流的正方向，水平向右為導(dǎo)體棒所受安培力F的正方向，水平向左為導(dǎo)體棒所受摩擦力Ff的正方向，下列圖象中正確的是圖3√√解析由題圖乙可知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先為零，后恒定不變，感應(yīng)電流先為零，后恒定不變，回路中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故A錯(cuò)誤，B正確；在0～t1時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN不受安培力；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受安培力方向水平向右，由F＝BIL可知，B均勻減小，MN所受安培力均勻減??；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒MN所受安培力方向水平向左，由F＝BIL可知，B均勻增大，MN所受安培力均勻增大；根據(jù)平衡條件得到，棒MN受到的摩擦力大小Ff＝F，二者方向相反，即在0～t1時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有摩擦力，而在t1～t2時(shí)間內(nèi)，摩擦力方向向左，大小均勻減小，在t2～t3時(shí)間內(nèi)，摩擦力方向向右，大小均勻增大，故C錯(cuò)誤，D正確.變式2

(多選)(2019·安徽省黃山市質(zhì)檢)如圖4甲所示，閉合矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.規(guī)定垂直紙面向外為磁場(chǎng)的正方向，順時(shí)針為線框中感應(yīng)電流的正方向，水平向右為安培力的正方向.關(guān)于線框中的感應(yīng)電流i與ad邊所受的安培力F隨時(shí)間t變化的圖象，下列選項(xiàng)中正確的是圖4√√解析由題圖乙可知，0～1s內(nèi)，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?，為正值?～2s內(nèi)，磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流，2～3s內(nèi)，B的方向垂直紙面向外，B減小，Φ減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，為?fù)值，3～4s內(nèi)，B的方向垂直紙面向里，B增大，Φ增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?，感?yīng)電流為負(fù)值，A錯(cuò)誤，B正確；1.題型簡(jiǎn)述感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用，因此電磁感應(yīng)問(wèn)題往往跟力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起.解決這類問(wèn)題需要綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律(法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律)及力學(xué)中的有關(guān)規(guī)律(共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理等).2.兩種狀態(tài)及處理方法命題點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行分析3.動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過(guò)程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大值或最小值的條件.具體思路如下：例3

(2016·全國(guó)卷Ⅱ·24)如圖5，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上.t＝0時(shí)，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).t0時(shí)刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng).桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.重力加速度大小為g.求：(1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大??；圖5解析設(shè)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)前的加速度大小為a，由牛頓第二定律得F－μmg＝ma

①設(shè)金屬桿到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí)的速度為v，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v＝at0 ②當(dāng)金屬桿以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律知產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝Blv ③聯(lián)立①②③式可得(2)電阻的阻值.解析設(shè)金屬桿在磁場(chǎng)區(qū)域中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桿中的電流為I，根據(jù)歐姆定律式中R為電阻的阻值.金屬桿所受的安培力為F安＝BlI ⑥因金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，有F－μmg－F安＝0 ⑦變式3

(多選)(2018·安徽省安慶市二模)如圖6甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻R，整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.t＝0時(shí)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F，使金屬棒由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).已知通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.下列關(guān)于棒的運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、流過(guò)R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的變化率隨時(shí)間變化的圖象正確的是圖6√√變式4

如圖7甲所示，間距L＝0.5m的兩根光滑平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌平面傾角θ＝30°.導(dǎo)軌底端接有阻值R＝0.8Ω的電阻，導(dǎo)軌間有Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)矩形區(qū)域，其長(zhǎng)邊都與導(dǎo)軌垂直，兩區(qū)域的寬度均為d2＝0.4m，兩區(qū)域間的距離d1＝0.4m，Ⅰ區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0＝1T，Ⅱ區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化如圖乙所示，規(guī)定垂直于導(dǎo)軌平面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)檎较?t＝0時(shí)刻，把導(dǎo)體棒MN無(wú)初速度地放在區(qū)域Ⅰ下邊界上.已知導(dǎo)體棒的質(zhì)量m＝0.1kg，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，且導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)邊界時(shí)都認(rèn)為處于磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻不計(jì)，取重力加速度g＝10m/s2.求：圖7(1)0.1s內(nèi)導(dǎo)體棒MN所受的安培力大??；答案

0.5N0.1s內(nèi)安培力F1＝B0I1L，解得F1＝0.5N(2)t＝0.5s時(shí)回路中的電動(dòng)勢(shì)和流過(guò)導(dǎo)體棒MN的電流方向；答案

0.4V

N→M解析因F1＝mgsinθ，故導(dǎo)體棒在0.1s內(nèi)靜止，從第0.1s末開(kāi)始加速，解得：Δt＝0.4s，v1＝2m/st＝0.5s時(shí)，導(dǎo)體棒剛滑到Ⅱ區(qū)域上邊界，此時(shí)B2＝0.8T，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E2＝B2Lv1＝0.8Vt＝0.5s時(shí)，因磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)t＝0.5s時(shí)的總電動(dòng)勢(shì)E＝E3－E2＝0.4V導(dǎo)體棒電流方向：N→M(3)0.5s時(shí)導(dǎo)體棒MN的加速度大小.答案

7m/s2解析設(shè)0.5s時(shí)導(dǎo)體棒的加速度為a，有F＋mgsinθ＝ma，解得a＝7m/s2，方向沿斜面向下.1.題型簡(jiǎn)述電磁感應(yīng)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，而能量的轉(zhuǎn)化是通過(guò)安培力做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的.安培力做功的過(guò)程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程；外力克服安培力做功的過(guò)程，則是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程.2.解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象(導(dǎo)體棒或回路)；(2)弄清電磁感應(yīng)過(guò)程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互轉(zhuǎn)化；(3)根據(jù)能量守恒定律或功能關(guān)系列式求解.命題點(diǎn)三電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和能量問(wèn)題3.求解電能應(yīng)分清兩類情況(1)若回路中電流恒定，可以利用電路結(jié)構(gòu)及W＝UIt或Q＝I2Rt直接進(jìn)行計(jì)算.(2)若電流變化，則①利用安培力做功求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，則減少的機(jī)械能等于產(chǎn)生的電能.例4

(2018·吉林省吉林市第二次調(diào)研)如圖8甲所示，一邊長(zhǎng)L＝2.5m、質(zhì)量m＝0.5kg的正方形金屬線框，放在光滑絕緣的水平面上，整個(gè)裝置處在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它的一邊與磁場(chǎng)的邊界MN重合.在水平力F作用下由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)5s線框被拉出磁場(chǎng).測(cè)得金屬線框中的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，在金屬線框被拉出的過(guò)程中，(1)求通過(guò)線框的電荷量及線框的總電阻；圖8答案見(jiàn)解析得R＝4Ω；(2)分析線框運(yùn)動(dòng)性質(zhì)并寫出水平力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式；答案見(jiàn)解析解析由題圖乙可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的規(guī)律：I＝0.1t線框做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝0.2m/s2線框在外力F和安培力F安作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)－F安＝ma又F安＝BIL得F＝(0.2t＋0.1)N；(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.92J，那么在此過(guò)程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少.答案見(jiàn)解析解析5s時(shí)，線框從磁場(chǎng)中拉出時(shí)的速度v5＝at＝1m/s變式5

(多選)如圖9所示，豎直放置的“

”形光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ的高和間距均為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m的水平金屬桿由靜止釋放，進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ時(shí)的速度相等.金屬桿在導(dǎo)軌間的電阻為R，與導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，重力加速度為g.金屬桿A.剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)加速度方向豎直向下B.穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ的時(shí)間大于在兩磁場(chǎng)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間C.穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgd圖9√√解析穿過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ后，金屬桿在磁場(chǎng)之間做加速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)Ⅱ上邊緣速度大于從磁場(chǎng)Ⅰ出來(lái)時(shí)的速度，即進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的速度等于進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的速度，大于從磁場(chǎng)Ⅰ出來(lái)時(shí)的速度，金屬棒在磁場(chǎng)Ⅰ中做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，A錯(cuò)誤；金屬棒在磁場(chǎng)Ⅰ中做減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知BIL－mg＝

－mg＝ma，a隨著減速過(guò)程逐漸變小，即在前一段做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)之間做加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)過(guò)程位移大小相等，由v－t圖象(可能圖象如圖所示)可以看出前一段用時(shí)多于后一段用時(shí)，B正確；由于進(jìn)入兩磁場(chǎng)時(shí)速度相等，由動(dòng)能定理知，W安1－mg·2d＝0，W安1＝2mgd.即通過(guò)磁場(chǎng)Ⅰ產(chǎn)生的熱量為2mgd，故穿過(guò)兩磁場(chǎng)產(chǎn)生的總熱量為4mgd，C正確；變式6

(2018·福建省南平市適應(yīng)性檢測(cè))如圖10所示，一對(duì)平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L＝0.2m，左端接有阻值R＝0.3Ω的電阻，右側(cè)平滑連接一對(duì)彎曲的光滑軌道.僅在水平導(dǎo)軌的整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝1.0T.一根質(zhì)量m＝0.2kg、電阻r＝0.1Ω的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒力F作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒通過(guò)位移x＝9m時(shí)離開(kāi)磁場(chǎng)，在離開(kāi)磁場(chǎng)前已達(dá)到最大速度.當(dāng)金屬棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)撤去外力F，接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度h＝0.8m處.已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g

＝10m/s2.求：圖10(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速率v；答案見(jiàn)解析解析金屬棒從出磁場(chǎng)到上升到彎曲軌道最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：(2)金屬棒在磁場(chǎng)中速度為

時(shí)的加速度大??；答案見(jiàn)解析解析金屬棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)回路中的電流為I，根據(jù)平衡條件得F＝BIL＋μmg ③聯(lián)立②③④式得F＝0.6N ⑤F－BI′L－μmg＝ma ⑥聯(lián)立②⑤⑥⑦得：a＝1m/s2 ⑧(3)金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.答案見(jiàn)解析解析設(shè)金屬棒在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，根據(jù)功能關(guān)系：聯(lián)立⑤⑨⑩解得：QR＝1.5J.課時(shí)作業(yè)1.(多選)(2018·廣西防城港市3月模擬)如圖1所示，等邊閉合三角形線框，開(kāi)始時(shí)底邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界平行且重合，磁場(chǎng)的寬度大于三角形的高度，線框由靜止釋放，穿過(guò)該磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是A.線框進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较駼.線框底邊剛進(jìn)入和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)線圈的加速度大小可能相同C.線框出磁場(chǎng)的過(guò)程，可能做先減速后加速的直線運(yùn)動(dòng)D.線框進(jìn)出磁場(chǎng)過(guò)程，通過(guò)線框橫截面的電荷量不同圖1√√1234567解析線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，故A錯(cuò)誤；線框底邊剛進(jìn)入瞬間，速度為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，下落加速度為g，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后下落加速度為g，隨著下落速度的增大，出磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的安培力可能等于2mg，此時(shí)減速的加速度大小可能為g，故B正確；線框出磁場(chǎng)的過(guò)程，可能先減速，隨著速度減小，切割長(zhǎng)度變短，線框受到的安培力減小，當(dāng)小于重力后線框做加速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；線框進(jìn)、出磁場(chǎng)過(guò)程，磁通量變化相同，所以通過(guò)線框橫截面的電荷量相同，故D錯(cuò)誤.12345672.(2018·陜西省咸陽(yáng)市第二次模擬)如圖2甲所示，匝數(shù)n＝2的金屬線圈(電阻不計(jì))圍成的面積為20cm2，線圈與R＝2Ω的電阻連接，置于豎直向上、均勻分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，B－t關(guān)系如圖乙所示，規(guī)定感應(yīng)電流i從a經(jīng)過(guò)R到b的方向?yàn)檎较?，忽略線圈的自感影響，則下列i－t關(guān)系圖正確的是圖2√123456712345673.(多選)(2019·湖北省武漢市調(diào)研)如圖3甲所示，在足夠長(zhǎng)的光滑的固定斜面上放置著金屬線框，垂直于斜面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定垂直斜面向上為正方向).t＝0時(shí)刻將線框由靜止釋放，在線框下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是A.線框中產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流B.MN邊受到的安培力先減小后增大C.線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D.線框中產(chǎn)生的焦耳熱等于其機(jī)械能的損失圖3√√1234567解析穿過(guò)線框的磁通量先向下減小，后向上增大，則根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，感應(yīng)電流不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小先減小后增大，根據(jù)F＝BIL可知，MN邊受到的安培力先減小后增大，選項(xiàng)B正確；因線框平行的兩邊電流等大反向，則整個(gè)線框受到的安培力為零，則線框下滑的加速度不變，線框做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；因安培力對(duì)線框做功為零，斜面光滑，則線框的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.12345674.(多選)(2018·福建省廈門市質(zhì)檢)如圖4所示，在傾角為θ的光滑固定斜面上，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)的寬度為2L.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間和剛越過(guò)MN穿出磁場(chǎng)瞬間速度剛好相等.從ab邊剛越過(guò)GH處開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定沿斜面向上為安培力的正方向，則線框運(yùn)動(dòng)的速率v與線框所受安培力F隨時(shí)間變化的圖線中，可能正確的是圖4√√1234567123456712345675.(2018·山東省泰安市上學(xué)期期末)如圖5，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連.兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長(zhǎng)度均為L(zhǎng)、質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過(guò)固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，兩定滑輪間的距離也為L(zhǎng).左斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上.已知斜面及兩根柔軟輕導(dǎo)線足夠長(zhǎng).回路總電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.使兩金屬棒水平，從靜止開(kāi)始下滑.求：(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm的大??；圖51234567解析達(dá)到最大速度時(shí)，設(shè)兩導(dǎo)線中張力均為FT，金屬棒cd受到的安培力為F對(duì)ab、cd，根據(jù)平衡條件得到：2mgsinθ＝2FT＋2μmgcosθ2FT＝mgsinθ＋μmgcosθ＋F而安培力F＝BIL1234567(2)當(dāng)金屬棒運(yùn)動(dòng)的速度為

時(shí)，其