1、第第10講電磁感應中?？贾v電磁感應中?？嫉牡?個問題個問題考考情情報報告告主要題型：選擇題或計算題難度檔次：選擇題中等難度題，計算題難度較大電磁感應知識點較少，一般與電路知識、安培力進行簡單的結(jié)合，或定性分析、或定量計算，通常涉及45個知識點電磁感應中的計算題綜合了力學，電學、安培力等知識，難度較大，尤其是導體棒模型和線框模型 高考熱點 高高考考必必備備磁通量磁通量 相對運動相對運動 原電流原電流 平均平均 瞬時瞬時 圖圖10101 1 3電磁感應綜合問題中運動的動態(tài)結(jié)構和能量轉(zhuǎn)化特點 (1)運動的動態(tài)結(jié)構 (2)能量轉(zhuǎn)化特點 狀元微博 名師點睛 解決電磁感應綜合問題的一般思路是“先電后力”即

2、 先作“源”的分析分析電路中由電磁感應所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)E和r； 再進行“路”的分析分析電路結(jié)構，弄清串并聯(lián)關系，求出相關部分的電流大小， 以便安培力的求解； 然后是“力”的分析分析研究對象(通常是金屬桿、導體、線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力； 接著進行“運動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運動的關系，判斷出正確的運動模型； 最后是“能量”的分析尋找電磁感應過程和研究對象的運動過程中其能量轉(zhuǎn)化和守恒的關系. 常?？伎紗枂栴}題楞次定律及法拉第電磁感應定律的應用(選擇題)【例1】 (2012福建理綜，18)如圖102 所示，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

3、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為坐標原點，建立豎直向下為正方向的x軸，則下圖中最能正確反映環(huán)中感應電流i隨環(huán)心位置坐標x變化的關系圖象是 ()圖圖10102 2解析閉合銅環(huán)在下落過程中穿過銅環(huán)的磁場方向始終向上，磁通量先增加后減少，由楞次定律可判斷感應電流的方向要發(fā)生變化，D項錯誤；因穿過閉合銅環(huán)的磁通量的變化率不是均勻變化，所以感應電流隨x的變化關系不可能是線性關系，A項錯誤；銅環(huán)由靜止開始下落，速度較小，所以穿過銅環(huán)的磁通量的變化率較小，產(chǎn)生的感應電流的最大值較小，過O點后，銅環(huán)的速度增大，磁通量的變化率較大，所以感應電流的反向最大值大于正向最大值，故B項正確，C

4、項錯誤答案B本題考查了楞次定律、法拉第電磁感應定律等知識，旨在考查學生的理解能力和推理能力，難度適中矩形導線框abcd固定在勻強磁場中(如圖103甲所示)，磁感線的方向與導線框所在平面垂直，規(guī)定磁場的方向垂直紙面向里，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖103乙所示，則 ()圖圖10103 3 A從0到t1時間內(nèi)，導線框中電流的方向為adcba B從0到t1時間內(nèi)，導線框中電流越來越小 C從t1到t2時間內(nèi)，導線框中電流越來越大 D從t1到t2時間內(nèi)，導線框bc邊受到安培力大小保持不變 答案A 方法錦囊 感應電流方向的判斷方法 方法一楞次定律的使用步驟 電磁感應中的圖象問題(選擇題)【例2】 (

5、2012課標，20)如圖104所示，一載流長直導線和一矩形導線框固定在同一平面內(nèi)，線框在長直導線右側(cè)，且其長邊與長直導線平行已知在t0到tt1的時間間隔內(nèi)，直導線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應電流總是沿順時針方向；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 ()圖圖10104 4解析因通電導線周圍的磁場離導線越近磁場越強，而線框中左右兩邊的電流大小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反，導線框的左邊受到的安培力大于導線框的右邊受到的安培力，所以合力與左邊導線框受力的方向相同因為線框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向

6、右，根據(jù)左手定則，導線框處的磁場方向先垂直紙面向里，后垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，導線中的電流先為正，后為負，所以選項A正確、選項B、C、D錯誤答案A本題考查安培力、電磁感應現(xiàn)象、楞次定律的綜合應用，考查考生的推理能力，難度中等 如圖105虛線上方空間有勻強磁場，扇形導線框繞垂直于框面的軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應電流方向以逆時針為正，則能正確表明線框轉(zhuǎn)動一周感應電流變化情況的是 ()圖圖10105 5解析將線圈360的旋轉(zhuǎn)過程分成四個90階段，并應用法拉第電磁感應定律和楞次定律知只有A對答案A 得分技巧 解決電磁感應現(xiàn)象中圖象問題的基本方法與要點分析 1基本方法 (1)看清橫、縱坐標

7、表示的物理量 (2)理解圖象的物理意義 (3)畫出對應的物理圖象(常采用分段法、數(shù)學法來處理) 2要點分析(1)定性或定量地表示出所研究問題的函數(shù)關系(2)注意橫、縱坐標表達的物理量以及各物理量的單位(3)注意在圖象中E、I、B等物理量的方向是通過正負值來反映的，故確定大小變化的同時，還應確定方向的變化情況 3所用規(guī)律利用右手定則、左手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等規(guī)律分析解決感應電流的方向和感應電流的大小電磁感應規(guī)律與電路、力學規(guī)律的綜合應用(計算題)【例3】 (2012天津理綜，11)如圖106所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值R0.3

8、 的電阻一質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下， 圖圖10106 6由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x9 m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q221.導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸求(1)棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功WF. (3)由題意知，撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q221， 可得Q1

9、3.6 J 在棒運動的整個過程中，由功能關系可知WFQ1Q2 由式得WF5.4 J. 答案(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J本題考查了法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、勻變速直線運動公式、動能定理、能量守恒定律等知識，主要考查考生的理解能力、分析綜合能力本題難度較大 如圖107所示，足夠長的金屬導軌ABC和FED，二者相互平行且相距為L，其中AB、FE是光滑弧形導軌，BC、ED是水平放置的粗糙直導軌，在矩形區(qū)域BCDE內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B，金屬棒MN質(zhì)量為m、電阻為r，它與水平導軌間的動摩擦因數(shù)為，導軌上A與F、C與D之間分別接有電阻R1、R2，且R1R2r

10、，其余電阻忽略不計 圖圖10107 7現(xiàn)將金屬棒MN從弧形導軌上離水平部分高為h處由靜止釋放，最后棒在導軌水平部分上前進了距離s后靜止(金屬棒MN在通過軌道B、E交接處時不考慮能量損失，金屬棒MN始終與兩導軌垂直，重力加速度為g)，求：(1)金屬棒在導軌水平部分運動時的最大加速度；(2)整個過程中電阻R1產(chǎn)生的焦耳熱 借題發(fā)揮 1巧解電磁感應與力學綜合題的兩個基本觀點(1)力的觀點：是指應用牛頓第二定律和運動學公式解決問題，即選對研究對象進行受力分析，根據(jù)受力變化應用牛頓第二定律判斷加速度的變化情況，最后找出求解問題的方法其流程圖為： 確定電源EBLv,感應電流I 運動導體所受安培力FBIL,

11、受力情況分析合外力F合ma,加速度情況a與v方向關系,運動狀態(tài)的分析臨界狀態(tài)(2)能量的觀點：動能定理、能量守恒定律在電磁感應中同樣適用 2能量轉(zhuǎn)化及焦耳熱的求法 (1)能量轉(zhuǎn)化 (2)求解焦耳熱Q的幾種方法 高考閱卷老師揭秘 電磁感應中的壓軸大題?？嫉膯栴}有以下四個方面 1電磁感應與力學綜合問題 2電磁感應與能量綜合問題 3電磁感應與電路綜合問題 4電磁感應與力、技術應用綜合問題 不論考查哪類問題，實質(zhì)上就兩個模型 模型1：電磁場中的導體棒模型(單棒) 模型2：電磁場中的線框模型(含兩根導體棒)模型一電磁場中的導體棒模型(單棒)【例1】 (2012廣東理綜，35) 如圖108所示，質(zhì)量為M的

12、導體棒ab，垂直放在相距為l的平行光滑金屬導軌上導軌平面與水平面的夾角為，并處于磁感應強度大小為B、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板 圖圖10108 8R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值，不計其他電阻(1)調(diào)節(jié)RxR，釋放導體棒，當棒沿導軌勻速下滑時，求通過棒的電流I及棒的速率v.(2)改變Rx，待棒沿導軌再次勻速下滑后，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，求此時的Rx.思維模板解決電磁感應中綜合問題的一般思路是“先電后力再能量” 模型二電磁場中的線框模型(含兩根導體棒) 1一桿靜止一桿運動模型(如例2) 2線框模型：當整

13、個線框都在勻強磁場中運動時，不產(chǎn)生電流；線框只有一邊切割磁場時，該邊框兩端的電壓等于路端電壓，而不是感應電動勢【例2】 (2011四川卷) 如圖109所示，間距l(xiāng)0.3 m的平行金屬導軌a1b1c1和a2b2c2分別固定在兩個豎直面內(nèi)，在水平面a1b1b2a2區(qū)域內(nèi)和傾角37的斜面c1b1b2c2區(qū)域內(nèi)分別有磁感應強度B10.4 T、方向豎直向上和B21 T、方向垂直于斜面向上的勻強磁場 圖圖10109 9電阻R0.3 、質(zhì)量m10.1 kg、長為l的相同導體桿K、S、Q分別放置在導軌上，S桿的兩端固定在b1、b2點，K、Q桿可沿導軌無摩擦滑動且始終接觸良好一端系于K桿中點的輕繩平行于導軌繞過

14、輕質(zhì)定滑輪自然下垂，繩上穿有質(zhì)量m20.05 kg的小環(huán)已知小環(huán)以a6 m/s2的加速度沿繩下滑，K桿保持靜止，Q桿在垂直于桿且沿斜面向下的拉力F作用下勻速運動不計導軌電阻和滑輪摩擦，繩不可伸長取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小環(huán)所受摩擦力的大??；(2)Q桿所受拉力的瞬時功率 滿分解答(1)設小環(huán)受到的摩擦力大小為Ff，由牛頓第二定律，有m2gFfm2a， 代入數(shù)據(jù)，得Ff0.2 N (2)設通過K桿的電流為I1，K桿受力平衡，有FfB1I1l， 設回路總電流為I，總電阻為R總，有I2I1， 依題練招 教你審題 1知識對接(1)受力分析：小環(huán)受重力m2g和摩擦力Ff兩個作用力；K受繩子的拉力FTFf和安培力B1I1l處于平衡；Q桿受重力m1g，導軌的支持力FN、安培力B2Il和拉力F四個力作用下處于平衡狀態(tài)(2)牛頓第二定律：小環(huán)在兩個力作用下產(chǎn)生加速度(3)法拉第電磁感應定律：Q桿切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢B2lv.(4)電磁感應與電路：Q桿切割磁感線，相當于電源，K、