1、,專題四 電路與電磁感應,第2講電磁感應規(guī)律及其應用,建體系記要點,研考向提能力,做真題明考向,4,限訓練通高考,1.(多選)(2018高考全國卷，T19)如圖，兩個線圈繞在同一根鐵芯上，其中一線圈通過開關與電源連接，另一線圈與遠外沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路將一小磁針懸掛在直導線正上方，開關未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)下列說法正確的是(),A開關閉合后的瞬間，小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C開關閉合并保持一段時間后，小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，小磁針的N極朝垂

2、直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動,解析：根據(jù)安培定則，開關閉合時鐵芯上產(chǎn)生水平向右的磁場 開關閉合后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導線上將產(chǎn)生由南向北的電流，根據(jù)安培定則，直導線上方的磁場垂直紙面向里，故小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動，A對 開關閉合并保持一段時間后，直導線上沒有感應電流，故小磁針的N極指北，B、C錯 開關閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間，根據(jù)楞次定律，直導線上將產(chǎn)生由北向南的電流，這時直導線上方的磁場垂直紙面向外，故小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動，D對,答案：AD,答案：B,答案：D,4(2016高考全國卷，T24)如圖，水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導軌間接一電阻，質(zhì)量為m、

3、長度為l的金屬桿置于導軌上t0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動t0時刻，金屬桿進入磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運動桿與導軌的電阻均忽略不計，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求： (1)金屬桿在磁場中運動時 產(chǎn)生的電動勢的大??； (2)電阻的阻值, 命題特點與趨勢怎么考 1高考對本部分內(nèi)容的要求較高，常在選擇題中考查電磁感應中的圖象問題、電磁感應中的電路、法拉第電磁感應定律、能量轉(zhuǎn)換及電荷量的計算等知識點以導體棒運動為背景，綜合應用電路的相關知識、牛頓運動定律和能量守恒定律以計算

4、題形式作為壓軸題 2電磁感應中常涉及B t圖象、 t圖象、E t圖象、I t圖象、F t圖象和v t圖象，還涉及E x圖象、I x圖象等，這類問題既要用到電磁感應的知識，又要結合數(shù)學知識求解，對考生運用數(shù)學知識解決物理問題的能力要求較高, 解題要領怎么做 1抓住兩個關鍵：一是電動勢的大小，它取決于磁通量的變化率；二是電動勢的方向，實際方向與規(guī)定的正方向一致時取正，反之取負同時注意對無感應電流區(qū)域的判斷 2遷移力學知識、規(guī)律解決電磁感應綜合問題 3常用思想方法：(1)圖象法；(2)等效法；(3)守恒法；(4)模型法,1判定感應電流方向的兩種方法 (1)楞次定律：一般用于線圈面積不變，磁感應強度發(fā)

5、生變化的情形 (2)右手定則：一般用于導體棒切割磁感線的情形,1(2018貴州貴陽期末)如圖甲所示，在同一平面內(nèi)有兩個絕緣金屬細圓環(huán)A、B，兩環(huán)重疊部分的面積為圓環(huán)A面積的一半，圓環(huán)B中電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示，以甲圖圓環(huán)B中所示的電流方向為負方向，則A環(huán)中(),A沒有感應電流 B有逆時針方向的感應電流 C有順時針方向的感應電流 D感應電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向 解析：由于A環(huán)中磁通量變化，所以A環(huán)中有感應電流，選項A錯誤；根據(jù)楞次定律，A環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，選項B正確，C、D錯誤 答案：B,2. (多選)(2018江西贛州中學高 三模擬)1831年10月28日，法

6、拉 第展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機， 其示意圖如圖所示，水平銅盤 可繞豎直銅軸轉(zhuǎn)動，兩銅片M、 N分別與銅盤邊緣和銅軸連接， 使整個銅盤處于豎直向上的勻 強磁場中M和N之間連接阻值為R的導體和滑動變阻器RP，若從上往下看，銅盤轉(zhuǎn)動的方向為順時針方向已知銅盤的半徑為L，銅盤轉(zhuǎn)動的角速度為，銅盤連同兩銅片對電流的等效電阻值為r，磁感應強度為B，下列說法正確的是(),答案：BD,3.如圖甲所示，絕緣的水平桌面上 放置一金屬圓環(huán)，在圓環(huán)的正上方 放置一個螺線管，在螺線管中通入 如圖乙所示的電流，電流從螺線管 a端流入為正以下說法正確的是() A從上往下看，01 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向 B01 s

7、內(nèi)圓環(huán)面積有擴張的趨勢 C3 s末圓環(huán)對桌面的壓力小于圓環(huán)的重力 D12 s內(nèi)和23 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流方向相反,解析：由圖乙知，01 s內(nèi)螺線管中電流逐漸增大，穿過圓環(huán)向上的磁通量增大，由楞次定律知圓環(huán)中感應電流的磁場向下，圓環(huán)面積有縮小的趨勢，從上往下看，01 s 內(nèi)圓環(huán)中的感應電流沿順時針方向，選項A正確，B錯誤；同理可得12 s 內(nèi)和23 s內(nèi)圓環(huán)中的感應電流方向相同，選項D錯誤；3 s末電流的變化率為0，螺線管中磁感應強度的變化率為0，在圓環(huán)中不產(chǎn)生感應電流，圓環(huán)對桌面的壓力等于圓環(huán)的重力，選項C錯誤 答案：A,典例展示1(多選)(2018高考全國卷)如圖(a)，在同一平面內(nèi)固定有

8、一長直導線PQ和一導線框R，R在PQ的右側導線PQ中通有正弦交流電i，i的變化如圖(b)所示，規(guī)定從Q到P為電流正方向?qū)Ь€框R中的感應電動勢(),答案AC,方法技巧 解決電磁感應圖象問題的一般步驟 (1)明確圖象的種類，即是B t圖象還是 t圖象，或者是E t圖象、I t圖象等，如例題中考查了i t圖象 (2)分析電磁感應的具體過程，如例題中電流變化引起導線框R內(nèi)磁通量變化，要分段研究 (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)P系 (4)結合法拉第電磁感應定律、歐姆定律、牛頓運動定律等寫出函數(shù)關系式,(5)根據(jù)函數(shù)關系式，進行數(shù)學分析，如分析斜率的變化、截距等 (6)應用圖象信息畫圖象、判斷圖象

9、或討論各物理量的變化，如例題中是根據(jù)i t圖象信息討論導線框R的電動勢變化,4(多選)如圖甲所示，面積為S的n匝圓形閉合線圈內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間周期性變化，如圖乙所示已知線圈的電阻為R，則下列說法正確的是(),答案：CD,5.如圖甲所示，勻強磁場垂直紙面向 里，磁感應強度的大小為B，磁場在 y軸方向足夠?qū)?，在x軸方向?qū)挾葹閍. 一直角三角形導線框ABC(BC邊的長 度為a)從圖示位置向右勻速穿過磁場 區(qū)域，以逆時針方向為電流的正方向， 在圖乙中感應電流i、BC兩端的電壓uBC與導線框移動的距離x的關系圖象正確的是(),答案：D,6(多選)(2018河南洛陽一模

10、)如圖甲所示，水平放置的平行金屬導軌連接一個平行板電容器C和電阻R，導體棒MN放在導軌上且接觸良好，整個裝置放于垂直導軌平面的磁場中，磁感應強度B的變化情況如圖乙所示(圖示磁感應強度方向為正)，MN始終保持靜止，則0t2時間(),A電容器C的電荷量大小始終沒變 B電容器C的a板先帶正電后帶負電 CMN所受安培力的大小始終沒變 DMN所受安培力的方向先向右后向左,答案：AD,典例展示2(2017高考海南卷)如圖， 兩光滑平行金屬導軌置于水平面(紙面) 內(nèi)，導軌間距為l，左端連有阻值為R的 電阻，一金屬桿置于導軌上，金屬桿右 側存在一磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場區(qū)域已知金屬桿以速度v

11、0向右進入磁場區(qū)域，做勻變速直線運動，到達磁場區(qū)域右邊界(圖中虛線位置)時速度恰好為零，金屬桿與導軌始終保持垂直且接觸良好除左端所連電阻外，其他電阻忽略不計求金屬桿運動到磁場區(qū)域正中間時所受安培力的大小及此時電流的功率,思路探究(1)金屬棒在磁場中運動的加速度是多大？ (2)金屬棒在磁場中運動的位移是多少？ (3)金屬棒來到磁場區(qū)域中間時的速度是多大？,方法技巧 解決電磁感應中的電路和動力學問題的關鍵 電磁感應與動力學問題聯(lián)系的橋梁是磁場對感應電流的安培力解答電磁感應中的動力學問題，在分析方法上，要始終抓住導體的受力(特別是安培力)特點及其變化規(guī)律，明確導體的運動過程以及運動過程中狀態(tài)的變化，

12、準確把握運動狀態(tài)的臨界點,7.如圖所示，ab、cd是間距為l的光滑傾斜 金屬導軌，與水平面的夾角為，導軌電 阻不計，ac間接有阻值為R的電阻，空間 存在磁感應強度大小為B0、方向豎直向上 的勻強磁場將一根阻值為r、長度為l的 金屬棒從軌道頂端由靜止釋放，金屬棒沿 導軌向下運動的過程中始終與導軌接觸良好已知當金屬棒向下滑行距離x到達MN處時達到穩(wěn)定速度，重力加速度為g，求： (1)金屬棒下滑到MN的過程中通過電阻R的電荷量； (2)金屬棒的穩(wěn)定速度的大小,8.如圖所示，一與水平面夾角為37 的傾斜平行金屬導軌，兩導軌足夠長且 相距L0.2 m，另外兩根水平金屬桿MN 和PQ的質(zhì)量均為m0.01

13、kg，可沿導軌 無摩擦地滑動，MN桿和PQ桿的電阻均為 R0.2 (傾斜金屬導軌電阻不計)，MN桿被兩個垂直于導軌的絕緣立柱擋住，整個裝置處于勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直于導軌平面向上，磁感應強度B1.0 TPQ桿在恒定拉力F作用下由靜止開始向上加速運動，拉力F垂直PQ桿沿導軌平面向上，當運動位移x0.1 m時PQ桿達到最大速度，此時MN桿對絕緣立柱的壓力恰好為零(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：,(1)PQ桿的最大速度大小vm； (2)當PQ桿加速度a2 m/s2時，MN桿對立柱的壓力大小,(2)當PQ桿的加速度a2 m/s2時，對PQ桿受力分析，根據(jù)牛頓第二定律

14、可得Fmgsin BILma， 對MN桿受力分析，根據(jù)共點力的平衡可得 BILFNmgsin 0， PQ桿達到最大速度時，有Fmgsin BImL0， 聯(lián)立解得FN0.02 N，根據(jù)牛頓第三定律可得 MN桿對立柱的壓力大小FN0.02 N. 答案：(1)0.6 m/s(2)0.02 N,典例展示3如圖所示，豎直面內(nèi)的 正方形導線框ABCD和abcd的邊長均 為l、電阻均為R，質(zhì)量分別為2m和m， 它們分別系在一跨過兩個定滑輪的絕 緣輕繩兩端，在兩導線框之間有一寬 度為2l、磁感應強度為B、方向垂直紙 面向里的勻強磁場開始時ABCD的下邊界與勻強磁場的上邊界重合，abcd的上邊界到勻強磁場的下邊

15、界的距離為l.現(xiàn)將兩導線框由靜止釋放，當ABCD全部進入磁場時，兩導線框開始做勻速運動不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為g，求：,(1)兩導線框勻速運動的速度大??； (2)兩導線框在從開始運動至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱； (3)導線框abcd通過磁場的時間,思維流程,方法技巧 求解電磁感應中能量問題的策略 (1)若回路中的電流恒定，可以利用電路結構及WUIt或QI2Rt直接進行計算 (2)若回路中的電流變化，則可按以下兩種情況計算： 利用功能關系求解：電磁感應中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功； 利用能量守恒定律求解：其他形式的能的減少量等于回路中產(chǎn)生的電能，如例題(2)中焦耳熱的計算,9.

16、(2018河南洛陽一模)如圖所示，光滑且足 夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在豎直平 面內(nèi)，兩導軌間的距離為L1 m，導軌間連 接的定值電阻R3 ，導軌上放一質(zhì)量為 m0.1 kg的金屬桿ab，金屬桿始終與導軌接 觸良好，桿的電阻r1 ，其余電阻不計， 整個裝置處于磁感應強度為B1 T的勻強磁場中，磁場的方向垂直導軌平面向里重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)讓金屬桿從AB位置由靜止釋放，忽略空氣阻力的影響，求：,(1)金屬桿的最大速度； (2)若從金屬桿開始下落到剛好達到最大速度的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q0.6 J，此時金屬桿下落的高度,答案：(1)4 m/s(2)1.6 m,10如圖甲所示，斜面上存在一有理想邊界的勻強磁場，磁場方向與斜面垂直，在斜面上離磁場上邊界s10.36 m處靜止釋放一單匝矩形金屬線框，線框底邊和磁場邊界平行，金屬線框與斜面間的