电磁感应现象的综合应用2

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高考物理三轮冲刺：电磁感应综合应用+教案

电磁感应综合应用1.掌握电磁感应与电路结合问题的分析方法2.掌握电磁感应动力学问题的重要求解内容3.能解决电磁感应与能量结合题型4.培养学生模型构建能力和运用科学思维解决问题的能力电磁感应中的电路问题1、分析电磁感应电路问题的基本思路对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．在闭合电路中，“相当于电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势．【例题1】用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，当磁场以10T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是()A．U ab＝0.1V B．U ab＝－0.1VC．U ab＝0.2V D．U ab＝－0.2V【演练1】如图所示，两个相同导线制成的开口圆环，大环半径为小环半径的2倍，现用电阻不计的导线将两环连接在一起，若将大环放入一均匀变化的磁场中，小环处在磁场外，a、b两点间电压为U1，若将小环放入这个磁场中，大环在磁场外，a、b两点间电压为U2，则()A.＝1B.＝2C.＝4D.＝【例题2】把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，一长度为2a，电阻等于R，粗细均匀的金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触，当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心O时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒两端的电压U MN；(2)圆环消耗的热功率和在圆环及金属棒上消耗的总热功率．【演练2】如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d＝0.5m．右端接一阻值为4Ω的小灯泡L，在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B按如图乙规律变化．CF长为2m．在t＝0时，金属棒从图中位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置，整个过程中，小灯泡亮度始终不变．已知ab金属棒电阻为1Ω，求：(1)通过小灯泡的电流；(2)恒力F的大小；(3)金属棒的质量．电磁感应的动力学问题1．导体棒的两种运动状态(1)平衡状态——导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为零；(2)非平衡状态——导体棒的加速度不为零．2．两个研究对象及其关系电磁感应中导体棒既可看作电学对象(因为它相当于电源)，又可看作力学对象(因为有感应电流而受到安培力)，而感应电流I和导体棒的速度v是联系这两个对象的纽带．3．电磁感应中的动力学问题分析思路(1)电路分析：导体棒相当于电源，感应电动势相当于电源的电动势，导体棒的电阻相当于电源的内阻，感应电流I＝.(2)受力分析：导体棒受到安培力及其他力，安培力F安＝BIl＝，根据牛顿第二定律：F合＝ma.(3)过程分析：由于安培力是变力，导体棒做变加速运动或变减速运动，当加速度为零时，达到稳定状态，最后做匀速直线运动，根据共点力的平衡条件列方程：F合＝0.4. 电磁感应中电量求解（1）利用法拉第电磁感应定律由整理得：若是单棒问题（2）利用动量定理单棒无动力运动时-BILΔt=mv2-mv1 又整理得：BLq= mv1-mv2【例题3】如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直．整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下．导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图．(2)在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小．(3)求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．(4)若从开始下滑到最大速度时，下滑的距离为x,求这一过程中通过电阻R的电量q.【演练3】（多选）如图所示，电阻不计间距为L的光滑平行导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。

高考物理复习高三一轮复习：课时跟踪检测36电磁感应的综合应用(二)

高考物理复习课时跟踪检测(三十六) 电磁感应的综合应用(二)高考常考题型：选择题＋计算题1．(2012·东城一模)如图1所示正方形闭合导线框处于磁感应强度恒定的匀强磁场中，C、E、D、F为线框中的四个顶点，图(甲)中的线框绕E点转动，图(乙)中的线框向右平动，磁场足够大。

下列判断正确的是( )图1A．图(甲)线框中有感应电流产生，C点电势比D点低B．图(甲)线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等C．图(乙)线框中有感应电流产生，C点电势比D点低D．图(乙)线框中无感应电流产生，C、D两点电势相等2．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属圆形线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图2甲所示，取线圈中磁场方向向上为正，当磁感应强度B随时间t如图乙变化时，图3中能正确表示线圈中感应电流变化的是( )图2图33.如图4所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将( )A．静止不动B．逆时针转动图4C．顺时针转动D．发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向4．矩形导线框abcd(如图5甲)放在匀强磁场中，磁感线方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示。

t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。

若规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则在0～4 s时间内，线框中的感应电流I以及线框的ab边所受安培力F随时间变化的图象为(安培力取向上为正方向)( )图5图65. (2012·德州模拟)如图7所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。

绝缘轻绳一端固定，另一端系于导体棒a的中点，轻绳保持竖直。

将导体棒b由边界水平的匀强磁场上方某一高度处静止释放。

匀强磁场的宽度一定，方向与导轨平面垂直，两导体棒电阻均为R且与导轨始终保持良好接触。

下列说法正确的是( )A．b进入磁场后，a中的电流方向向左图7B．b进入磁场后，轻绳对a的拉力增大C．b进入磁场后，重力做功的瞬时功率可能增大D．b由静止释放到穿出磁场的过程中，a中产生的焦耳热等于b减少的机械能6. (2012·浦东新区质量抽测)如图8所示，倾斜的平行导轨处在匀强磁场中，导轨上、下两边的电阻分别为R1＝3 Ω和R2＝6 Ω，金属棒ab的电阻R3＝4 Ω，其余电阻不计。

电磁感应综合应用2

电磁感应综合应用21.如图示，两根光滑的平行金属导轨MN，PQ处于同一水平面上，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆如，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对金属杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动．求：(1)金属杆的速度达到最大时，a、b两端电压多大?此时拉力的瞬时功率多大?(2)若已知金属杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的热量，此过程持续的时间多长?(3)若金属杆达到最大速度后撤去拉力，其向前冲的距离会有多大?2.如图示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ，导轨足够长，间距为L，其电阻不计，导轨平面与磁场垂直，ab、cd为两根垂直于导轨水平放置的金属棒，其接入回路中的电阻均为R，质量均为m，与金属导轨平行的水平细线一端固定，另一端与cd棒的中点连接，细线能承受的最大拉力为T，开始细线处于伸直状态，ab棒在平行导轨的水平拉力F的作用下由静止向右做加速直线运动，两根金属棒运动时始终与导轨接触且与导轨相垂直．(1)若ab是以恒定加速度a向右运动的，求经多长时间细线被拉断?(2)若在细线被拉断瞬间撤去拉力F，求两根金属棒之间距离增量△x的最大值是多少?(3)若ab棒的运动速度满足v=v o sinωt，当ab棒速度第一次达到V O时，拉力F做了多少功?3.如图示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L=0.20m，电阻R=1.0Ω，有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿平行于轨道的方向拉杆，使杆做匀加速直线运动，测得力F与时间t的关系如图所示．求导体杆的质量m和加速度a．4.如图甲所示，M1M4、N1N4为平行放置的水平金属轨道，M4P、N4Q为相同半径、平行放置的竖直半圆形金属轨道，M4、N4为切点，P、Q为半圆轨道的最高点，轨道间距L=1.0m，圆轨道半径r=0.32m，整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。

选修3-2 第九章第4讲

B=0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80 m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20 kg、电阻r=0.10 Ω 的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0 m 处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0 N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点P、P′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且
(2)请画出该电路的等效电路图。
提示:
(3)请画出小环、导体杆K、导体杆Q的受力分析图。提示:设流过K的电流为I
【解析】(1)以小环为研究对象，由牛顿第二定律 m2g-Ff=m2a 代入数据得Ff=0.2 N (2)设流过杆K的电流为I，由平衡条件得
Ff=IlB1
对杆Q，根据并联电路特点以及平衡条件得 2IlB2=F+m1gsinθ
知识点 2
电磁感应现象中的能量问题
其他形式电能 1.电磁感应现象的实质是_________的能和_____之间的转化。 2.感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将其他电能电能形式的能转化为_____，电流做功再将_____转化为其他形式的能。安培力 3.电流做功产生的热量与_______做功相等。
【解题探究】(1)金属棒下滑过程中克服安培力做的功与能量转化存在什么关系？提示:金属棒克服安培力做的功等于金属棒和电阻R上产生的焦耳热。 (2)请画出金属棒下滑过程中的受力分析图。提示:
【解析】(1)下滑过程中安培力做的功即为在电阻上产生的焦
耳热，由于R＝3r，因此QR＝3Qr＝0.3 J 所以W安＝Q＝QR＋Qr＝0.4 J。
( (6)在电路中，电流做功，电能转化为其他形式的能。( (7)电路中的电能增加，外力一定克服安培力做了功。( ) ) )

2012版物理一轮精品复习学案：9.3 电磁感应规律的综合应用(选修3-2)

第3节电磁感应规律的综合应用【考纲知识梳理】一、电磁感应中的电路问题1.在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流；将它们接上电容器，便可使电容器充电，因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。

解决这类问题，不仅要考虑电磁感应中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电路中的有关规律，如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等。

2. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。

3. 一般解此类问题的基本思路是：（1）明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源（2）正确分析电路的结构，画出等效电路图（3）结合有关的电路规律建立方程求解．二.电磁感应中的图像问题1.电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，即B-t 图像、Φ-t图像、E-t 图像和I-t图像等。

对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x图像和I-x图像。

2. 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。

3. 不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决。

三、电磁感应中的动力学问题1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。

法拉第电磁感应定律及应用

法拉第电磁感应定律及应用高考要求：1、法拉第电磁感应定律。

、法拉第电磁感应定律。

2、自感现象和、自感现象和自感系数自感系数。

3、电磁感应现象的综合应用。

、电磁感应现象的综合应用。

一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量磁通量的变化率成正比。

的变化率成正比。

即E ＝n ΔФ/Δt 2、说明：1）在电磁感应中，E ＝n ΔФ/Δt 是普遍适用公式，不论导体回路是否闭合都适用，一般只用来求感应电动势的大小，方向由楞次定律或方向由楞次定律或右手定则右手定则确定。

2）用E ＝n ΔФ/Δt 求出的感应电动势一般是平均值，只有当Δt →0时，求出感应电动势才为瞬时值，若随时间均匀变化，则E ＝n ΔФ/Δt 为定值为定值3）E 的大小与ΔФ/Δt 有关，与Ф和ΔФ没有必然关系。

没有必然关系。

3、导体在磁场中做切割磁感线运动导体在磁场中做切割磁感线运动1）平动切割：当导体的运动方向与导体本身垂直，但跟磁感线有一个θ角在匀强磁场中平动切割磁感线时，产生感应电动势大小为：E ＝BLvsin θ。

此式一般用以计算感应电动势的瞬时值，但若v 为某段时间内的平均速度，则E ＝BLvsinθ是这段时间内的平均感应电动势。

其中L 为导体有效切割磁感线长度。

为导体有效切割磁感线长度。

2）转动切割：线圈绕垂直于磁感应强度B 方向的转轴转动时，产生的感应电动势为：E ＝E m sin ωt ＝nBS m sin ωt 。

3）扫动切割：长为L 的导体棒在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，棒上产生的感应电动势：①动时，棒上产生的感应电动势：① 以中心点为轴时E ＝0；② 以端点为轴时E＝BL 2ω/2；③；③ 以任意点为轴时E ＝B ω（L 12 －L 22）／2。

二、自感现象及自感电动势二、自感现象及自感电动势1、自感现象：由于导体本身自感现象：由于导体本身电流电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

高三物理电磁感应的综合应用

D
图9-3-2 B.
A.
C.
D.
热点二
电磁感应中的动态分析问题
【例2】［2009年高考福建理综卷］如图9-3-3所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程( B D) A.杆的速度最大值为(F-μmg)R/(B2d2) B.流过电阻R的电量为Bdl/(R+r) C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
【解析】本题考查受力分析、电磁感应、能量守恒等知识，主要考查学生理解、推理能力。当v最大时有F=f+F安，即图9-3-3 F=μmg+B2d2v/(R+r),v=(F-μmg)(R+r)/(B2d2);通过电阻R的电量 q=ΔΦ/(R+r)=Bdl/(R+r);由动能定理有WF+Wf+WF安=ΔEk,其Wf<0,WF安<0,故B、D对。【名师支招】解决动态问题的基本方法：受力分析→运动分析(确定运动过程和最终的稳定状态)→由牛顿第二定律列方程求解。运动的动态结构：
3B 2 r 2 v1 9m 2 gR 2 v2 2 【答案】(1) g (2) 4 4 4mR 32 B r 2g
4 B 2 r 2a 4 B 2 r 2 v3 (3) F t ma mg 3R 3R

电磁感应定律的应用

电磁感应定律的应用
电磁感应是电磁学中的一个重要概念，它描述了磁场变化对电流的诱导作用。

在电磁学中，电磁感应定律是一组描述电场和磁场相互关系的方程。

电磁感应定律的最常见形式是法拉第电磁感应定律和楞次定律。

法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化如何引发感应电流的产生。

该定律表明，当以某种方式改变穿过闭合线圈的磁通量时，就会在该线圈中感应出一个电动势，从而产生一个感应电流。

这个现象被广泛应用于发电机、变压器等电气设备中。

楞次定律
楞次定律描述了磁场变化对电路的诱导作用。

根据楞次定律，一个变化的磁通
量会在电路中产生一个感应电动势，从而产生感应电流。

这个定律也被应用于电动机、发电机等电气设备中。

应用领域
电磁感应定律在许多领域都有重要的应用。

其中，电动机、发电机、变压器等
电气设备都是基于电磁感应定律原理工作的。

此外，感应加热、涡流制动等技术也是基于电磁感应定律的应用。

电磁感应定律的应用不仅局限于电气领域，它还被广泛应用于生活中的各个方面。

比如无线充电技术、感应炉等产品都是基于电磁感应原理制作的。

总的来说，电磁感应定律的应用涵盖了电气、通信、生活等各个领域，在现代
科技和工业生产中发挥着重要作用。

电磁感应规律的综合应用

电磁感应规律的综合应用(一) (电路)荥阳市第二高级中学1.内电路和外电路(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于_____.(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的_____，其余部分是_______.2.电源电动势和路端电压(1)电动势：E=____或E=___. (2)路端电压：U=IR=_____.电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定.【例证1】在同一水平面中的光滑平行导轨P、Q相距l=1 m，导轨左端接有如图所示的电路.其中水平放置的两平行板电容器两极板M、N间距d=10 mm，定值电阻R1=R2=12 Ω，R3=2 Ω，金属棒ab的电阻r=2 Ω,其他电阻不计，磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m=1×10-14 kg，电荷量q=-1×10-14 C的微粒恰好静止不动.已知g=10 m/s2,在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定.试求：(1)匀强磁场的方向;(2)ab两端的电压;(3)金属棒ab运动的速度.【例证2】、如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为L、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为L/2 .磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.现有一段长度为L/2 ，电阻为R/2 的均匀导体棒MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动，滑动中始终与ac平行并与导线框保持良好接触，当MN滑过的距离为L/3时，导线ac中的电流为多大？方向如何？针对练习：1、用均匀导线做成的正方形线圈边长为l ,正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,当磁场以 t B∆∆的变化率增强时,则( )A.线圈中感应电流方向为acbdaB.线圈中产生的电动势22∙∆∆=t Bl EC.线圈中a 点电势高于b 点电势D.线圈中a 、b 两点间的电势差为22∙∆∆t Bl2、如图，两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置，导轨间距离为L ，电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好.已知某时刻后两灯泡保持正常发光,重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.3、如右图所示，MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为0.40 m ，电阻不计，导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50 T 的匀强磁场垂直．质量m 为6.0×10－3 kg ，电阻为1.0 Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触．导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0 Ω的电阻R 1.当杆ab达到稳定状态时以速率为v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27 W ，重力加速度取10 m/s2，试求速率v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2.4、两根光滑的长直金属导轨MN 、M'N'平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M 、M'处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C 。

高考中电磁感应综合应用题解答分析

再解决力学问题，即先由法拉第电磁感应定律求感应电
（）２若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高
度ｈ所应满足的条件。解析：１ｃ（）ｄ边刚进入磁场时，线框速度 — Ｊ２ｈｇ线框中产生的感应电动势Ｅ：ＢｖＬ￣２ｈＬ：Ｂ／ｇ
了单纯追求知识目标的传统教学观，那我们可以说他的教学设计符合了新课程标准；、二教师能根据学生的实际需要，到集体目标与个体目标相结合，做符合学生实
际，难度适中，贴近学生的“ 最近发展区” 那么我们便可，认为教师关注到了以学生为本；、三教师能以科学探究
－中华人民共和国教育部．通高中物理课程标１３２普准（实验）Ｓ．［］北京：民教育出版社，０６５人２０．．
磁生电的认识由感性上升到了理性……正因为教师在
这些课的设计上花了大量的心思，以才显得精彩及成所
一
根据牛顿第二定律ｍｇ —Ｆ一，ａ由：０解得下落高度满足一二、导体棒在恒力作用下由静止开始运动
、
导体棒在恒定外力的作用下由静止开始运动，速度
增大，感应电动势不断增大，安培力、速度均与速度有加关，当安培力等于恒力时加速度等于零，导体棒最终匀速运动。整个过程加速度是变量，能应用运动学公不式。
教学目标多元——知识与技能、程与方法、感态度过情与价值观三维目标实现和谐统一，且不偏废，切实改变
方ｈ处，如图１示。线框由静止 × ×××××× 所自由下落，框平面保持在竖直平线面内，ｃ且边始终与水平的磁场边图１界平行。当ｃ刚进入磁场时，边（）１求线框中产的引导下步步深人探究，在最终达到了预设的教学目标。辽宁大连市二十四中的

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析22：电磁感应规律的综合应用2(含详解)

2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析22电磁感应规律的综合应用2（含详解）一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则( )A.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大B.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变C.ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大D.ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变2.如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置.今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为v a、v b，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中( )A.回路中产生的内能相等B.棒运动的加速度相等C.安培力做功相等D.通过棒横截面积的电荷量相等3.(易错题)如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给ef一个向右的初速度，则( )A.ef将减速向右运动，但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动，最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动4.如图所示，正方形导线框abcd的边长为L＝10 cm，线框平面位于竖直平面内，上下两边处于水平状态.当它从某高处落下时通过一匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，线框的ab 边刚进入磁场时，由于安培力的作用使得线框恰能匀速运动.已知磁场的宽度h ＝4L ，线框刚进入磁场时的速度v 0＝2.5 m/s.那么若以向下为力的正方向，则线框通过磁场区域过程中所受安培力的图象是以下四图中的( )二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(易错题)如图所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，质量为m 的金属棒MN 与框架接触良好.磁感应强度分别为B 1、B 2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处于abcd 和cdef 区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN ，当金属棒刚进入磁场B 1区域时，恰好做匀速运动.以下说法正确的是( )A.若B 2＝B 1，金属棒进入B 2区域后将加速下滑B.若B 2＝B 1，金属棒进入B 2区域后仍将保持匀速下滑C.若B 2＜B 1，金属棒进入B 2区域后可能先加速后匀速下滑D.若B 2＞B 1，金属棒进入B 2区域后可能先匀减速后匀速下滑6.(预测题)如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为θ，导轨电阻不计，与阻值为R 的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B.有一质量为m 长为l 的导体棒从ab 位置获得平行斜面的大小为v 的初速度向上运动，最远到达a′b′的位置，滑行的距离为s ，导体棒的电阻也为R ，与导轨之间的动摩擦因数为μ.则( )A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为22B v RlB.上滑过程中电流做功发出的热量为12mv 2－mgs(sin θ＋μcos θ) C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为12mv 2 D.上滑过程中导体棒损失的机械能为12mv 2－mgssin θ 7.如图所示，竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B ，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则( )A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率8.(创新题)一导线弯成如图所示的闭合线圈，以速度v 向左匀速进入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R ，从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止，下列结论正确的是( )A.感应电流一直沿顺时针方向B.线圈受到的安培力先增大，后减小C.感应电动势的最大值E ＝BrvD.穿过线圈某个横截面的电荷量为B(r 2＋πr 2)R9.如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B 0＝0.5 T ，并且以ΔB Δt＝0.1 T/s 的变化率均匀增加.图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度L ＝0.5 m ，在导轨上放着一金属棒MN，电阻R0＝0.1 Ω，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量M＝0.2 kg的重物.导轨上的定值电阻R＝0.4 Ω，与P、Q端点相连组成回路.又知PN长d＝0.8 m.在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是( )A.电流的方向由P到QB.电流的大小为0.1 AC.从磁感应强度为B0开始计时，经过495 s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起D.电阻R上产生的热量约为16 J三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10. (16分)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l＝0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为m＝0.02 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.2 T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能够保持静止.取g＝10 m/s2，问：(1)通过棒cd的电流I是多少，方向如何？(2)棒ab 受到的力F 多大？(3)棒cd 每产生Q ＝0.1 J 的热量，力F 做的功W 是多少？11. (20分)如图所示，MN 与PQ 是两条水平放置彼此平行的金属导轨，质量m ＝0.2 kg ，电阻r ＝0.5 Ω的金属杆ab 垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面，导轨左端接阻值R ＝2 Ω的电阻，理想电压表并接在R 两端，导轨电阻不计.t ＝0时刻ab 受水平拉力F 的作用后由静止开始向右做匀加速运动，ab 与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2.第4 s 末，ab 杆的速度为v ＝1 m/s ，电压表示数U ＝0.4 V.取重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)在第4 s 末，ab 杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大？(2)若第4 s 末以后，ab 杆做匀速运动，则在匀速运动阶段的拉力为多大？整个过程拉力的最大值为多大？(3)若第4 s 末以后，拉力的功率保持不变，ab 杆能达到的最大速度为多大？答案解析1.【解析】选C.由法拉第电磁感应定律E ＝ΔΦΔt ＝ΔB Δt·S 知，磁感应强度均匀增大，则ab 中感应电动势和电流不变，由F f ＝F 安＝BIL 知摩擦力增大，选项C 正确.2.【解析】选D.棒由a 到b 再到c 的过程中，速度逐渐减小.根据E ＝B l v ，E 减小，故I 减小.再根据F ＝BI l ，安培力减小，根据F ＝ma ，加速度减小，B 错误.由于a 与b 、b 与c 间距相等，故从a 到b 安培力做的功大于从b 到c 安培力做的功，故A 、C 错误.再根据平均感应电动势E＝ΔΦΔt ＝B ΔS Δt ，I ＝E R，q ＝ I Δt 得q ＝B ΔS R，故D 正确. 3.【解析】选A.给ef 一个向右的初速度，则ef 产生感应电动势，回路形成电流.同时，ef受安培力而减速，随着ef 减速，回路电流减小，安培力减小.因此，ef 将减速向右运动，但不是匀减速.故选A.4.【解析】选B.ab 边刚进入磁场时安培力等于重力且方向向上，故A 、D 错误；线框全部进入磁场后，线框中无感应电流，且向下做加速运动，当线框从下边离开磁场时将做减速运动，安培力逐渐减小且方向向上，故C 错误，B 正确.5. 【解析】选B 、C.当金属棒刚进入磁场B 1区域时，做匀速运动，故mg ＝F ＝221B v Rl ，金属棒进入B 2区域后，若B 2＝B 1，有mg ＝222B v R l ，仍匀速下滑；若B 2＜B 1，有mg ＞222B v Rl ，棒可能加速下滑或先加速下滑后匀速下滑；若B 2＞B 1，有mg ＜222B v Rl ，棒可能减速下滑或先减速下滑后匀速下滑，但金属棒MN 不能做匀减速下滑，故B 、C 正确.6.【解析】选B 、D.电路中总电阻为2R ，故最大安培力的数值为22B v 2Rl ，故A 错误；由能量守恒定律可知：导体棒动能减少的数值应该等于导体棒重力势能的增加量以及克服安培力做功产生的电热和克服摩擦阻力做功产生的内能，其公式表示为：12mv 2＝mgssin θ＋μmgscos θ＋Q 电热，则有：Q 电热＝12mv 2－(mgssin θ＋μmgscos θ)，即为安培力做的功，B 正确、C 错误；导体棒损失的机械能即为安培力和摩擦力做功的和，W 损失＝12mv 2－mgssin θ，D 正确. 7.【解析】选A 、C.线圈上升过程中，加速度增大且在减速，下降过程中，运动情况比较复杂，有加速、减速或匀速等，把上升过程看做反向的加速，可以比较当运动到同一位置时，线圈速度都比下降过程中相应的速度要大，可以得到结论：上升过程中克服安培力做功多；上升过程时间短，故正确选项为A 、C.8.【解析】选A 、B.在闭合线圈进入磁场的过程中，通过闭合线圈的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向一直为顺时针方向，A 正确；导体切割磁感线的有效长度先变大后变小，感应电流先变大后变小，安培力也先变大后变小，B 正确；导体切割磁感线的有效长度最大值为2r ，感应电动势最大为E ＝2Brv ，C 错误；穿过线圈某个横截面的电荷量为Q ＝ΔΦR＝B(r 2＋π2r 2)R，D 错误.9.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)根据楞次定律判断感应电流的方向，应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小.(2)在计算导体棒MN 所受安培力时，应注意磁感应强度B 的变化.(3)由Q ＝I 2Rt 计算产生的热量.【解析】选A 、C.根据楞次定律可知电流方向从M →N →P →Q →M ，故A 对；电流大小I ＝ΔB ·S Δt(R 0＋R)＝0.1×0.8×0.50.1＋0.4A ＝0.08 A ，故B 错；要恰好把质量M ＝ 0.2 kg 的重物拉起，则F 安＝T ＝Mg ＝2 N ，B ′＝Mg IL ＝20.08×0.5 T ＝50 T.B ′＝B 0＋ΔB Δt·t ＝0.5＋0.1t ，解得t ＝495 s ，故C 对；电阻R 上产生的热量Q ＝I 2Rt ，故Q ＝(0.08)2×0.4×495 J ＝1.27 J ，故D 错.【变式备选】(双选)(2012·泰州模拟)如图所示，电阻为R ，导线电阻均可忽略，ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m ，棒的两端分别与ab 、cd 保持良好接触，又能沿足够长的框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒ef 从静止下滑一段时间后闭合开关S ，则S 闭合后( )A.导体棒ef 的加速度可能大于gB.导体棒ef 的加速度一定小于gC.导体棒ef 最终速度随S 闭合时刻的不同而不同D.导体棒ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒【解析】选A 、D.开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑，闭合开关时有一定的初速度v 0，若此时F 安＞mg ，则F 安－mg ＝ma.若F 安＜mg ，则mg －F 安＝ma ，因为F 安的大小不确定，所以导体棒ef 的加速度可能大于g 、小于g 、等于g ，故A 正确，B 错误.无论闭合开关时初速度多大，导体棒最终的安培力应和重力平衡，故C 错误.根据能量守恒定律知，D 正确.10. 【解析】(1)棒cd 受到的安培力为F cd ＝I l B ①(2分)棒cd 在共点力作用下平衡，则F cd ＝mgsin30° ②(2分)由①②式代入数值得：I ＝1 A ③(1分)根据楞次定律可知，棒cd 中电流方向由d 至c. ④(1分)(2)棒ab 与棒cd 受到的安培力大小相等，F ab ＝F cd (1分) 对棒ab ，由共点力平衡条件得：F ＝mgsin30°＋I l B ⑤(2分)代入数据解得：F ＝0.2 N ⑥(1分)(3)设在时间t 内棒cd 产生Q ＝0.1 J 热量，由焦耳定律知Q ＝I 2Rt ⑦(1分)设棒ab 匀速运动的速度大小为v ，其产生的感应电动势E ＝B l v ⑧(1分)由闭合电路欧姆定律可知I ＝E 2R⑨(1分) 根据运动学公式可知，在时间t 内，棒ab 沿导轨的位移x ＝vt ⑩(1分)则力F 做的功W ＝Fx联立以上各式，代入数值解得：W ＝0.4 J(2分)答案：(1)1 A 方向由d 至c(2)0.2 N (3)0.4 J 【总结提升】电磁感应中力、电、能综合问题的理解思路(1)认真审题，弄清题目给出的情景和运动过程的关键状态.(2)明确等效电源，画出等效电路，进行电路的分析并列式.(3)确定研究对象并进行受力分析，画出受力示意图.(4)写出安培力的表达式，抓住关键状态列出牛顿运动定律的表达式.(5)确定研究过程，明确安培力做功与电路中电能的转化关系，列出动能定理的表达式.(6)联立方程进行求解.11. 【解析】(1)4 s 末的感应电流：I ＝U R ＝0.42A ＝0.2 A (2分) 电动势：E ＝I(R ＋r)＝0.5 V (2分)由E ＝BLv 得BL ＝E v ＝0.51T ·m ＝0.5 T ·m (2分) 4 s 末ab 受的安培力：F 安＝BIL ＝0.1 N (2分)(2)匀速阶段，ab 受力平衡拉力F ＝μmg ＋F 安＝0.5 N (2分) 加速到第4 s 末时拉力最大，F max ＝F 安＋μmg ＋m ·Δv Δt＝0.55 N (2分) (3)若第4 s 末开始，拉力的功率不变，此时P ＝F max ·v ＝0.55×1 W ＝0.55 W (2分) 设ab 的最大速度为v m ，此时的拉力为F ′，则P ＝F ′·v m ＝(μmg ＋22m B L vR r +)v m(2分) 代入数据：(0.2×0.2×10＋2m0.5v 20.5+)v m ＝0.55 W (2分) 解得v m ＝1.08 m/s (2分) 答案：(1)0.5 V 0.1 N (2)0.5 N 0.55 N(3)1.08 m/s。

电磁感应综合应用

感悟：解决感应电路综合题的一般思路是“先电后力”，
即：先作“源”的分析—分离出电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r。再进行“路”的分析—分析电路结构，弄清串、并联关系；
然后是“力”的分析—分析力学研究对象的受力情况，尤其注意其所受的安培力：
接着进行“运动”状态的分析—根据力和运动的关系，判断出正确的运动模型；最后是“能量”的分析—寻找电磁感应过程和力学对象的运动过程中其能量转化和守恒的关系。
电磁感应综合应用
常考考点： 1、电磁感应与电路（电路计算、变化分析）综合。 2、电磁感应与受力、运动的综合。 3、电磁感应与能量综合。
高考展望: 电磁感应是电磁学中最为重要的内容，其应用是高考的重点和热点。它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中牛顿运动定律、动能定理、能量转化和守恒定律等有机结合。每年高考必考。题型有选择、填空和计算等，经常以压轴题出现。
变式3：如果ab棒长度为2L，ab棒以b为
轴，以角速度ω逆时针转90°的过程中，流过R的电荷量为多少？
小结：电磁感应中电路问题的解题思路：
•2、画等效电路图，明确内、外电路。 3、结合闭合电路知识进行分析计算。
高考题型（二）——电磁感应中的动力学、能量转化综合问题
变式训练2：如果题目没有告诉导轨是
否光滑，而是告诉：当金属棒沿导轨下滑距离为6m时，速度恰好达到最大值2m/s。第二问又如何求呢？
小结：电磁感应中的动力学、能量问题的基
本思路：
• 1.对研究对象进行正确的受力分析、运动分析。 • 2.明确各力的做功情况及伴随能量转化的情况。 • 3.利用动能定理、能量守恒定律列方程求解。
• 思考：把电磁感应和动力学联系起来的桥梁是什么？安培力与什么有关？安培力的功和电能变化有什么关系？

法拉第电磁感应定律(电路问题、力学问题、功能问题)

——电磁感应现象的电路问题在电磁感应现象中,有些问题往往可以归结为电路问题,在这类问题中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路就相当于电源,这部分的电阻相当于电源的内阻，其余部分相当于外电路。

解这类问题时，一般先画出等效电路图，然后应用电路的有关规律进行分析计算．【例1】如图所示，两个互连的金属圆环，粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一。

磁场垂直穿过粗金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为E ，则a 、b 两点间的电势差为（）A ．2EB ．3EC ．32ED ．E【例2】粗细均习的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。

现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是( )【例3】如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F ．此时（）A ．电阻R 1消耗的热功率为Fv ／3B ．电阻 R 2消耗的热功率为 Fv ／6C ．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθD ．整个装置消耗的机械功率为（F ＋μmgcosθ）v【例4】如图所示，OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O 、C 处分别接有短电阻丝(图中用粗线表示)，R l =4Ω、R 2=8Ω(导轨其他部分电阻不计)．导轨OAC 的形状满足方程⎪⎭⎫ ⎝⎛=x y 3sin 2π(单位：m)．磁感应强度B =0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面．一足够长的金属棒在水平外力F 作用下，以恒定的速率v =5.0m/s 水平向右在导轨上从O 点滑动到C 点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC 导轨垂直，不计棒的电阻．求：⑴外力F 的最大值；⑵金属棒在导轨上运动时电阻丝R l 上消耗的最大功率；⑶在滑动过程中通过金属棒的电流I 与时间t 的关系．【例5】如图所示，粗细均匀的金属环的电阻为R ，可绕轴O 转动的金属杆OA 的电阻R / 4，杆长为l ，A 端与环相接触，一阻值为R / 2的定值电阻分别与杆的端点O 及环边缘连接．杆OA 在垂直于环面向里的、磁感强度为B 的匀强磁场中，以角速度ω顺时针转动．求电路中总电流的变化范围．能力提升1．如图所示，两条平行的光滑水平导轨上，用套环连着一质量为0.2 kg 、电阻为2 Ω的导体杆ab ，导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向里．已知R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电压表的量程为0～10 V ，电流表的量程为0～3 A(导轨的电阻不计)．求：(1)将R 调到30 Ω时，用垂直于杆ab 的力F ＝40 N ，使杆ab 沿着导轨向右移动且达到最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则杆ab 的速度多大？(2)将R 调到3 Ω时，欲使杆ab 运动达到稳定状态时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则拉力应为多大？(3)在第(1)小题的条件下，当杆ab 运动达到最大速度时突然撤去拉力，则电阻R 1上还能产生多少热量？2．半径为a 的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为B =0.2T ，磁场方向垂直纸面向里，半径为b 的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a =0.4m ，b =0.6m ，金属环上分别接有灯L 1、L 2，两灯的电场均为R 0=2Ω，一金属棒MN 与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。

高中物理高考】高考物理一轮复习学案 10 3 电磁感应定律的综合运用有解析

【备考2022】高考物理一轮复习学案10.3 电磁感应定律的综合运用(2)右手定则的研究对象为闭合回路的一部分导体，适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动。

2.对电源的理解(1)在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源，如切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等，这种电源将其他形式的能转化为电能。

(2)判断感应电流和感应电动势的方向，都是把相当于电源的部分根据右手定则或楞次定律判定的。

实际问题中应注意外电路电流由高电势处流向低电势处，而内电路则相反。

3．导体棒在匀强磁场运动过程中的变与不变(1)外电阻的变与不变若外电路由无阻导线和定值电阻构成，导体棒运动过程中外电阻不变；若外电路由考虑电阻的导线组成，导体棒运动过程中外电阻改变。

(2)内电阻与电动势的变与不变切割磁感线的有效长度不变，则内电阻与电动势均不变。

反之，发生变化。

处理电磁感应区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则(判断电流周围磁感线的方向)。

(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则(闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流)。

(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则(磁场对电流有作用力)。

核心素养二对电路的理解(1)内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成。

(2)在闭合电路中，相当于“电源”的导体两端的电压与真实的电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于感应电动势。

核心素养三图像问题2.解决图像问题的一般步骤(1)明确图像的种类，即是Bt图像还是Φt图像，或者Et图像、It图像等。

(2)分析电磁感应的具体过程。

(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。

(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式。

(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。

9-3电磁感应中的综合应用

高考物理总复习
3．解决此类问题的步骤 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则) 确定感应电动势的大小和方向． (2)画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式． (3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系和稳定状态时受力特点及功率关系列方程，联立求解．
人教实验版
必考内容
人教实验版
必考内容
第9章
第3讲
高考物理总复习
[解析] (1)设小灯泡的额定电流为 I0，则：
2 P＝I0R
①
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由题意，小灯泡保持正常发光，流经 MN 的电流 I＝2I0 此时金属棒 MN 受力平衡，下落速度最大，则： mg＝BIL③ mg 联立①②③，解得：B＝ 2L R . P ②
高考物理总复习
(2)棒过 cd 时下落高度为 h＝2rcos30° 3r ＝ 1 2 速度为 v2，根据能量守恒得 mgh－ mv2＝Q 2 可得 v 2＝5.0m/s 1 此时棒以下圆弧电阻为 R1＝ R＝3Ω，棒以上圆弧电 6 5 阻为 R2＝ R＝15Ω 6 R1R2 电路总电阻 R′＝＝2.5Ω R1＋R2
必考内容第9章第3讲
高考物理总复习
电磁感应中的力学问题
命题规律根据物体所受的力，分析运动状态，确
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定某时刻的速度或加速度、最终速度等物理量．
必考内容
第9章
第3讲
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如下图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道固定在水平面上，两轨道间距 l＝0.5m，左侧接一阻值为 R ＝1Ω 的电阻．有一金属棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中．t＝0 时，用一外力 F 沿轨道方向拉金属棒，使金属棒以加速度 a＝0.2m/s2 做匀加速运动，外力 F 与时间 t 的关系如下图乙所示．

专题十第3讲电磁感应定律的综合应用

ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
(2)在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小； (3)求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值．
甲图 10－3－3
乙
解：(1)如图 71，重力 mg，竖直向下；支持力 N，垂直斜面向上；安培力 F，沿斜面向上． (2)当 ab 杆速度为 v 时，感应电动势 E＝BLv， E BLv 此时电路电流 I＝R＝ R B2L2v ab 杆受到安培力 F＝BIL＝ R B2L2v 根据牛顿运动定律，有 ma＝mgsinθ－F＝mgsinθ－ R B2L2v 得 ab 杆的加速度 a＝gsinθ－ mR . B2L2v (3)当 R ＝mgsinθ 时， mgRsinθ ab 杆达到最大速度 vm，所以 vm＝ B2L2 . 图71
定则判断它们的方向，分析出相关物理量之间的函数关系，确
定其大小和方向及在坐标中的范围．
(2)图象的初始条件，方向与正、负的对应，物理量的变化
趋势，物理量的增、减或方向正、负的转折点都是判断图象的关键． 4．解题时要注意的事项 (1)电磁感应中的图象定性或定量地表示出所研究问题的函数关系． (2)在图象中 E、I、B 等物理量的方向通过物理量的正负来反映． (3)画图象要注意纵、横坐标的单位长度定义或表达．
(1)通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？
(2)棒 ab 受到的力 F 多大？ (3)棒 cd 每产生 Q＝0.1 J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？
图 10－3－6
解：(1)棒cd 受到的安培力Fcd＝BIl
①
棒cd 在共点力作用下平衡，则Fcd＝mgsin30°
②
由①②式代入数据解得I＝1 A，方向由右手定则可知由d 到c.

物理第一轮总复习精讲课件：93电磁感应规律的综合应用

9．如图所示，有一用铝板制成的U型框，将一质量为 m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，则( ) A．悬线竖直，FT＝mg B．悬线竖直，FT＞mg C．悬线竖直，FT＜mg D．无法确定FT的大小和方向
【方法与知识感悟】对电磁感应电路问题的理解对电源的理解电源是将其它形式的能转化为电能的装置．在电磁感应现象里，通过导体切割磁感线和线圈磁通量的变化而将其它形式的能转化为电能．对电路的理解内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈，外电路由电阻、电容等电学元件组成．
题型二：由给定的有关图象(B－t图、Ф－t图)分析电磁感应过程问题
C
01
02
电容器所带的电荷量为6×10－5 C
通过R的电流是2 A，方向从a到b
2
通过R的电流是2.5 A，方向从b到a
R消耗的电功率是0.16 W
6．如图所示，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形导线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是( )
*2．如图甲所示，光滑导体框架abcd水平放置，质量为m的导体棒PQ平行于bc放在ab、cd上，且正好卡在垂直于轨道平面的四枚光滑小钉之间．回路总电阻为R，整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁场的磁感强度B随时间t的变化情况如图乙所示(规定磁感强度方向向上为正)，则在0～t时间内，关于回路内的感应电流I及小钉对PQ的弹力FN，的说法正确的是( ) A．I的大小是恒定的 B．I的方向是变化的 C．FN的大小是恒定的 D．FN的方向是变化的

【电磁感应】法拉第电磁感应和楞次定律综合应用1-二次(二级)感应

【电磁感应】法拉第电磁感应和楞次定律综合应用1-二次(二级)感应
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B1、如图所示，在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟固定的大导
体矩形环M相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感应线垂
直于导轨所在平面。

若导体棒匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所
包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内（）
A．有自下而上的恒定电流 B．有自上而下的恒定电流
C．电流方向周期性变化 D．没有感应电流
B2、要使电流计G中的电流方向如图所示，则导轨上的金属棒AB 的运动情况必须
是（）
A．向左减速移动 B．向左加速移动 C．向右减速移动 D．向右加速移动
B3、如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图。

左线圈连着平行导
轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处于垂直纸面
向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）
A.当金属棒向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点
B.当金属棒向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势
C.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点
D.当金属棒向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点
B4、如图所示，在磁场中的平行金属导轨与大导线圈M相连接构成闭合回路，磁场的变化情况如图所示。

下列哪些情况可以使小导线圈N产生感应电流（）
B5、如图所示，带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈连接的导线abcd 内有水平向里变化的磁场。

下图哪种变化的磁场可使铝框向右靠近（）。