高二物理电磁感应与能量综合类问题分析教育科学版知识精讲.

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高二物理电磁感应知识点归纳笔记

高二物理电磁感应知识点归纳笔记一、电磁感应的基本原理电磁感应是指导线在磁场中或磁场变化时所产生的感应电动势。

它是通过法拉第电磁感应定律得到的，该定律阐述了磁场变化引起感应电动势的大小和方向。

1. 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律表明，当导体回路中的磁通量发生改变时，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，方向遵循右手螺旋定则。

2. 感应电动势的计算感应电动势的计算可以利用法拉第电磁感应定律结合导体回路形状和磁场的特性进行推算。

根据公式E = -ΔΦ/Δt，其中E表示感应电动势，ΔΦ表示磁通量的变化量，Δt表示时间变化量。

二、电磁感应的应用1. 电磁感应与发电原理发电机是利用电磁感应的原理将机械能转化为电能的装置。

通过转子在磁场中不断旋转，产生变动的磁通量，从而感应出电动势，通过导线引出电能。

这种方式广泛应用于发电厂和小型发电装置。

2. 电磁感应与变压器变压器是利用电磁感应原理实现电能的传输和变换的装置。

它通过将交流电的电流通过一组绕组产生变动的磁场，从而感应出另一组绕组中的电动势，实现电压的升降。

三、法拉第电磁感应定律的应用1. 感应电流当导体回路中的磁通量发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，导体回路内会产生感应电动势，从而引起感应电流的产生。

这一原理被广泛应用于感应炉、感应加热等领域。

2. 感应电磁铁感应电磁铁是一种利用电磁感应产生磁力的装置。

当通过绕组的电流变化时，会在磁铁内产生变动的磁场，从而实现磁铁的吸附、推动等功能。

四、涡流和磁阻效应1. 涡流的概念当导体在磁场中运动或磁场变化时，由于导体内自由电荷的运动，会在导体内产生环流，这种环流称为涡流。

2. 涡流的作用与应用涡流能够产生热量，因此被广泛应用于感应加热、焊接等领域。

同时，涡流在电磁制动和电磁悬浮等方面也具有重要的应用价值。

总结：高二物理电磁感应是一个重要的知识点，它涉及到电磁感应的基本原理、应用以及法拉第电磁感应定律的应用。

通过归纳和总结这些知识点，我们可以更好地理解电磁感应的原理和应用，为进一步学习和研究电磁感应奠定坚实的基础。

高二物理课程的重点与难点分析

高二物理课程的重点与难点分析物理作为一门自然科学学科，对高中学生来说是一个重要且具有挑战性的学科。

尤其对于高二学生而言，物理课程的重点和难点很大程度上影响着他们的学习成绩和未来的发展。

本文将对高二物理课程的重点和难点进行深入分析。

一、重点分析1. 力学部分：力学是物理课程的基础，也是高二物理的重点内容之一。

在力学中，学生需要掌握牛顿三大定律及其应用、运动学中的平抛运动和自由落体等基础知识。

此外，刚体平衡、动量守恒和能量守恒也是力学中的重要内容，需要学生掌握并能够解决相应的问题。

2. 电磁学部分：电磁学也是高二物理的重要内容之一。

学生需要了解电荷和电场的概念，掌握库仑定律和电场强度等相关知识。

此外，电磁感应与法拉第电磁感应定律、感应电动势和电磁感应中的应用也是需要重点掌握的内容。

3. 热学部分：热学在高二物理课程中占有重要地位。

学生需要掌握热传递与热平衡的基本概念，理解热膨胀和理想气体状态方程，并能够应用基本原理解决问题。

此外，熵和热力学第二定律也是需要学生深入理解的内容。

二、难点分析1. 抽象概念理解难度：物理学是一门以数学为工具的学科，其中有很多抽象概念需要学生深入理解。

例如，电场、电磁感应和热传递等概念对于学生来说不太直观，需要通过实验和思维模型的建立来加深理解。

2. 计算问题解决难度：物理学中的很多问题都需要进行复杂的数学计算。

有些问题需要学生能够熟练地运用微积分和向量的知识，例如在运动学和力学中求解加速度和力的大小等问题。

这对于学生来说是一个挑战，需要他们具备扎实的数学基础和良好的计算能力。

3. 知识应用难度：物理学习中，学生需要将所学的知识应用到实际问题中。

这就需要学生具备较强的分析和解决问题的能力。

例如，在力学中，需要学生能够分析物体受到的力和受力情况，进而解决与力相关的问题。

三、应对策略1. 系统学习：高二物理课程内容繁多，学生需要通过系统学习来掌握基础知识和重要概念。

在学习过程中，建议学生按照知识点分块进行学习，逐步提高对物理学知识的理解和应用能力。

高考物理专题复习电磁感应中的能量与动力学问题精品PPT课件

(1)金属杆ab运动的最大速度； (2)金属杆ab运动的加速度为 R上的电功率；
时，1 g电sin阻
2
(3)金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功.
图9-4-4
(1)当杆达到最大速度时F=mgsinθ
安培力F=Bid
感应电流
I
E R
r
感应电动势E=Bdvm
mg R r sin
金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．不计空气阻力，求：
(1)圆环中感应电流的方向； (2)圆环收尾速度的大小．
图941
解析：1 根据楞次定律可知，感应电流的方向为
顺时针(俯视观察)．
2 圆环下落高度为y时的磁通量为
d2
d2
F BS B 4
B0 1 ky
(3)在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得
1 2
m
2v1
2
1 2
mv12
mg b a Q
f
(b
a)
解得：
Q
3m mg
f mg
2B4a4
f
R2
mg b
a
f
(a
b)
点评:用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的变化所满足的方程．
如图9-4-4所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d.空间存在匀强磁场.磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B，P、M 间接阻值为R的电阻.质量为m的金属杆ab 水平放置在轨道上，其有效电阻为r.现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离x时，达到最大速度.若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g.求：

物理高二知识点第十章

物理高二知识点第十章第十章物理高二知识点物理是一门关于自然界物质、能量与运动的科学，其知识点繁多而广泛。

在高中物理学习中，第十章是高二的重要内容，主要围绕电磁感应展开。

本章为了帮助同学们更好地理解和掌握这一知识点，将会介绍与电磁感应有关的基本概念、法拉第电磁感应定律、楞次定律以及一些相关的应用。

一、电磁感应基本概念电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中感应出电流。

要理解电磁感应，我们首先需要了解电磁感应的两个基本概念：磁通量和电动势。

1. 磁通量磁通量（Φ）是描述磁场通过一个闭合曲面的物理量。

当磁场垂直于闭合曲面时，磁通量等于磁感应强度（B）与曲面面积（A）的乘积，即Φ=BA。

2. 电动势电动势（ε）是指导体中感应出的电流所产生的推动电荷运动的能力。

电动势可以通过磁通量的变化率来计算，即ε=-dΦ/dt，其中dΦ/dt表示单位时间内磁通量的变化量。

二、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是描述电磁感应现象的重要定律，由英国科学家迈克尔·法拉第在1831年提出。

该定律可以通过如下的公式表示：ε = -N * dΦ/dt其中，ε表示感应电动势，N表示感应线圈的回路数，dΦ/dt表示磁通量的变化率。

根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化率发生改变时，感应电动势也会发生变化。

三、楞次定律楞次定律是电磁感应的基本定律之一，由法国物理学家亨利·楞次于1834年提出。

楞次定律可以表述为：当感应回路中的电流发生变化时，它所产生的磁场将阻碍其自身的变化。

简言之，楞次定律指出，在电磁感应过程中，产生的感应电流会生成一个磁场，该磁场的作用是使感应电流阻碍磁通量的变化。

四、电磁感应的应用电磁感应不仅是物理学的基础知识，同时也有着广泛的应用。

以下是一些与电磁感应有关的应用：1. 发电机发电机是一种利用电磁感应原理产生电能的装置。

通过利用机械能驱动导体在磁场中运动，使得磁通量发生变化，产生感应电流，从而生成电能。

高二物理电磁感应中的动力与能量问题

电磁感应中的运动和能量问题考点一电磁感应中的动力学问题电磁感应现象中产生的感应电流在磁场中受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况。

1．导体的两种运动状态(1)导体的平衡状态——静止状态或匀速直线运动状态。

(2)导体的非平衡状态——加速度不为零。

2．处理方法根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。

3．导体的运动分析流程导体棒(框)的平衡问题分析例一(2016·全国乙卷·24)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。

两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。

右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上。

已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。

已知金属棒ab匀速下滑。

求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小。

导体棒(框)的运动情况分析例二(2019·重庆市模拟)如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝30°，两导轨之间的距离为L＝1 m，两导轨M、P之间接入电阻R＝0.2 Ω，导轨电阻不计，在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的磁场Ⅰ，磁感应强度B0＝1 T，磁场的宽度x1＝1 m；在cd连线以下区域有一个方向也垂直于导轨平面向下的磁场Ⅱ，磁感应强度B1＝0.5 T。

一个质量为m＝1 kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝0.2 Ω，若金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速运动。

金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时又达到稳定状态，cd与ef之间的距离x2＝8 m。

求(g取10 m/s2)(1)金属棒在磁场Ⅰ运动的速度大小。

高二物理电磁感应知识精讲

高二物理电磁感应知识精讲法拉第电磁感应定律、导体切割磁感线时的感应电动势，楞次定律，右手定则（B 级要求），自感现象及其应用（A 级要求）1. 产生条件：（1）感应电动势：导体在磁场中切割磁感线运动，或由磁场变化引起磁通量变化，一定有E 。

（2）感应电流：如果导体所在电路是闭合的，或磁通量变化的线圈（回路）是闭合的，就产生感应电流I 。

2. 感应电流方向：对于导体棒切割类，直接使用右手定则简便直接，对于有磁通量变化，运用楞次定律判断I 感方向。

（1）右手定则：让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导体棒运动的方向，四指指向感应电流方向。

要注意与左手定则区分。

（2）楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。

①对阻碍的理解：当磁通量增加时，感应电流磁场要削弱磁通量的增加，B 感与B 原方向相反。

当磁通量减少时，感应电流磁场要补充磁通量，B 感与B 原方向相同。

②判断I 感步骤：a. 确定B 原方向b. 判断闭合回路磁通量的变化c. 应用楞次定律（增反减同）判断B 感方向d. 由安培定则根据B 感方向确定I 感方向。

3. 感应电动势：种类大小方向切割类 E=BLv 四指指向电源正极磁通量变化类 E n t=∆∆ϕ 四指指向电动势正极（1）E=BLv 的适用条件是B 、L 、v 三者互相垂直，当不满足此条件时，如L 和v 不垂直，L 应理解为有效长度（与速度方向垂直的长度）（2）E=BLv 用来计算瞬时感应电动势。

（3）E n t =∆∆ϕ，n ：线圈匝数，∆∆ϕt：磁通量变化率。

E n t=∆∆ϕ即法拉第电磁感应定律（4）E nt =∆∆ϕ用来计算△t 内的平均感应电动势值若，则E n t n B t S nS B t B tk ====∆∆∆∆∆∆∆∆ϕ,磁场随时间线性变化，E 不随时间发生变化，可认为也是瞬时值。

4. 自感：自感现象是一种特殊的电磁感应现象，当导体（或线圈）中电流发生变化时，穿过导体所围面积的磁通量就要发生变化，导体内要产生感应电动势阻碍导体本身电流变化。

电磁感应中的能量问题分析高中物理专题

第10课时电磁感应中的能量问题分析一、知识内容：1、分析：棒的运动过程 → 运动性质 → 遵从规律；2、掌握能量的转化方向：哪些能量减少，哪些能量增加；3、电能 → 内能Q ：I 恒定 → Rt I Q 2=；I 变化：用有效值求，或能量守恒；4、常用知识点：动能定理、能量守恒、W 、P 、Q 、η等。

二、例题分析：【例1】如图所示，PQ 、MN 为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值为R=8Ω 的电阻，导轨间距为L=1m ，一质量m=0.1kg ，电阻r=2Ω的均匀金属杆水平放在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数5/3=μ，导轨平面倾角030=θ，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，B=0.5T ，今让金属杆由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量 1C q =,求:(1)当AB 下滑速度为s m /2时加速度的大小 (2)AB 下滑的最大速度(3)从静止开始到AB 匀速运动过程R 上产生的热量？【例2】如图所示，两根间距为l 的光滑金属导轨（不计电阻）,由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成,其水平段加有竖直向下方向的匀强磁场,其磁感应强度为B ，导轨水平段上静止放置一金属棒cd ，质量为2m ,电阻为2r ,另一质量为m , 电阻为r 的金属棒ab ，从圆弧段M 处由静止释放下滑至N 处进入水平段，圆弧段MN 半径为R ，所对圆心角为60°，求：（1）ab 棒在N 处进入磁场区速度多大？此时棒中电流是多少？（2）cd 棒能达到的最大速度是多大？（3）cd 棒由静止到达最大速度过程中，系统所能释放的热量是多少？【例3】用质量为m 、总电阻为R 的导线做成边长为l 的正方形线框MNPQ ，并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上，平行导轨的间距也为l ，如图所示。

线框与导轨之间是光滑的，在导轨的下端有一宽度为l （即ab =l ）、磁感应强度为B 的有界匀强磁场，磁场的边界aa ′、bb ′垂直于导轨，磁场的方向与线框平面垂直。

高二物理电磁感应的综合运用精华课件精品

【解析】：进入磁场前做自由落体运动
1、当进入磁场时：
F安
mg
B 2 L2v R
即
则：一直做匀速直线运动（稳定）
v
mgR B 2 L2
2、当进入磁场时：F安
B 2 L2v R
mg
即
v
mgR B2 L2
则：先做a减小的变加速运动（不稳定），后作匀速直线运动（稳定）。
3、当进入磁场时：
F安
B 2 L2v R
⑴试分析金属棒在轨道上做怎样的运动？
R

⑵ 在金属棒加速下滑过程中，当其速度大小
B
为V时，求此时杆中的电流及其加速度的大小；
⑶求下滑过程中，杆可以达到的最大速度。
【解析】 1、对导体棒受力分析如图
F α
2、导体棒的运动：
α
①当a>0，v增加，则导致a减小；做a减小的变加速直线运动；不稳定
②当a=0，v不变，则a保持为0，此时V最大；做匀速直线运动。稳定
电路综合分析问题
感悟·渗透·应用
【例1】如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距l=1m，处在
同一水平面中，导轨左端接有如图所示的电路，其中水
平放置的平行板电容器C两极板间距离d=10mm，定值电阻
R1=R3=8Ω，R2=2Ω，其它电阻均不计.磁感应强度
B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面.当金属棒ab沿导轨向右匀速运动(开关S断开)时，电容器两极板
∴ a g sin BIl g sin B2l2v
m
mR
当a=0 m s2 时，V达到最大值，即:
Vm
mgR sin B2 L2
电磁感应综合运用
感悟·渗透·应用
【例3】如图所示，两根竖直平行放置的光滑金属导轨 M、N，与一电阻R相连，导轨足够长，间距为L;有一内阻不计的金属杆ab横放在M、N之间，ab杆的正下方有一有界的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里现将ab由静止释放，试分析将ab由静止释放后做怎样的运动？

高二物理课堂资料(电磁感应中的能量问题)

电磁感应中的能量问题一、知识方法：1．能量转化及焦耳热的求法(1) 能量转化其他形式的能量―――→克服安培力做功电能―――→电流做功焦耳热或其他形式的能量 (2) 求解焦耳热Q 的三种方法2．电能求解的三种主要思路(1) 利用能量守恒或功能关系求解；(2) 利用克服安培力求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；(3) 利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算。

3．解题的一般步骤(1) 确定研究对象(导体棒或回路)；(2) 弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化；(3) 根据能量守恒定律列式求解。

二、典例分析：[例1]．如图所示装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。

质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h 后又返回到底端。

若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，则下列说法不．正确的是( ) A ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程通过电阻R 的电荷量一样多B ．金属杆ab 上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于m v 20/2C ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等D ．金属杆ab 在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量[例2]．如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l ＝0.5 m ，左端接有阻值R ＝0.3 Ω的电阻。

一质量m ＝0.1 kg ，电阻r ＝0.1 Ω的金属棒MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B ＝0.4 T 。

棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a ＝2 m/s 2的加速度做匀加速运动。

当棒的位移x ＝9 m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝2∶1。

高二物理电磁感应重点必考知识点

高二物理电磁感应重点必考知识点电磁感应是高中物理中的重要内容之一，也是高考物理必考的知识点。

掌握好电磁感应的理论与应用，对于学生来说至关重要。

本文将介绍高二物理电磁感应的重点必考知识点，帮助同学们更好地应对考试。

一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是电磁感应理论中最重要的定律之一。

它的形式可以表达为：电磁感应电动势等于导线内磁感应强度的变化率乘以导线的长度。

根据法拉第电磁感应定律，当导体与磁场相对运动时，导体内将产生感应电动势。

二、楞次定律楞次定律是在法拉第电磁感应定律的基础上得出的。

它对于电磁感应现象的解释起到了重要作用。

楞次定律可以表述为：感应电流的方向与产生感应电流的磁场变化方向相反，通过改变磁场方向或导体运动方向可以改变感应电流的方向。

三、感应电流与电动势的关系根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与导线的长度和磁感应强度的变化率有关。

因此，我们可以通过改变导线长度、改变磁场强度或改变磁场变化的速率来改变感应电流的大小。

四、电磁感应中的能量转化电磁感应过程中，磁场通过导体内感应电流的产生将自身能量转化为电能。

同样地，由于感应电流在导体内有阻力，导体内电能也会转化为热能，导致电阻发热。

五、感应电磁场的产生在电磁感应过程中，除了产生感应电动势和感应电流外，还会产生感应磁场。

感应磁场的方向可以根据楞次定律来确定，即感应磁场的方向与产生感应电动势的磁场变化方向相反。

六、电磁感应的应用电磁感应有许多重要的应用，如发电机、变压器、感应磁罗盘等。

发电机是将机械能转化为电能的装置，利用了电磁感应的原理。

变压器则利用了电磁感应的电磁感应定律和法拉第电磁感应定律，用于改变电压大小。

感应磁罗盘则利用感应电流产生的磁场与地磁场相互作用，指示出地磁场的方向。

总结：电磁感应是高中物理中的重点知识，掌握好这一部分内容对于备战高考至关重要。

本文介绍了高二物理电磁感应的重点必考知识点，包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、感应电流与电动势的关系、能量转化、感应电磁场的产生以及电磁感应的应用。

高考物理(知识点总结例题精析)电磁感应专题3电磁感应中的能量问题

专题三：电磁感应中的能量问题1、求解电磁感应中能量问题的思路和方法 . （1）分析回路，分清电源和外电路.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，其余部分相当于外电路。

（2）分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量发生了转化。

如：做功情况能量变化特点滑动摩擦力做功有内能（热能）产生重力做功重力势能必然发生变化克服安培力做功必然有其他形式的能转化为电能，并且克服安培力做多少功，就产生多少电能安培力做正功电能转化为其他形式的能。

安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能（3）根据能量守恒列方程求解.2、电能的三种求解思路 . （1）利用电路特征求解. 在电磁感应现象中，若由于磁场变化或导体做切割磁感线运动产生的感应电动势和感应电流是恒定的，则可通过电路知识求解。

（2）利用克服安培力做功求解.电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。

（3）利用能量守恒定律求解.① 电磁感应的过程是能量的转化和守恒的过程，其他形式能的减少量等于产生的电能。

② 在较复杂的电磁感应现象中，经常涉及求解耳热的问题。

尤其是变化的安培力，不能直接由Q=I 2 Rt 解，用能量守恒的方法就可以不必追究变力、变电流做功的具体细节，只需弄清能量的转化途径，注意分清有多少种形式的能在相互转化，用能量的转化与守恒定律就可求解，而用能量的转化与守恒观点，只需从全过程考虑，不涉及电流的产生过程，计算简便。

这样用守恒定律求解的方法最大特点是省去许多细节，解题简捷、方便。

③ 含有电动机的电路中，电动机工作时线圈在磁场中转动引起磁通量的变化，就会产生感应电动势，一般参考书上把这个电动势叫作反电动势，用反E 表示。

根据楞次定律这个感应电动势是阻碍电动机转动的，电流克服这个感应电动势作的功反IE W =就等于电动机可输出的机械能，这样电流对电动机作的功rt I t IE UIt 2+=反，（其中r 是电动机的内电阻）这就是含有电动机的电路中电功不等于电热的原因。

高二物理电磁感应现象的综合应用知识精讲

高二物理电磁感应现象的综合应用【本讲主要内容】电磁感应现象的综合应用本讲主要学习电磁感应规律的综合应用，解决电磁感应中的综合问题。

［本讲教学目的、要求］通过电磁感应综合题目的分析与解答，建立力、电、磁三部分知识之间的联系，会处理电磁感应图像问题和电磁感应中受力与运动情况的动态分析问题；掌握电磁电路的分析与计算以及电磁感应中的能量转换。

【知识掌握】【知识点精析】电磁感应的综合题不仅涉及法拉第电磁感应定律，它还涉及力学、热学、静电场、直流电路、磁场等许多内容，主要反映在以下几方面：1. 因导体的切割运动或电路中磁通量的变化，产生感应电流，使导体受到安培力的作用，从而直接影响到导体或线圈的运动。

2. 因导体的切割运动或电路中磁通量的变化，产生感应电动势等效为电源，与外部电路组合为闭合电路。

3. 以电磁感应现象中产生的电能为核心，综合着各种不同形式的能（如机械能、内能等）的转化。

4. 电磁感应的综合题有两种基本类型，一是电磁感应与电路、电场的综合；二是电磁感应与磁场、导体的受力和运动的综合；或是这两种基本类型的复合题，题中电磁现象、力现象相互联系，相互影响和制约，其基本形式如下：电磁感应现象的综合应用题综合程度高，涉及的知识面广，解题时可将问题分解为两部分——电学部分和力学部分。

（1）电学部分思路：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，如果在一个电路中切割磁感线的是几部分导体，可等效成电池的串并联，分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律理顺电学量之间的关系。

（2）力学部分思路：分析通电导体的受力情况及力的效果，应用牛顿定律、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等规律理顺力学量之间的关系。

然后抓住“电磁感应”及“磁场对电流的作用”这两条将电学量与力学量相联系的纽带，遵循在全过程中系统机械能、电能、内能之间相互转化和守恒的规律，则问题总能迎刃而解。

【解题方法指导】例1. 如图所示，MN、PQ是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B。

高二年级物理电磁感应和能量综合类问题分析教育科学版知识精讲

高二物理电磁感应与能量综合类问题分析教育科学版【本讲教育信息】一、教学内容：电磁感应与能量综合类问题分析二、学习目标：1、掌握分析和解决电磁感应与能量综合类问题的基本方法。

2、重点掌握电磁感应的能量转化问题的典型题型及其解法。

考点地位：电磁感应现象与能量的综合问题历来是高考的重点和难点，出题的形式一般以大型的计算题的形式出现，题目可以从深层次上考查学生对于电磁感应现象中能量转化与守恒的理解，且综合性很强，涉及对物理情景中的受力、运动及能量转化分析，从分析方法上与动能定理、能量守恒定律、功能关系等知识紧密结合，如2008年全国卷Ⅱ卷第24题、北京卷第22题、江苏卷第15题、山东卷第22题、上海卷第24题；2007年广东卷第11题，江苏卷第21题都突出了对于这方面问题的考查。

三、重、难点解析：1. 电磁感应过程往往涉及多种能量的转化如下图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能，若导轨足够长，棒最终达稳定状态匀速运动时，重力势能的减小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能。

因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应中能量问题的重要途径之一。

2. 安培力的功和电能变化的特定对应关系“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能. 同理，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能.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，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程，联立求解。

例1、如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m 的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω. 框架左端的电阻R=0.4Ω. 垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T. 当用外力使棒ab 以速度v=5m ／s 右移时，ab 棒中产生的感应电动势ε= ，通过ab 棒的电流I=____.ab 棒两端的电势差U ab =____ ，在电阻R 上消耗的功率R P = ____，在ab 棒上消耗的发热功率P r = ____，切割运动中产生的电功率P= ____答案：0.2V ，0.4A 、0.16V 、0.064W 、0.016W 、0.08W小结：安培力做正功的过程是电能转化为其他形式能量的过程，安培力做多少正功，就有多少电能转化为其他形式的能量、安培力做负功的过程是其他形式的能量转化为电能的过程，克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能量转化为电能；导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分用于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后转化为焦耳热，另一部分用于增加导体的动能。

高二物理电磁感力学问题及能量问题知识精点

嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电磁感应力学问题及能量问题人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容：电磁感应力学问题及能量问题二. 重点、难点解析电磁感应综合问题，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、动量和能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，其具体应用可分为以下两个方面：（1）受力情况、运动情况的动态分析。

思考方向是：导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，周而复始，循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。

要画好受力图，抓住a＝0时，速度v达最大值的特点。

（2）功能分析，电磁感应过程往往涉及多种能量形势的转化。

例如：如图所示中的金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减小，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能. 若导轨足够长，棒最终达到稳定状态为匀速运动时，重力势能用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，往往是解决电磁感应问题的重要途径。

【典型例题】例1. 相距为L的足够长光滑平行金属导轨水平放置，处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。

导轨一端连接一阻值为R的电阻，导轨本身的电阻不计，一质量为m，电阻为r的金属棒ab横跨在导轨上，如图所示。

现对金属棒施一恒力F，使其从静止开始运动。

求：（1）运动中金属棒的最大加速度和最大速度分别为多大？（2）计算下列两个状态下电阻R上消耗电功率的大小：①金属棒的加速度为最大加速度的一半时；②金属棒的速度为最大速度的四分之一时。

解析：（1）开始运动时金属棒加速度最大mFam=当金属棒由于切割磁感线而受安培力作用，安培力与所受恒力F相等时速度达到最大，即E＝BLvrREI+=BILF=安F＝F安由以上四式可解得：22)(LBrRFvm+=（2）当金属棒加速度为最大加速度的一半时，安培力应等于恒定拉力的一半，即：此时电阻R上消耗的电功率为：P1＝I12R由以上两式解得：22214LBRFP=当金属棒的速度为最大速度的四分之一时：P2＝I22R由以上三式解得：P2＝F2R/16B2L2例2. 如图所示，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。

高二物理高效课堂资料49、电磁感应的力和能量问题

高二物理高效课堂资料电磁感应的力和能量问题一、电磁感应的动力学问题阅读三维设计P190突破点（一），完成下列问题2、力学对象和电学对象的相互关系：（1）电学对象（2）力学对象3、四步法分析电磁感应动力学问题（1）（2）（3）（4）二、电磁感应中的能量问题阅读三维设计P191突破点（二），完成下列问题1、能量转化及焦耳热的求法（1）能量转化（2）求解焦耳热Q的三种方法：①②③2、解题的一般步骤（1）（2）（3）针对练习1、如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50 T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30 Ω的电阻,长为L=0.40 m、电阻为r=0.20 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,通过传感器记录金属棒ab下滑的距离,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计.(g=10 m/s2)求:(1)在前0.4 s的时间内,金属棒ab电动势的平均值.(2)金属棒的质量.(3)在前0.7 s的时间内,电阻R上产生的热量.2、如图所示,闭合导体线框abcd从高处自由下落,落入一个有界匀强磁场中,从bd边开始进入磁场到ac边即将进入磁场的这段时间里,在下图中表示线框运动过程中的感应电流—时间图象的可能是（）3、如图所示，长为L、电阻r=0.3 Ω、质量m=0.1 kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5 Ω的电阻，量程为0～3.0 A的电流表串接在一条导轨上，量程为0～1.0 V的电压表接在电阻R的两端，垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以向右恒定外力F使金属棒右移.当金属棒以v=2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。

问：（1）此满偏的电表是什么表?说明理由。

新教材高中物理第二章专题三电磁感应中的动力学和能量问题pptx课件教科版选择性必修第二册

A．如果B增大，vm将变大 B．如果α变大(仍小于90°)，vm将变大 C．如果R变大，vm将变大 D．如果m变小，vm将变大
答案：BC
2.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆．开始时，将开关S断开，让金属杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合．若从S闭合开始计时，则金属杆ab 的速度v随时间t变化的图像不可能是下图中的( )
A．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零 B．作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于 mgh与电阻R上产生的焦耳热之和 C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零 D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
答案：AD
素养训练4 (多选)如图所示，光滑斜面PMNQ的倾角为θ＝30°，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长L1＝0.5 m，bc边长为L2，导体线框质量m ＝1 kg、电阻R＝0.4 Ω，有界匀强磁场的磁感应强度为B＝2 T，方向垂直于斜面向上，ef为磁场的边界，且ef∥MN.导体线框在沿斜面向上且与斜面平行的F ＝10 N的恒力作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行．已知导体线框刚进入磁场时做匀速运动，且进入过程中通过导体线框某一横截面的电荷量q＝0.5 C，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．导体线框进入磁场时的速度为2 m/s B．导体线框bc边长为L2＝0.1 m C．导体线框开始运动时ab边到磁场边界ef的距离为0.4 m D．导体线框进入磁场的过程中产生的热量为1 J
答案：ACD
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1.(多选)如图所示，有两根和水平方向成α(α<90°)角的光滑平行的金属轨道，上端接有滑动变阻器R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B.一根质量为m、电阻不计的金属杆从轨道上由静止滑下，经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm，则( )

高考物理双基突破二专题电磁感应中的能量问题精讲.doc

专题31 电磁感应中的能量问题在电磁感应现象中，安培力做正功，电能转化为其他形式的能；安培力做负功，即克服安培力做功，其他形式的能转化为电能。

若产生的感应电流是恒定的，则可以利用焦耳定律计算电阻中产生的焦耳热；若产生的感应电流是变化的，则可以利用能量守恒定律计算电阻中产生的焦耳热。

1．过程分析（1）电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程。

（2）电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有“外力”克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能。

“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。

（3）当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能。

安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程。

安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。

综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间转化的量度。

2．求解思路（1）若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算。

（2）若电流变化，则：①利用安培力做的功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则机械能的减少量等于产生的电能。

3．电磁感应中能量转化问题的分析技巧（1）电磁感应过程往往涉及多种能量的转化①如图中金属棒ab沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能，最终在R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能。

②若导轨足够长，棒最终达到稳定状态做匀速运动，之后重力势能的减小则完全用来克服安培力做功，转化为感应电流的电能。

③分析“双杆模型”问题时，要注意双杆之间的制约关系，即“动”杆与“被动”杆之间的关系，需要注意的是，最终两杆的收尾状态的确定是分析该类问题的关键。

（2）安培力做功和电能变化的特定对应关系①“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。