2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十一 電磁感應(yīng)課件.ppt

《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十一 電磁感應(yīng)課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題十一 電磁感應(yīng)課件.ppt（140頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十一 電磁感應(yīng),【高考幫物理】：專題十一 電磁感應(yīng),考情精解讀,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),目錄 CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測,考點(diǎn)1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,考點(diǎn)2 法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用,考點(diǎn)3 電磁感應(yīng)中的四大問題(電路、圖象、動力學(xué)及能量),方法1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷方法,方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法,方法3 電磁感應(yīng)中電路問題的求解方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法4 電

2、磁感應(yīng)中圖象問題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制的設(shè)計(jì)方法,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,考向7 考查傳感器與電學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合問題,考情精解讀,考綱要求 命題規(guī)律 命題分析預(yù)測,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2.磁通量 3.法拉第電磁感應(yīng)定律 4.楞次定律 5.自感、渦流 6.實(shí)驗(yàn):傳感器的簡單使用,考綱要求,命題規(guī)律,電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷,感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的計(jì)算及電磁感應(yīng)中的電路問題、能量問題、圖象問題、力電綜合問題是高考命題的熱點(diǎn),命題分析預(yù)

3、測,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),考點(diǎn)1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用 考點(diǎn)2 法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用 考點(diǎn)3 電磁感應(yīng)中的四大問題(電路、圖象、動力學(xué)及能量),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),1.磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率的比較,考點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,續(xù)表,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),特別提醒 只要導(dǎo)體切割了磁感線,一定會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,但只有磁通量發(fā)生了變化且回路閉合,才能形成感應(yīng)電流.,3.感應(yīng)電流方向的判斷 (1)楞次定律與右手定則,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),(2)楞次定律的理解及應(yīng)用 楞次定律中“阻礙”的四層含義,物理

4、 專題十一 ：電磁感應(yīng),用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),楞次定律的廣義表述及應(yīng)用,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),考點(diǎn)2法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用,3.感應(yīng)電動勢方向的判斷 (1)用右手定則或楞次定律所判定的感應(yīng)電流方向,就是電源內(nèi)部的電流方向,而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分電路就是電源,所以感應(yīng)電流的方向就是感應(yīng)電動勢的方向.判斷出感應(yīng)電動勢方向后,進(jìn)而可判定電路中各部分電流的方向及各點(diǎn)電勢的高低. (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中判定電勢高低時必須把產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體(或線圈)看成電源,且注意在電源內(nèi)部感應(yīng)電流是從電勢低處向電勢高處流動的.若電路斷路無感應(yīng)電流時,可想象為有感應(yīng)電流

5、,來判定電勢的高低. 4.通電自感與斷電自感的比較,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),6.電磁阻尼與電磁驅(qū)動的比較,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),考點(diǎn)3電磁感應(yīng)中的四大問題(電路、圖象、動力學(xué)及能量),1.電磁感應(yīng)中電路問題 (1)電磁感應(yīng)與電路知識的關(guān)系圖,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),4.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題 (1)電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程,是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問題的實(shí)質(zhì)是電能的轉(zhuǎn)化問題,橋梁是安培力.“外力”克服安培力做多少功,

6、就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.同理,安培力做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程,安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,因此電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量的轉(zhuǎn)化.,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),(2)求解焦耳熱Q的三種方法,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),B.方法幫題型全突破,方法1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷方法 方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法 方法3 電磁感應(yīng)中電路問題的求解方法 方法4 電磁感應(yīng)中圖象問題的求解方法 方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法 方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制的設(shè)計(jì)方法,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷方法,方法解讀： 1.緊扣“條

7、件”,判準(zhǔn)“電流” (1)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件: 閉合回路;磁通量發(fā)生變化. (2)磁通量變化的四種情況 B不變,S變化,則=BS; B變化,S不變,則=BS; B變化,S也變化,則=B2S2-B1S1; B不變,S不變,線圈平面與磁場方向的夾角變化,則=BS(sin 2-sin 1). 2.“三個定則”及楞次定理的區(qū)別與應(yīng)用,方法1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷方法,(1)適用于不同對象 安培定則又叫右手螺旋定則,適用于判定運(yùn)動電荷或電流產(chǎn)生的磁場的方向;左手定則適用于判定磁場對運(yùn)動電荷或電流的作用力的方向;右手定則適用于判定導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向;楞次定律適用于判定電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動

8、勢和感應(yīng)電流的方向. (2)左手定則和右手定則的因果關(guān)系不同 左手定則的“因”是有電,“果”是受力,即“因電而動”;右手定則的“因”是受力運(yùn)動,“果”是有電,即“因動而電”. (3)記憶方法 左手定則與右手定則在使用時易混淆,可采用“字形記憶法”:“力”字最后一筆向左,用左手定則判定力的方向;“電”字最后一筆向右,用右手定則判定感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流的方向.總之可簡記為“力左電右”.,方法1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷方法,(4)應(yīng)用時需要注意的問題 右手定則和楞次定律都是用來判斷電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流方向的.對于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動,判斷電勢高低時,使用右手定則方便.對于磁通量發(fā)生變化而

9、引起的感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的方向判斷,則需使用楞次定律.楞次定律的核心是“阻礙”,“阻礙”可以理解為阻礙磁通量的變化,阻礙導(dǎo)體與磁體間的相對運(yùn)動,以及阻礙導(dǎo)體自身電流的變化(自感現(xiàn)象). 左手定則給出了磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、安培力F的方向關(guān)系.在電磁感應(yīng)的綜合應(yīng)用中,若一道題目既用到右手定則,又用到左手定則,注意不要混淆這些規(guī)律的適用對象,并分清左、右手.將方向判斷正確是解決綜合題目的前提.,題型 1磁通量、磁通量變化量的理解與應(yīng)用 考法示例1如圖所示,通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬框共面,第一次將金屬框由平移到,第二次將金屬框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到,設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化量大小分別為1和

10、2,則 A.12,兩次運(yùn)動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) B.1=2,兩次運(yùn)動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C.12,兩次運(yùn)動中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) D.12,兩次運(yùn)動中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),解析設(shè)金屬框在位置的磁通量為,金屬框在位置的磁通量為,由題意可知,1=|-|,2=|-|,所以金屬框的磁通量變化量大小關(guān)系為12,由安培定則知兩次通過金屬框的磁通量均垂直紙面向里且減小,所以由楞次定律知兩次運(yùn)動中線框中均出現(xiàn)沿adcba方向的電流,C項(xiàng)正確. 答案C 特別提醒 直導(dǎo)線電流周圍磁場的磁感線分布是以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同

11、心圓.越向外磁場越弱;磁場方向可由安培定則判斷.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析與判斷 考法示例2光滑的金屬線框abcd處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中.線框從圖示位置由靜止釋放,到接近水平位置的過程中 A.線框的機(jī)械能守恒 B.穿過線框的磁通量逐漸增大 C.線框有abcda方向的感應(yīng)電流 D.穿過線框磁通量的變化率逐漸增大,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 3判斷感應(yīng)電流的方向 考法示例32016海南高考,4,3分如圖所示,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相

12、等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距.兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流.若 A.金屬環(huán)向上運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向 B.金屬環(huán)向下運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向 C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針 D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),解析根據(jù)楞次定律,當(dāng)金屬環(huán)上、下移動時,穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B項(xiàng)錯誤;當(dāng)金屬環(huán)向左移動時,穿過圓環(huán)的磁通量垂直紙面向外并且增大,根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針,故C項(xiàng)錯誤;當(dāng)金屬環(huán)向右移動時,穿過圓環(huán)的磁通量垂直紙面向里并

13、且增大,根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針,故D項(xiàng)正確. 答案 D 特別提醒 解決本題的關(guān)鍵是會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向,以及會根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流的方向.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 4二次感應(yīng)問題的分析與判斷 考法示例4如圖所示,金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導(dǎo)軌上,在ef右側(cè)存在有界勻強(qiáng)磁場B,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下,在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)軌在同一平面內(nèi).當(dāng)金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運(yùn)動后,下列有關(guān)圓環(huán)的說法正確的是 A.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流,圓

14、環(huán)有收縮的趨勢 B.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流,圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢 C.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流,圓環(huán)有收縮的趨勢 D.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應(yīng)電流,圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法提煉 本題為二次感應(yīng)問題,分析求解此類問題時,必須注意以下兩點(diǎn). (1)由導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流:勻速直線切割運(yùn)動只能產(chǎn)生恒定電流;勻變速直線切割運(yùn)動產(chǎn)生均勻變化的電流. (2)判斷問題時,一般采用逆向思維的分析方法較好,但無論是采用逆向推理(由結(jié)果原因),還是正向推理(由已知所求),都應(yīng)抓住兩兩之間的因果關(guān)系進(jìn)行分析.,數(shù)學(xué)

15、 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,方法2 法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用方法,題型 5導(dǎo)體切割磁感線類問題的求解 考法示例5 多選如圖所示,質(zhì)量為m=0.04 kg、邊長為l=0.4 m的正方形導(dǎo)體線框abcd放置在一光滑絕緣斜面上,線框用一平行斜面的細(xì)線系于O點(diǎn),斜面傾角為=30.線框的一半處于磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化關(guān)系為B=2+0.5t(T),方

16、向垂直于斜面向上.已知線框電阻為R=0.5 ,重力加速度為g=10 m/s2.則 A.線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda B.t=0時,細(xì)線的拉力大小F=0.2 N C.線框中感應(yīng)電流大小為I=80 mA D.經(jīng)過一段時間t,線框可能沿斜面向上運(yùn)動,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),易錯警示 解答此題常見錯誤主要是受思維定式影響,一是錯認(rèn)為導(dǎo)體線框向上運(yùn)動,由右手定則判斷出線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda;二是只考慮到重力沿斜面向下的分力而忽視了安培力;三是錯認(rèn)為線框受到沿斜面向上的拉力,線框所受安培力方向沿斜面向下.,數(shù)學(xué) 第

17、四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 7自感類問題的分析與求解 考法示例7 如圖所示,燈泡A、B與定值電阻的阻值均為R,L是帶鐵芯的理想線圈,電源的內(nèi)阻不計(jì).開關(guān)S1、S2均閉合后電路達(dá)到穩(wěn)定.已知電路中的各種元件均在安全范圍之內(nèi).下列判斷中正確的是 A.燈泡A中有電流通過,方向?yàn)閍b B.將S1斷開的瞬間,燈泡A、B同時熄滅 C.將S1斷開的瞬間,通過燈泡A的電流最大值要比原來通過燈泡B的電流大 D.將S2斷開,電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A、B的亮度相同,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理

18、專題十一 ：電磁感應(yīng),解析開關(guān)S1、S2均閉合且電路達(dá)到穩(wěn)定,線圈L把燈泡A短路,燈泡A中沒有電流通過,A錯誤.將S1斷開的瞬間,燈泡A閃亮一下再熄滅,B錯誤.流過L的電流等于通過燈泡B和電阻R兩支路的電流之和,所以將S1斷開的瞬間,通過燈泡A的電流最大值要比原來通過燈泡B的電流大,C正確.將S2斷開,電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A所在支路電阻大,電流小,所以亮度要比燈泡B暗,D錯誤. 答案C 方法提煉 分析處理自感類問題時,注意把握如下幾點(diǎn). 1.通電自感:線圈相當(dāng)于一個變化的電阻阻值由無窮大逐漸減小,通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷路. 2.斷電自感:斷電時自感線圈處相當(dāng)于電源,電動勢由某值逐漸減小到零.

19、 3.電流穩(wěn)定時,自感線圈就是導(dǎo)體.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),4.電場方向及判斷方法不同 靜電場方向與正電荷所受電場力方向一致,沿電場線的切線方向;感生電場方向是根據(jù)磁場的變化情況由楞次定律判斷的. 如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B增強(qiáng),假定在磁場周圍有一個閉合回路,由楞次定律可知回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下,由安培定則可判斷出電流方向沿順時針方向(俯視),則感生電場方向也為順時針方向.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 9“感生”和“動生”兩類

20、電動勢的綜合應(yīng)用 考法示例9 2015廣東高考,35,18分如圖(a)所示,平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置,間距L=0.4 m.導(dǎo)軌右端接有阻值R=1 的電阻.導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上,且接觸良好.導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計(jì).導(dǎo)軌間正方形區(qū)域abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場,bd連線與導(dǎo)軌垂直,長度也為L.從0時刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t變化,規(guī)律如圖(b)所示;同一時刻,棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運(yùn)動,1 s 后剛好進(jìn)入磁場.若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運(yùn)動,求: (1)棒進(jìn)入磁場前,回路中的電動勢E; (2)棒在運(yùn)動過程中受到的最大安培力F,以及棒通過三角形abd區(qū)域時電流i

21、與時間t的關(guān)系式.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),易錯警示 初看起來,本題既有磁場變化引起的感生電動勢,又有導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的動生電動勢,問題應(yīng)該較復(fù)雜,仔細(xì)分析過程可知,這兩種電動勢并不是同時產(chǎn)生的,因此求解問題時一定要注重過程分析,另外在確定電流i與時間t的關(guān)系式時,要注意時間的取值范圍,即確定1.0 st1.2 s.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法3 電磁感應(yīng)中電路問題的求解方法,方法3 電磁感應(yīng)中電路問題的求解方法,題型 10電磁感應(yīng)中電路問題的分析與判斷 考法示例102015福建高考

22、,18,6分如圖,由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場B中.一接入電路電阻為R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計(jì)摩擦.在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中 A.PQ中電流先增大后減小 B.PQ兩端電壓先減小后增大 C.PQ上拉力的功率先減小后增大 D.線框消耗的電功率先減小后增大,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),答案C 特別提醒 1.某段導(dǎo)體作為外電路時,它兩端的電壓就是通過該段導(dǎo)體的電流與其電阻的乘積. 2.某段導(dǎo)體作為電源時,

23、它兩端的電壓就是路端電壓,等于電流與外電阻的乘積,或等于電動勢減內(nèi)電壓.當(dāng)導(dǎo)體電阻不計(jì)時,路端電壓等于電源電動勢. 3.對電路分析判斷時,注意首先畫出等效電路圖,再運(yùn)用電路相關(guān)知識進(jìn)行分析和求解.,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 11電磁感應(yīng)中含容電路問題的求解 考法示例112013全國卷,25,19分如圖,兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為,間距為L.導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器,電容為C.導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌平面.在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒,棒可沿導(dǎo)軌下滑,且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸.已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為

24、g.忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑,求: (1)電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系; (2)金屬棒的速度大小隨時間變化的關(guān)系.,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法4 電磁感應(yīng)中圖象問題的求解方法,方法4 電磁感應(yīng)中圖象問題的求解方法,2.電磁感應(yīng)中圖象問題的解題思路 (1)明確圖象的種類,是B-t圖象、-t圖象、E-t圖象還是i-t圖象.對于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的情況,還常涉及E-x圖象和i-x圖象. (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程. (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系. (4)結(jié)合法拉第電磁

25、感應(yīng)定律、歐姆定律和牛頓運(yùn)動定律等寫出函數(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)判斷圖象(或描繪圖象、應(yīng)用圖象分析解決問題). 3.求解圖象類選擇題的兩種常用方法 (1)排除法:定性分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(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物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對圖象進(jìn)行分析和判斷.,題型 12圖象的選擇 考法示例122014全國卷,18,6分如圖甲所示,線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上.在ab線圈中通以變化的電流,用示波器測得

26、線圈cd間電壓如圖乙所示,已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比,則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中,可能正確的是 圖甲圖乙 AB C D,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),解析由圖乙可知,線圈cd每個時間段內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小不變,即線圈cd間產(chǎn)生穩(wěn)定的周期性變化的感應(yīng)電動勢,則產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原磁場在每個時間段內(nèi)的變化是均勻的,根據(jù)題目所給信息知道,線圈ab中電流在每個時間段內(nèi)應(yīng)該是均勻變化的,只有C選項(xiàng)有此特點(diǎn),因此C選項(xiàng)正確. 答案 C 特別提醒 本題通過分析感應(yīng)電動勢(電壓)與時間的圖象,推斷電流隨時間變化的圖象,考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律.借

27、助圖象考查電磁感應(yīng)的規(guī)律,一直是高考的熱點(diǎn),此類題目總是通過變換情境、改變條件,推陳出新.求解此類問題的關(guān)鍵是弄清楚產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的原因,熟練掌握法拉第電磁感應(yīng)定律.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),考法示例13如圖所示,一個水平放置的=45的“”形光滑導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,ab是粗細(xì)、材料與導(dǎo)軌完全相同的均勻?qū)w棒,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好.在外力作用下,導(dǎo)體棒以恒定速度v向右平動,以導(dǎo)體棒在圖中所示位置時作為計(jì)時起點(diǎn),則回路中感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流I、導(dǎo)體棒所受外力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時間變化的圖象中正確的是 A B C D,數(shù)學(xué) 第四章：三角函

28、數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 13圖象的轉(zhuǎn)換 考法示例14如圖甲所示,正三角形導(dǎo)線框abc固定在磁場中,磁場方向與線框平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示.t=0時刻,磁場方向垂直紙面向里,在04 s時間內(nèi),線框ab邊所受安培力F隨時間t變化的關(guān)系(規(guī)定水平向左為力的正方向)可能是下圖中的 圖甲 圖乙 A B C D,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),解析 02 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小恒定,線框ab邊所受安培力大小隨磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正比例變化,規(guī)定水平向左為力的正方向,所以01 s

29、內(nèi)安培力的方向?yàn)檎较?12 s內(nèi)安培力的方向?yàn)樨?fù)方向.23 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,線框無感應(yīng)電流,線框ab邊不受安培力.34 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻變化,線框感應(yīng)電流大小恒定,線框ab邊所受安培力大小隨磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正比例變化,所以33.5 s內(nèi)安培力的方向?yàn)檎较?3.54 s內(nèi)安培力的方向?yàn)樨?fù)方向,故A符合題意. 答案 A 特別提醒 這類問題可先根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”來判斷感應(yīng)電流的磁場方向,再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流方向,又F安=BIL,該題中磁場在02 s和34 s時間內(nèi)是均勻變化的.即在相應(yīng)時間段內(nèi)I的大小是不變的,故在相應(yīng)的時間段內(nèi)F安B,從B的變化規(guī)律就能得出F安的變化規(guī)律.

30、,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 14圖象的應(yīng)用 考法示例15如圖甲所示,水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌,間距L=0.3 m.導(dǎo)軌左端連接R=0.6 的電阻.區(qū)域abcd內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6 T,磁場區(qū)域?qū)扗=0.2 m.細(xì)金屬棒A1和A2用長為2D=0.4 m的輕質(zhì)絕緣桿連接,放置在導(dǎo)軌平面上,并與導(dǎo)軌垂直.每根金屬棒在導(dǎo)軌間的電阻均為r=0.3 ,導(dǎo)軌電阻不計(jì).使金屬棒以恒定速度v=1.0 m/s沿導(dǎo)軌向右穿過磁場.計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(t=0)到A2離開磁場的時間段內(nèi),不同時間段通過電阻R的電流大小,并在圖乙中畫出.,數(shù)學(xué) 第四章

31、：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),綜合上述計(jì)算結(jié)果,通過R的電流與時間的關(guān)系圖線如圖(c)所示. 答案 見解析 關(guān)鍵能力 本題是通過分析和求解金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,畫出通過電阻R的I-t圖線.分析和求解問題的基本思路:先進(jìn)行“源”的分析分析出電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的“電源”,求出“電源”參數(shù)E和r;再進(jìn)行“路”的分析畫出必要的電路圖,分析電路結(jié)構(gòu),弄清串、并聯(lián)關(guān)系,求出相關(guān)部分的電流及其他物理量,尤其注意分清過程,確定通過R的電流在各個時間段的對應(yīng)值,從而正確畫出I-t圖線.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng)

32、,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,依據(jù)臨界狀態(tài)特點(diǎn),列方程求解. (2)從能的角度分析求解 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(或右手定則)確定感應(yīng)電動勢的大小和方向. 畫出等效電路圖,寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式. 分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒定律得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程,聯(lián)立求解. 說明:在利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問題時,第一要準(zhǔn)確把握參與轉(zhuǎn)化的能量的形式和種類,第二要確定哪種能量增加,哪種能量減少. 3.幾種典型模型 (1)單桿模型(光滑平行導(dǎo)軌),方法5 電磁感應(yīng)中

33、力學(xué)問題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,注:在以上模型中,受到的外力F可以是拉力或重力,也可以是它們的合力或分力,例如導(dǎo)軌為光滑平行傾斜導(dǎo)軌,重力的分力將成為合外力. 另有一種接有電源的模型,單桿運(yùn)動時產(chǎn)生反電動勢,高考不做要求. (2)雙桿模型(光滑平行導(dǎo)軌),方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,注:依據(jù)以上模型,可能拓展為不等距導(dǎo)軌或者不光滑導(dǎo)軌,分析方法類似. (3)線框模型(以初速度v0,在恒定外力F作用下進(jìn)入磁場) 閉合線框在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動,本質(zhì)上還是單導(dǎo)體桿(單邊切割磁感線)問題,故分析處理的方法基本和單導(dǎo)體桿類似.當(dāng)閉合線框完全進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后,因?yàn)榇┻^線框的磁

34、通量不變,故回路中沒有感應(yīng)電流,線框不受安培力. 當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場時,受到安培力阻礙,若F安=F,則線框勻速進(jìn)入.若FF安,則線框加速進(jìn)入,v,F安,F合,a,直至F合=0時,v達(dá)到最大;若F安F,則線框減速進(jìn)入,v,F安,F合,a,直至F合 =0,v達(dá)到最小,當(dāng) v=v0時,v最大.,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問題的求解方法,題型 15電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題 考法示例162016天津高考,12,20分電磁緩速器是應(yīng)用于車輛上以提高運(yùn)行安全性的輔助制動裝置,其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度.電磁阻尼作用可以借助如下模型討論:如圖所示,將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上,斜

35、面與水平方向夾角為.一質(zhì)量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間,恰好勻速穿過,穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定,其引起電磁感應(yīng)的效果與磁鐵不動、鋁條相對磁鐵運(yùn)動相同.磁鐵端面是邊長為d的正方形,由于磁鐵距離鋁條很近,磁鐵端面正對兩鋁條區(qū)域的磁場均可視為勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,鋁條的高度大于d,電阻率為.為研究問題方便,鋁條中只考慮與磁鐵正對部分的電阻和磁場,其他部分電阻和磁場可忽略不計(jì),假設(shè)磁鐵進(jìn)入鋁條間以后,減少的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為鋁條的內(nèi)能,重力加速度為g.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理

36、 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 16電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系問題 考法示例172014全國卷,25,19分半徑分別為r和2r的同心圓形導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),一長為r、質(zhì)量為m且質(zhì)量分布均勻的直導(dǎo)體棒AB置于圓導(dǎo)軌上面,BA的延長線通過圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個裝 置位于一勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向豎直向下.在內(nèi)圓導(dǎo)軌的C點(diǎn)和外圓導(dǎo)軌的D點(diǎn)之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出).直導(dǎo)體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在轉(zhuǎn)動過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸.設(shè)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽

37、略.重力加速度大小為g.求: (1)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向和大小; (2)外力的功率.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法提煉 電磁感應(yīng)中的功能關(guān)系問題的求解方法 (1)求解電能的三種主要思路 利用克服安培力做功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功. 利用能量守恒定律求解:機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能. 利用電路特征求解:通過電路中產(chǎn)生的電熱來計(jì)算. (2)能量轉(zhuǎn)化問題的分析過程:先電后力再能量.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法

38、6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制的設(shè)計(jì)方法,方法解讀： 1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理 傳感器將它感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量(一般是電學(xué)量).其工作過程是通過對某一物理量敏感的元件將感受到的信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號的過程.例如,光電傳感器是利用光敏電阻將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號,轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)過電子電路的處理就可以達(dá)到方便檢測、自動控制、遙控等目的. 2.傳感器的基本應(yīng)用方法 在對溫度有特殊要求的場合,利用熱敏元件對溫度的敏感性,可以設(shè)計(jì)出自動控制電路或報(bào)警電路.在對光照有特殊要求的場合,利用光敏元件對光照強(qiáng)度的敏感性

39、,可以設(shè)計(jì)出自動控制電路或報(bào)警電路.,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制的設(shè)計(jì)方法,當(dāng)溫度變化時,熱敏元件的電阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致電路中電流變化,可利用熱敏元件的電阻與溫度的函數(shù)關(guān)系來研究溫度的高低;當(dāng)光照強(qiáng)度變化時,光敏元件的電阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致電路中電流變化,可利用光敏元件的電阻與光照強(qiáng)度的函數(shù)關(guān)系來研究光照強(qiáng)度的大小;當(dāng)壓力變化時,壓敏元件的電阻會發(fā)生變化,導(dǎo)致電路中電流變化,可利用壓敏元件的電阻與壓力的函數(shù)關(guān)系來研究壓力的大小. 3.設(shè)計(jì)自動控制電路的一般思路 (1)根據(jù)題目給出的儀器和要求畫出控制電路和工作電路 控制電路由電源、開關(guān)、光敏電阻(或熱敏電阻等其他敏感元件)、電磁繼電器和導(dǎo)線等

40、組成;工作電路由電源、用電器(燈泡、電熱絲或其他用電器)、導(dǎo)線組成.這兩個電路相互獨(dú)立,又通過繼電器相關(guān)聯(lián),繼電器實(shí)際上是工作電路的開關(guān).,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動控制的設(shè)計(jì)方法,(2)分析自動控制電路的合理性 電路設(shè)計(jì)完成后,要對它的合理性進(jìn)行分析,用光照射光敏電阻或?qū)崦綦娮杓訜?檢查工作電路的接通和斷開是否符合實(shí)際要求.比如,自控路燈電路的設(shè)計(jì)要求是白天切斷工作電路,使路燈熄滅,晚上接通工作電路,使路燈發(fā)光.,題型 17傳感器與電路的結(jié)合 考法示例18在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置,電路如圖所示.M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變

41、化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報(bào),此時 A.RM變大,且R越大,U增大越明顯 B.RM變大,且R越小,U增大越明顯 C.RM變小,且R越大,U增大越明顯 D.RM變小,且R越小,U增大越明顯,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),題型 18傳感器實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 考法示例19為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度變化而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng),照度越大,照度的單位為lx).某光敏電阻RG在不同照度下的阻值如表所示: (1)請根據(jù)

42、表中數(shù)據(jù)在圖甲所示的坐標(biāo)系中描繪出光敏電阻的阻值隨照度變化的曲線,并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn). (2)如圖乙所示,當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時,控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng).請利用下列器材按要求設(shè)計(jì)一個簡單電路:給1、2兩端提供電壓,要求天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng).在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計(jì)電路的影響),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),提供的器材如下: 光敏電阻RG(符號 ,阻值見表); 直流電源E(電動勢3 V,內(nèi)阻不計(jì)); 定值電阻:R1=10 k,R2=20 k,R3=40 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出); 開關(guān)S及導(dǎo)線若干. 解析(1)根據(jù)題表中

43、的數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系上描點(diǎn)連線,得到如圖(a)所示的變化曲線. 圖(a) 阻值隨照度變化的特點(diǎn):光敏電阻的阻值大小隨照度的增大非線性減小.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),特別提醒 設(shè)計(jì)自動控制電路時,首先根據(jù)題目給出的器材和要求畫出控制電路和工作電路,控制電路由電源、開關(guān)、光敏電阻(或熱敏電阻等其他敏感元件)、電磁繼電器和導(dǎo)線等組成,工作電路由電源、用電器(燈泡、電熱絲或其他用電器)、導(dǎo)線等組成;然后分析自動控制電路的合理性,如用光照射光敏電阻或?qū)崦綦娮杓訜?檢查工作電路的接通和斷開是否符合實(shí)際要求.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函

44、數(shù),物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),C.考法幫考向全掃描,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用 考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用 考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題 考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題 考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題 考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題 考向7 考查傳感器與電學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合問題,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)是電磁學(xué)部分主干知識,也是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一,試題重點(diǎn)考查以楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律為核心的相關(guān)問題,主要涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象的分析和判斷、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用、電磁感應(yīng)中的電路問題、圖象問題以及與力學(xué)和能量等聯(lián)系的

45、綜合問題,試題區(qū)分度較高,難度也較大,命題靈活,綜合性強(qiáng),必須在復(fù)習(xí)備考中予以高度重視.,考情揭秘,命題透視:與電磁感應(yīng)相關(guān)的物理學(xué)史、探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向等是?？嫉膬?nèi)容.試題多為選擇題,難度中等偏易.值得注意的是在近幾年的高考中,對物理學(xué)史的考查偏向于以下兩種,一是引經(jīng)據(jù)典說“常識”,重實(shí)際應(yīng)用;二是經(jīng)典實(shí)驗(yàn)道“方法”,重解釋應(yīng)用.通過這類試題的考查,能較好地展示過程與方法,能展示科學(xué)中“失敗、失敗、直至成功”的經(jīng)歷,以培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度和價值觀,這是新高考核心素養(yǎng)的必然要求.,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,示例20 考查感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

46、2014全國卷,14,6分在法拉第時代,下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中,能觀察到感應(yīng)電流的是 A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路,然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈,然后觀察電流表的變化 C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵后,再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈,分別接電源和電流表,在給線圈通電或斷電的瞬間,觀察電流表的變化,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,命題立意本題以科學(xué)家研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時的實(shí)驗(yàn)為背景命題,考查了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,回路中就會

47、產(chǎn)生感應(yīng)電流.特別突出了對物理學(xué)史及實(shí)驗(yàn)過程和方法的考查. 解析繞在磁鐵上的線圈與電流表組成的閉合回路中的磁通量不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯誤;通電線圈周圍的磁場是恒定的,穿過線圈的磁通量不變,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯誤;將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接,往線圈中插入條形磁鐵的過程會產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁鐵放入線圈中后感應(yīng)電流就消失了,所以再到相鄰房間觀察電流表時,感應(yīng)電流已為零,C錯誤;給線圈通電或斷電的瞬間,線圈中電流發(fā)生變化,導(dǎo)致另一個線圈中的磁通量發(fā)生變化,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,D正確. 答案D,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,示例21考查楞次定律的理解及應(yīng)用2017全國卷,1

48、5,6分如圖所示,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直.金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導(dǎo)軌共面.現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是 A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向 B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向 C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向 D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,命題立意本題考查感應(yīng)電流方向的判斷,意在考查學(xué)生對楞次定律和右手定則的掌握情況 解析金屬桿PQ向

49、右切割磁感線,根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時針方向.原來T中的磁場方向垂直于紙面向里,PQRS中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外,使得穿過T的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,綜上所述,可知A、B、C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確. 答案 D,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,示例22 對“二次感應(yīng)”問題的考查2016上海高考,19,4分多選如圖甲所示,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場,以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi).當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖乙所示規(guī)律變化時 A.在t1t

50、2時間內(nèi),L有收縮趨勢 B.在t2t3時間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢 C.在t2t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流 D.在t3t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,命題立意本題結(jié)合B-t圖象,考查“二次感應(yīng)”問題,要求在分析判斷問題時明確螺線管內(nèi)通有非均勻變化的磁場,導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生變化的電流,該電流激發(fā)出變化的磁場,才可以使圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流;螺線管內(nèi)通有均勻變化的磁場,導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流,該電流激發(fā)出的是穩(wěn)定的磁場,不會使圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流.本題對理解能力及分析推理能力有較高要求. 解析根據(jù)題意可知,在t1t2時間內(nèi),外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大且斜率增大,則

51、在導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時針方向、增大的電流,該電流激發(fā)出逐漸增強(qiáng)的磁場,該磁場通過圓環(huán),在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可以判定圓環(huán)有收縮趨勢,故A項(xiàng)正確;在t2t3時間內(nèi),外加磁場均勻變化,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流,該電流激發(fā)出穩(wěn)定的磁場,該磁場通過圓環(huán)時,圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流,故B、C項(xiàng)錯誤;在t3t4時間內(nèi),外加磁場向下減小,且斜率也減小,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時針方向、減小的電流,該電流激發(fā)出垂直紙面向里且逐漸減弱的磁場,故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流.D項(xiàng)正確. 答案 AD,考向1 考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象及楞次定律的應(yīng)用,命題透視:法拉第電磁感應(yīng)定律是高考考查的重點(diǎn)和難點(diǎn),涉及左手定則、右手定則、楞次

52、定律、歐姆定律及力學(xué)相關(guān)知識等,重點(diǎn)考查對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解、動生電動勢和感生電動勢的應(yīng)用、自感現(xiàn)象及渦流現(xiàn)象的分析等內(nèi)容,對理解能力、分析推理能力要求較高,多以選擇題出現(xiàn).,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,示例23法拉第電磁感應(yīng)定律的理解2016浙江高考,16,6分如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成,匝數(shù)均為10匝,邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則 A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流 B.a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為91 C.a、b線圈中感應(yīng)電流之比為34 D.a、b線圈中電功率

53、之比為31,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,示例24 動生電動勢的理解與應(yīng)用2016全國卷,24,12分如圖,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、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上.t=0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(yùn)動.t0時刻,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)磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動.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(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大小; (2)電阻的阻值.,考

54、向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,示例25感生電動勢的理解與應(yīng)用2015浙江高考,24,20分小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一個“電磁天平”,如圖甲所示,等臂天平的左臂為掛盤,右臂掛有矩形線圈,兩臂平衡.線圈的水平邊長 L=0.1 m,豎直邊長H=0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1.0 T,方向垂直線圈平面向里.線圈中通有可在02.0 A范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的電流I.掛盤放上待測物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測出電流即可測得物體的質(zhì)量.(重力加速度取 g=10 m/s2),考向2 考查法

55、拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,示例26對自感現(xiàn)象的分析與判斷2017北京高考,19,6分圖甲和乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈.實(shí)驗(yàn)時,斷開開關(guān)S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3亮度相同.下列說法正確的是 A.圖甲中,A1與L1的電阻值相同 B.圖甲中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流 C.圖乙中,變阻器R與L2的電阻值相同 D.圖乙中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等,考向2

56、考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,命題立意本題考查斷電自感與通電自感的相關(guān)知識,意在考查學(xué)生對自感現(xiàn)象的分析能力. 解析題圖甲中,穩(wěn)定時通過A1的電流記為I1,通過L1的電流記為IL,S1斷開瞬間,A1突然變亮,可知ILI1,因此A1和L1電阻值不相同,所以A、B錯誤;題圖乙中,閉合S2時,由于自感作用,通過L2與A2的電流I2會逐漸增大,而通過R與A3的電流I3立即變大,因此閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流不相等,所以D錯誤;由于最終A2與A3亮度相同,所以兩支路電流I相同,根據(jù)部分電路歐姆定律,兩支路電壓U與電流I均相同,所以兩支路電阻相同,由于A2、A3完全相同,故變阻器R與L

57、2的電阻值相同,所以C正確. 答案 C,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,示例27對渦流現(xiàn)象的分析與判斷2015全國卷,19,6分多選1824年,法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”.實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后.下列說法正確的是 A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致

58、磁針轉(zhuǎn)動,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,命題立意本題考查電磁感應(yīng)、渦流及其相關(guān)的知識點(diǎn),意在考查學(xué)生綜合運(yùn)用電磁感應(yīng)知識分析解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力.難度中等偏難. 解析當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,選項(xiàng)A正確;圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場對磁針施加磁場力作用,導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動,選項(xiàng)B正確,D錯誤;由于圓盤中心正上方懸掛小磁針,在圓盤轉(zhuǎn)動過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量不變,選項(xiàng)C錯誤. 答案 AB,考向2 考查法拉第電磁感應(yīng)定律的理解及應(yīng)用,命題透視:切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,該導(dǎo)體或回路相當(dāng)

59、于電源,因此高考中電磁感應(yīng)問題往往與直流電路聯(lián)系在一起進(jìn)行綜合考查,題型既有選擇題也有計(jì)算題.,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問題,命題透視:電磁感應(yīng)中的圖象問題是高考的熱點(diǎn),它可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手定則、安培定則、左手定則,還有與之相關(guān)的電學(xué)知識和力學(xué)知識等,其特點(diǎn)是考查方式比較靈活,有時根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程,確定圖象的正確與否,有時根據(jù)不同的圖象,進(jìn)行綜合計(jì)算.,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題,示例29 2016四川高考,7,6分多選如圖所示,電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水

60、平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由靜止開始運(yùn)動,外力F與金屬棒速度v的關(guān)系是F=F0+kv(F0、k是常量),金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好.金屬棒中感應(yīng)電流為i,受到的安培力大小為FA,電阻R兩端的電壓為UR,感應(yīng)電流的功率為P,它們隨時間t變化圖象可能正確的有 AB CD,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問題,命題透視:電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流,在磁場中將受到安培力的作用,因此,電磁感應(yīng)問題常和

61、力學(xué)問題聯(lián)系在一起.此類問題在高考中經(jīng)常出現(xiàn),并且難度較大,綜合性較強(qiáng),考查的題型既有選擇題也有計(jì)算題.,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題,示例302016全國卷,24,14分如圖,兩固定的絕緣斜面傾角均為,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)長度均為L,質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上.已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度大小為g.已知金屬棒ab

62、勻速下滑.求: (1)作用在金屬棒ab上的安培力的大小; (2)金屬棒運(yùn)動速度的大小.,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題,命題立意本題主要考查平衡條件、法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力、閉合電路歐姆定律及其相關(guān)知識,意在考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識分析、解決問題的能力. 解析 (1)設(shè)兩根導(dǎo)線的總的張力大小為T,右斜面對ab棒的支持力的大小為N1,作用在ab棒上的安培力的大小為F,左斜面對cd棒的支持力大小為N2. 對于ab棒,由力的平衡條件得 2mgsin =N1+T+F N1=2mgcos 對于cd棒,同理有mgsin +N2=T N2=mgcos 聯(lián)立式得 F=mg(sin -3cos ),考向5

63、 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問題,命題透視:在高考中,電磁感應(yīng)常與能量轉(zhuǎn)化相結(jié)合,是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,考查的題型較全,既有選擇題,又有綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題.,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,示例312015天津高考,11,18分如圖所示,“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m,相鄰各邊互相垂直,且處于同一豎直平面內(nèi),ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為2l.勻強(qiáng)磁場區(qū)域的上下邊界均水平,磁場方向垂直于線框所在平面.開始時,cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進(jìn)入磁場直到ef、pq邊進(jìn)入磁場前,線框做勻速運(yùn)動.在ef、pq邊離開磁場后

64、,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運(yùn)動.線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi),且ab、cd邊保持水平,重力加速度為g.求: (1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運(yùn)動的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時的幾倍; (2)磁場上下邊界間的距離H.,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,命題透視:隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,傳感器技術(shù)邁入了快速發(fā)展時期.我國將傳感器技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的尖端技術(shù),投入大量的人力、物力,研制和開發(fā)了各種新型的傳感器.傳感器技術(shù)已經(jīng)深入到日常生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究和軍事技術(shù)等各領(lǐng)域

65、,因此傳感器將是今后高考的熱點(diǎn)之一.試題考查內(nèi)容與力學(xué)及電路問題結(jié)合起來,體現(xiàn)一定的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力.,考向7 考查傳感器與電學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合問題,示例322016全國卷,23,10分現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過60 時,系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有:熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過Ic時就會報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999.9 ),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動變阻器R1(最大阻值為 1 000 ),滑動變阻器R2(最大阻值為2 000 ),單刀雙擲開關(guān)一個,導(dǎo)線若干. 在室溫下對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過報(bào)警器的電流超過20 mA時,報(bào)警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小,在 60 時阻值為650.0 . (1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線.,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問題,(2)電路中應(yīng)選用滑動變阻器(填“R1”或“R2”). (3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng): 電路接通前,需