高考物理 熱點(diǎn)預(yù)測 5.11電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用課件

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1、第11講 電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用【考綱資訊考綱資訊】電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 楞次定律楞次定律互感互感 自感自感 【考情快報(bào)考情快報(bào)】1.1.楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用是本講中高考的熱楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用是本講中高考的熱點(diǎn)。它常與電路、動(dòng)力學(xué)、能量轉(zhuǎn)化等知識(shí)結(jié)合起來考查，其點(diǎn)。它常與電路、動(dòng)力學(xué)、能量轉(zhuǎn)化等知識(shí)結(jié)合起來考查，其中既有難度中等的選擇題，也有難度較大、綜合性較強(qiáng)的計(jì)算中既有難度中等的選擇題，也有難度較大、綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題。題。2.2.預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)20132013年高考考查的主要內(nèi)容有：年高

2、考考查的主要內(nèi)容有：(1)(1)考查楞次定律的應(yīng)用問題；考查楞次定律的應(yīng)用問題；(2)(2)考查法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的綜合應(yīng)用問題，如考查法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的綜合應(yīng)用問題，如電路問題、圖象問題、動(dòng)力學(xué)問題、能量問題等；電路問題、圖象問題、動(dòng)力學(xué)問題、能量問題等；(3)(3)考查有關(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用問題?？疾橛嘘P(guān)自感現(xiàn)象的應(yīng)用問題?！倔w系構(gòu)建體系構(gòu)建】【核心自查核心自查】一、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用一、安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的應(yīng)用1.1.安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用于不同現(xiàn)象安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律應(yīng)用于不同現(xiàn)象基本

3、現(xiàn)象基本現(xiàn)象 應(yīng)用的定則或定律應(yīng)用的定則或定律 運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場 _磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流作用力磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流作用力 _部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng) _閉合電路磁通量變化閉合電路磁通量變化 _ _ 電磁電磁感應(yīng)感應(yīng)安培定則安培定則左手定則左手定則右手定則右手定則楞次定律楞次定律2.2.右手定則與左手定則的區(qū)別右手定則與左手定則的區(qū)別抓住抓住“因果關(guān)系因果關(guān)系”是解決問題的關(guān)鍵。是解決問題的關(guān)鍵?！耙騽?dòng)而電因動(dòng)而電”用用_，“因電而力因電而力”用用_。3.3.楞次定律中楞次定律中“阻礙阻礙”的表現(xiàn)的表現(xiàn)(1)(1)阻礙阻礙_的變化的變化( (增反減

4、同增反減同) )；(2)(2)阻礙物體間的阻礙物體間的_(_(來拒去留來拒去留) )；(3)(3)阻礙原電流的阻礙原電流的_(_(自感自感) )。 右手定右手定則則左手定則左手定則磁通量磁通量相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)變化變化二、感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算二、感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算1.1.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律E= ,E= ,常用于計(jì)算常用于計(jì)算_感應(yīng)電動(dòng)勢。感應(yīng)電動(dòng)勢。(1)(1)若若B B變，而變，而S S不變，則不變，則E= ;E= ;(2)(2)若若S S變而變而B B不變，則不變，則E= E= 。nt平均平均BnStSnBt2.2.導(dǎo)體垂直切割磁感線導(dǎo)體垂直切割磁感線E=_E=_，主要用于求電動(dòng)

5、勢的，主要用于求電動(dòng)勢的_。3.3.如圖所示，導(dǎo)體棒以棒的一端為圓心在垂直磁場的平面內(nèi)做如圖所示，導(dǎo)體棒以棒的一端為圓心在垂直磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢為E= E= 。BLvBLv瞬時(shí)值瞬時(shí)值21B2l三、電磁感應(yīng)問題中安培力、電荷量、熱量的計(jì)算三、電磁感應(yīng)問題中安培力、電荷量、熱量的計(jì)算1.1.導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒中有感應(yīng)電流，受安培力作導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒中有感應(yīng)電流，受安培力作用，根據(jù)用，根據(jù)E=BLvE=BLv，I= F=BILI= F=BIL，可得，可得F= F= 。2.2.閉合電路中磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)

6、勢。電荷量的計(jì)算閉合電路中磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。電荷量的計(jì)算方法是根據(jù)方法是根據(jù)E= ,I= ,q=ItE= ,I= ,q=It則則q= q= 。若線圈匝數(shù)為。若線圈匝數(shù)為n n，則，則q= q= 。 ER，22B L vRtERRnR3.3.電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。當(dāng)電路中電流恒定時(shí)，可以電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱。當(dāng)電路中電流恒定時(shí)，可以用用_計(jì)算，當(dāng)電路中電流發(fā)生變化時(shí)，則應(yīng)用功能關(guān)系計(jì)算，當(dāng)電路中電流發(fā)生變化時(shí)，則應(yīng)用功能關(guān)系或或_計(jì)算。計(jì)算。 焦耳定律焦耳定律能量守恒定律能量守恒定律【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1】 電磁感應(yīng)圖象問題電磁感應(yīng)圖象問題【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練1 1】(2

7、012(2012新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷) )如圖如圖, ,一載流一載流長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi)長直導(dǎo)線和一矩形導(dǎo)線框固定在同一平面內(nèi), ,線框線框在長直導(dǎo)線右側(cè)在長直導(dǎo)線右側(cè), ,且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知且其長邊與長直導(dǎo)線平行。已知在在t=0t=0到到t=tt=t1 1的時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)間間隔內(nèi), ,直導(dǎo)線中電流直導(dǎo)線中電流i i發(fā)生某發(fā)生某種變化種變化, ,而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向; ;線線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右?？蚴艿降陌才嗔Φ暮狭ο人较蜃蟆⒑笏较蛴?。設(shè)電流設(shè)電流i i正方向與圖中箭頭所示方向相同正方向與

8、圖中箭頭所示方向相同, ,則則i i隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖變化的圖線可能是線可能是( )( )【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答本題可按以下思路分析：解答本題可按以下思路分析：【解析解析】選選A A。分析。分析A A圖圖, ,如圖甲所示如圖甲所示, ,在在0 0t t2 2時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,直導(dǎo)線中直導(dǎo)線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里, ,由楞次定律由楞次定律可知此過程中線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向可知此過程中線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向, ,由左手定由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大則可判斷出線框的左邊所受安培力較大, ,方向

9、向左方向向左, ,線框的右邊線框的右邊所受安培力較小所受安培力較小, ,方向向右方向向右, ,線框所受合力方向向左線框所受合力方向向左, ,如圖乙所如圖乙所 示。在示。在t t2 2t t1 1時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi), ,直導(dǎo)線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向直導(dǎo)線中的電流在線框處產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向外垂直于紙面向外, ,由楞次定律可知此過程中線框中的感應(yīng)電流由楞次定律可知此過程中線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向方向?yàn)轫槙r(shí)針方向, ,由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培由左手定則可判斷出線框的左邊所受安培力較大力較大, ,方向向右方向向右, ,線框的右邊所受安培力較小線框的右邊所受安培力較小, ,方

10、向向左方向向左, ,線框線框所受合力方向向右所受合力方向向右, ,如圖丙所示。故選項(xiàng)如圖丙所示。故選項(xiàng)A A正確正確,B,B、C C、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。 【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練2 2】(2012(2012淄博一模淄博一模) )如圖所示，等腰三角形內(nèi)分如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，它的底邊在x x軸上且長為軸上且長為2L2L，高為，高為L L。紙面內(nèi)一邊長為。紙面內(nèi)一邊長為L L的正方形導(dǎo)線框沿的正方形導(dǎo)線框沿x x軸正方向做軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，在t=0t=0時(shí)刻恰好位于圖中所時(shí)刻恰好

11、位于圖中所示的位置。以順時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四示的位置。以順時(shí)針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流幅圖中能夠正確表示電流位移位移(I -x)(I -x)關(guān)系的是關(guān)系的是( )( )【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答此題要根據(jù)線框穿過磁場的運(yùn)動(dòng)過程，分析解答此題要根據(jù)線框穿過磁場的運(yùn)動(dòng)過程，分析導(dǎo)體切割磁感線有效長度的變化。導(dǎo)體切割磁感線有效長度的變化。(1)(1)由由x=0 x=0到到x=L,x=L,有效長度均勻增加，當(dāng)有效長度均勻增加，當(dāng)x=Lx=L時(shí)，電動(dòng)勢達(dá)到最時(shí)，電動(dòng)勢達(dá)到最大。大。(2)(2)由由x=Lx=L到到x=1.5 L,x=1.5 L,兩邊切割

12、磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢方向相反，感兩邊切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢方向相反，感應(yīng)電流逐漸減小。應(yīng)電流逐漸減小。(3)(3)由由x=1.5 Lx=1.5 L到到x=2 Lx=2 L電動(dòng)勢反向增大。電動(dòng)勢反向增大。(4)(4)由由x=2 Lx=2 L到到x=3 L.x=3 L.電流逐漸減小到零。電流逐漸減小到零?！窘馕鼋馕觥窟x選C C。線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場，從。線框勻速穿過勻強(qiáng)磁場，從x=0 x=0到到x=Lx=L的過程中，的過程中，有效長度均勻增加，由有效長度均勻增加，由E=BLvE=BLv知，電動(dòng)勢隨位移均勻變大，知，電動(dòng)勢隨位移均勻變大，x=Lx=L處處電動(dòng)勢最大，電流電動(dòng)勢最大，電流I I最大；從最大；

13、從x=Lx=L至至x=1.5 Lx=1.5 L過程中，框架兩邊都過程中，框架兩邊都切割磁感線，總電動(dòng)勢減小，電流減??；從切割磁感線，總電動(dòng)勢減小，電流減小；從x=1.5 Lx=1.5 L至至x=2 Lx=2 L，左，左邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢大于右邊框，故電流反向且增大；邊框切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢大于右邊框，故電流反向且增大；從從x=2 Lx=2 L至至x=3 Lx=3 L過程中，只有左邊框切割磁感線，有效長度減小，過程中，只有左邊框切割磁感線，有效長度減小，電流減小。綜上所述，只有電流減小。綜上所述，只有C C項(xiàng)符合題意。項(xiàng)符合題意。 【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】電磁感應(yīng)圖

14、象問題多以選擇題形式出現(xiàn)，有時(shí)也電磁感應(yīng)圖象問題多以選擇題形式出現(xiàn)，有時(shí)也與計(jì)算題結(jié)合，主要考查以下內(nèi)容：與計(jì)算題結(jié)合，主要考查以下內(nèi)容：(1)(1)綜合考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律及電路、安培力綜合考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律及電路、安培力等相關(guān)知識(shí)。等相關(guān)知識(shí)。(2)(2)在計(jì)算題中考查學(xué)生的識(shí)圖能力，由圖象獲取解題信息的在計(jì)算題中考查學(xué)生的識(shí)圖能力，由圖象獲取解題信息的能力。能力。【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】解答電磁感應(yīng)圖象問題的三個(gè)關(guān)注解答電磁感應(yīng)圖象問題的三個(gè)關(guān)注(1)(1)關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向

15、。還是負(fù)方向。(2)(2)關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段，這關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)。幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)。(3)(3)關(guān)注大小、方向的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的關(guān)注大小、方向的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的曲、直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。曲、直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。 【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】1.1.高速鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火高速鐵路上使用一種電磁裝置向控制中心傳輸信號(hào)以確定火車的位置和速度，安放在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)車的位置和速度，安放在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵能產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，如

16、圖磁場，如圖( (俯視圖俯視圖) )。當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便。當(dāng)它經(jīng)過安放在兩鐵軌間的線圈時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)，被控制中心接收。當(dāng)火車以恒定速度通過線會(huì)產(chǎn)生一電信號(hào)，被控制中心接收。當(dāng)火車以恒定速度通過線圈時(shí)，表示線圈兩端的電壓圈時(shí)，表示線圈兩端的電壓U Uabab隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是( )( )【解析解析】選選C C。線圈進(jìn)磁場和出磁場時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向相反，。線圈進(jìn)磁場和出磁場時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向相反，故故A A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)楞次定律，項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)楞次定律，U Uabab先是負(fù)值，后為正值。由于火先是負(fù)值，后為正值。由于火車以恒定的速度行駛，故車以恒定的速度

17、行駛，故U Uabab的大小不變，故的大小不變，故B B、D D兩項(xiàng)錯(cuò)誤，兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C C項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。2 2邊長為邊長為a a的閉合金屬正三角形框架，完全處于的閉合金屬正三角形框架，完全處于垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)把框架勻速拉垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)把框架勻速拉出磁場，如圖所示，則下列圖中電動(dòng)勢、外力、出磁場，如圖所示，則下列圖中電動(dòng)勢、外力、外力功率與位移關(guān)系圖象規(guī)律與這一過程相符合外力功率與位移關(guān)系圖象規(guī)律與這一過程相符合的是的是( )( )【解析解析】選選B B?？蚣軇蛩倮龅倪^程中，有效長度。框架勻速拉出的過程中，有效長度l均勻增加，均勻增加，由由E=BE=Blv v知

18、，電動(dòng)勢均勻變大，知，電動(dòng)勢均勻變大，A A項(xiàng)錯(cuò)項(xiàng)錯(cuò),B,B項(xiàng)對(duì)；因勻速運(yùn)動(dòng)，則項(xiàng)對(duì)；因勻速運(yùn)動(dòng)，則F F外外=F=F安安=BI=BIl= = 故外力故外力F F外外隨位移隨位移x x的增大而非線性增大，的增大而非線性增大，C C項(xiàng)項(xiàng)錯(cuò)；外力功率錯(cuò)；外力功率P=FP=F外外v v，v v恒定不變，故恒定不變，故P P也隨位移也隨位移x x的增大而非線的增大而非線性增大，性增大，D D項(xiàng)錯(cuò)。項(xiàng)錯(cuò)。 2 2B l vR，【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2】 電磁感應(yīng)電路和動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)電路和動(dòng)力學(xué)問題【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練3 3】(2012(2012南京一模南京一模) )光滑平行的金屬導(dǎo)軌光滑平行的金屬導(dǎo)軌

19、MNMN和和PQ,PQ,間間距距L=1.0 mL=1.0 m，與水平面之間的夾角，與水平面之間的夾角=30=30，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 TB=2.0 T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MPMP間接有阻值間接有阻值R=2.0 R=2.0 的電阻，的電阻，其他電阻不計(jì)，質(zhì)量其他電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0 kgm=2.0 kg的金屬桿的金屬桿abab垂直導(dǎo)軌放置，如圖甲垂直導(dǎo)軌放置，如圖甲所示。用恒力所示。用恒力F F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿abab，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，v v -t-t圖象如圖圖象如圖乙。乙。g=10 m/sg=1

20、0 m/s2 2，導(dǎo)，導(dǎo)軌足夠長，求：軌足夠長，求：(1)(1)恒力恒力F F的大?。坏拇笮?；(2)(2)金屬桿速度為金屬桿速度為2.0 m/s2.0 m/s時(shí)的加速度大小；時(shí)的加速度大小；(3)(3)根據(jù)根據(jù)v -tv -t圖象估算在前圖象估算在前0.8 s0.8 s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量。內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量。【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)(1)恒力恒力F F拉動(dòng)金屬桿做變加速運(yùn)動(dòng)，安培力是變力，當(dāng)桿受力拉動(dòng)金屬桿做變加速運(yùn)動(dòng)，安培力是變力，當(dāng)桿受力平衡時(shí)，達(dá)到最大速度。平衡時(shí)，達(dá)到最大速度。(2)(2)恒力恒力F F做的功轉(zhuǎn)化為金屬桿的重力勢能、動(dòng)能

21、和電能，電能做的功轉(zhuǎn)化為金屬桿的重力勢能、動(dòng)能和電能，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電阻上產(chǎn)生的熱量。轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電阻上產(chǎn)生的熱量?！窘馕鼋馕觥?1)(1)由題圖乙知，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為由題圖乙知，桿運(yùn)動(dòng)的最大速度為v vm m=4 m/s=4 m/s此時(shí)此時(shí)有有F=mgsin+FF=mgsin+F安安=mgsin+=mgsin+代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得F=18 NF=18 N22mB L vR(2)(2)由牛頓第二定律可得由牛頓第二定律可得F-FF-F安安-mgsin=ma-mgsin=maa= a= 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得a=2.0 m/sa=2.0 m/s2 222B L vFmgsinR,m(3)(3

22、)由題圖乙可知由題圖乙可知0.8 s0.8 s末金屬桿的速度末金屬桿的速度v v1 1=2.2 m/s=2.2 m/s前前0.8 s0.8 s內(nèi)圖線與內(nèi)圖線與t t軸所包圍的小方格的個(gè)數(shù)為軸所包圍的小方格的個(gè)數(shù)為2727個(gè)，面積為個(gè)，面積為27270.20.20.2=1.080.2=1.08，即前，即前0.8 s0.8 s內(nèi)金屬桿的位移內(nèi)金屬桿的位移x=1.08 mx=1.08 m。由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律得由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律得Q=Fx-mgxsin- Q=Fx-mgxsin- 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：Q=3.80 JQ=3.80 J( (說明，前說明，前0.8 s0.8 s內(nèi)圖線與內(nèi)圖線與

23、t t軸所包圍的小方格的個(gè)數(shù)在軸所包圍的小方格的個(gè)數(shù)在26262828個(gè)之間，位移在個(gè)之間，位移在1.04 m1.04 m1.12 m1.12 m之間，產(chǎn)生的熱量在之間，產(chǎn)生的熱量在3.48 J3.48 J4.12 J4.12 J之間均正確之間均正確) )。答案答案：(1)18 N (2)2.0 m/s(1)18 N (2)2.0 m/s2 2 (3)3.80 J (3)3.80 J 211mv ,2【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問題為每年高考的熱點(diǎn)，考查電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問題為每年高考的熱點(diǎn)，考查方式既有選擇題，又有計(jì)算題，命題規(guī)律有以下兩點(diǎn)：方式既有選擇題，又有計(jì)算

24、題，命題規(guī)律有以下兩點(diǎn)：(1)(1)與牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析問題。與牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析問題。(2)(2)電磁感應(yīng)中的安培力問題、涉及受力分析及功能關(guān)系的問電磁感應(yīng)中的安培力問題、涉及受力分析及功能關(guān)系的問題。題?！窘桀}發(fā)揮借題發(fā)揮】電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問題的解題策略電磁感應(yīng)與動(dòng)力學(xué)問題的解題策略此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約, , 解決問題解決問題前首先要建立前首先要建立“動(dòng)動(dòng)電電動(dòng)動(dòng)”的思維順序的思維順序, ,可概括為：可概括為：(1)(1)找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者找準(zhǔn)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)者, ,用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感

25、用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向。(2)(2)根據(jù)等效電路圖根據(jù)等效電路圖, ,求解回路中電流的大小及方向。求解回路中電流的大小及方向。(3)(3)分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響分析安培力對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度、加速度的影響, ,從而推理得從而推理得出對(duì)電路中的電流有什么影響出對(duì)電路中的電流有什么影響, ,最后定性分析導(dǎo)體棒的最終運(yùn)最后定性分析導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動(dòng)情況。動(dòng)情況。(4)(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解。列牛頓第二定律或平衡方程求解。 【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】1.(1.(多選多選) )如圖甲所示為磁懸浮列車模型，質(zhì)量如圖甲所示為磁懸浮列車

26、模型，質(zhì)量M=1 kgM=1 kg的絕緣板的絕緣板底座靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)底座靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.1=0.1的粗糙水平地面上。位于磁場中的粗糙水平地面上。位于磁場中的正方形金屬框的正方形金屬框ABCDABCD為動(dòng)力源，其質(zhì)量為動(dòng)力源，其質(zhì)量m=1 kgm=1 kg，邊長為，邊長為1 m,1 m,電電阻為阻為 ，與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.4=0.4。O O、OO分別為分別為ADAD、BCBC的中點(diǎn)。在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動(dòng)的磁場，的中點(diǎn)。在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動(dòng)的磁場，OOCDOOCD區(qū)域內(nèi)磁場如圖乙所示，區(qū)域內(nèi)磁場如圖乙所示，CDCD恰在磁場邊緣以外；恰

27、在磁場邊緣以外；OOBAOOBA區(qū)域內(nèi)磁場如圖丙所示，區(qū)域內(nèi)磁場如圖丙所示，ABAB恰在磁場邊緣以內(nèi)。若絕緣板足夠恰在磁場邊緣以內(nèi)。若絕緣板足夠長且認(rèn)為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則金長且認(rèn)為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則金屬框從靜止釋放后屬框從靜止釋放后(g=10 m/s(g=10 m/s2 2)( )( )116A.A.若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為3 m/s3 m/s2 2B.B.若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為若金屬框固定在絕緣板上，金屬框的加速度為7 m/s7 m/s2 2C.C.若金屬框不固定，金

28、屬框的加速度為若金屬框不固定，金屬框的加速度為4 m/s4 m/s2 2，絕緣板仍靜止，絕緣板仍靜止D.D.若金屬框不固定，金屬框的加速度為若金屬框不固定，金屬框的加速度為4 m/s4 m/s2 2, ,絕緣板的加速絕緣板的加速度為度為2 m/s2 m/s2 2【解析解析】選選A A、D D。若金屬框固定在絕緣板上，則。若金屬框固定在絕緣板上，則F F安安- -1 1(M+m)g=(M+m)a(M+m)g=(M+m)a1 1。F F安安= = 解得解得a a1 1=3 m/s=3 m/s2 2。A A正確，正確，B B錯(cuò)誤。當(dāng)金屬框不固定時(shí)，對(duì)于金屬框，錯(cuò)誤。當(dāng)金屬框不固定時(shí)，對(duì)于金屬框，F(xiàn)

29、F安安- -2 2mg=mamg=ma2 2解得解得a a2 2=4 m/s=4 m/s2 2。對(duì)于絕緣板對(duì)于絕緣板2 2mg-mg-1 1(M+m)g=Ma(M+m)g=Ma3 3解得解得a a3 3=2 m/s=2 m/s2 2, ,故故D D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。212B1 LBL8 Nt2 R2.(20122.(2012蘇北四市二模蘇北四市二模)()(多選多選) )如圖所示，在豎直如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌向下的勻強(qiáng)磁場中有兩根豎直放置的平行粗糙導(dǎo)軌CDCD、EFEF，導(dǎo)軌上放有一金屬棒，導(dǎo)軌上放有一金屬棒MNMN?，F(xiàn)從?，F(xiàn)從t=0t=0時(shí)刻起，時(shí)刻起，給棒

30、通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，給棒通以圖示方向的電流且電流強(qiáng)度與時(shí)間成正比，即即I=ktI=kt，其中，其中k k為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且為常量，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。下列關(guān)于棒的速度接觸良好。下列關(guān)于棒的速度v v、加速度、加速度a a隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的關(guān)系圖象，可能正確的是變化的關(guān)系圖象，可能正確的是( )( )【解析解析】選選B B、D D。桿受到重力、垂直紙面向里的安培力、支持。桿受到重力、垂直紙面向里的安培力、支持力和摩擦力。安培力力和摩擦力。安培力F=BIF=BIl=kB=kBlt,t,隨著安培力的增大，摩擦力增隨著安培力的增大，摩擦力增大，桿做加

31、速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度變大的減速運(yùn)大，桿做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度變大的減速運(yùn)動(dòng)，最終靜止，所以動(dòng)，最終靜止，所以B B項(xiàng)正確；加速度項(xiàng)正確；加速度a= Da= D項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。 mgkB t,ml【熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3】 電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化問題【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練4 4】(2012(2012南京一模南京一模)()(多選多選) )如圖所示，正方形導(dǎo)線框如圖所示，正方形導(dǎo)線框ABCDABCD、abcdabcd的的邊長均為邊長均為L L，電阻均為，電阻均為R R，質(zhì)量分別為，質(zhì)量分別為2m2m和和m m，它們分別系在一跨過兩個(gè)定滑輪的，它們分別系在一跨過

32、兩個(gè)定滑輪的輕繩兩端，且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處輕繩兩端，且正方形導(dǎo)線框與定滑輪處于同一豎直平面內(nèi)。在兩導(dǎo)線框之間有于同一豎直平面內(nèi)。在兩導(dǎo)線框之間有一寬度為一寬度為2 L2 L、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。開始時(shí)導(dǎo)線框磁場。開始時(shí)導(dǎo)線框ABCDABCD的下邊與勻強(qiáng)磁場的上邊界重合，導(dǎo)的下邊與勻強(qiáng)磁場的上邊界重合，導(dǎo)線框線框abcdabcd的上邊到勻強(qiáng)磁場的下邊界的距離為的上邊到勻強(qiáng)磁場的下邊界的距離為L L?，F(xiàn)將系統(tǒng)由?，F(xiàn)將系統(tǒng)由靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)線框靜止釋放，當(dāng)導(dǎo)線框ABCDABCD剛好全部進(jìn)入磁場時(shí)，系統(tǒng)開始做勻剛好全部進(jìn)入磁場

33、時(shí)，系統(tǒng)開始做勻速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦和空氣阻力，則速運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦和空氣阻力，則( )( )A.A.兩導(dǎo)線框剛開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩上的張力兩導(dǎo)線框剛開始做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)輕繩上的張力F FT T=2mg=2mgB.B.系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小v=v=C.C.導(dǎo)線框?qū)Ь€框abcdabcd通過磁場的時(shí)間通過磁場的時(shí)間t=t=D.D.兩線框從開始運(yùn)動(dòng)至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱兩線框從開始運(yùn)動(dòng)至等高的過程中所產(chǎn)生的總焦耳熱Q=4mgL-Q=4mgL-22mgRB L233B LmgR322443m g R2B L【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答此題可以按以下思路：解答此題可以按以下思路：(1)(

34、1)當(dāng)兩導(dǎo)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用隔離法分析兩框各自受力情當(dāng)兩導(dǎo)線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)用隔離法分析兩框各自受力情況，得出繩子的張力和導(dǎo)線框的速度。況，得出繩子的張力和導(dǎo)線框的速度。(2)(2)由導(dǎo)線框由導(dǎo)線框abcdabcd在磁場中受安培力的情況分析其運(yùn)動(dòng)情況，在磁場中受安培力的情況分析其運(yùn)動(dòng)情況，判斷導(dǎo)線框通過磁場的時(shí)間。判斷導(dǎo)線框通過磁場的時(shí)間。(3)(3)根據(jù)能量守恒的條件判斷系統(tǒng)產(chǎn)生的總焦耳熱。根據(jù)能量守恒的條件判斷系統(tǒng)產(chǎn)生的總焦耳熱?！窘馕鼋馕觥窟x選B B、C C。當(dāng)導(dǎo)線框。當(dāng)導(dǎo)線框ABCDABCD剛好全部進(jìn)入磁場時(shí)，由剛好全部進(jìn)入磁場時(shí)，由abcdabcd受力平衡，得受力平衡，得F FT

35、T=mg,A=mg,A項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)ABCDABCD受力分析，則受力分析，則2mg=F2mg=FT T+F+F安安，而而F F安安= = 得得v= Bv= B正確。當(dāng)正確。當(dāng)ABCDABCD剛好全部進(jìn)入磁場時(shí)，剛好全部進(jìn)入磁場時(shí)，abcdabcd上邊界剛進(jìn)磁場，導(dǎo)線框繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，故通過磁場的時(shí)間上邊界剛進(jìn)磁場，導(dǎo)線框繼續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，故通過磁場的時(shí)間 22B L vR，22mgR,B L C C項(xiàng)正確。當(dāng)兩導(dǎo)線框等高時(shí)，導(dǎo)線框項(xiàng)正確。當(dāng)兩導(dǎo)線框等高時(shí)，導(dǎo)線框ABCDABCD減減少的重力勢能少的重力勢能 導(dǎo)線框?qū)Ь€框abcdabcd增加的重力勢能增加的重力勢能 系統(tǒng)增加的動(dòng)能系統(tǒng)增加的動(dòng)能

36、根據(jù)能量根據(jù)能量守恒定律守恒定律Q=2mgL- DQ=2mgL- D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。233L3B Lt,vmgR1pE2mg2L，2pEmg2L，322k443m g RE,2B L322443m g R,2B L【典題訓(xùn)練典題訓(xùn)練5 5】如圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面如圖所示，一光滑平行金屬軌道平面與水平面成成角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻角，兩導(dǎo)軌上端用一電阻R R相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場相連，該裝置處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為中，磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m m的金屬桿的金屬桿abab，以初，以初速度速度v v0 0從軌道底端向上滑行，滑行到某一高度從軌道底端

37、向上滑行，滑行到某一高度h h后又返回到底后又返回到底端。若運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并不端。若運(yùn)動(dòng)過程中，金屬桿保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并不計(jì)金屬桿計(jì)金屬桿abab的電阻及運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力，則的電阻及運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力，則( )( )A.A.上滑過程的時(shí)間比下滑過程長上滑過程的時(shí)間比下滑過程長B.B.回到出發(fā)點(diǎn)的速度回到出發(fā)點(diǎn)的速度v v的大小等于初速度的大小等于初速度v v0 0的大小的大小C.C.上滑過程通過電阻上滑過程通過電阻R R的電量比下滑過程的多的電量比下滑過程的多D.D.上滑過程通過電阻上滑過程通過電阻R R產(chǎn)生的熱量比下滑過程的多產(chǎn)生的熱量比下滑過程的多

38、【解題指導(dǎo)解題指導(dǎo)】解答此題可按以下思路：解答此題可按以下思路：【解析解析】選選D D。由于金屬桿上滑和下滑過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為。由于金屬桿上滑和下滑過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以桿回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)，電能，所以桿回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)，vvvv0 0，B B項(xiàng)錯(cuò)誤；由此可確定上滑項(xiàng)錯(cuò)誤；由此可確定上滑過程比下滑過程時(shí)間短，過程比下滑過程時(shí)間短，A A項(xiàng)錯(cuò)誤；上滑過程中平均速度較項(xiàng)錯(cuò)誤；上滑過程中平均速度較大，感應(yīng)電動(dòng)勢較大，產(chǎn)生的熱量較多，大，感應(yīng)電動(dòng)勢較大，產(chǎn)生的熱量較多，D D項(xiàng)正確；而上滑和項(xiàng)正確；而上滑和下滑過程，金屬桿掃過的面積相等，根據(jù)下滑過程，金屬桿掃過的面積相等，根據(jù)q= Cq= C項(xiàng)錯(cuò)誤。

39、項(xiàng)錯(cuò)誤。 ,R【拓展提升拓展提升】【考題透視考題透視】該知識(shí)為每年高考的重點(diǎn)，既有選擇題，又有計(jì)該知識(shí)為每年高考的重點(diǎn)，既有選擇題，又有計(jì)算題；分析近幾年考題，命題有以下特點(diǎn)：算題；分析近幾年考題，命題有以下特點(diǎn)：(1)(1)電磁感應(yīng)與電路、動(dòng)力學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起進(jìn)行綜合考查。電磁感應(yīng)與電路、動(dòng)力學(xué)知識(shí)結(jié)合在一起進(jìn)行綜合考查。(2)(2)電流恒定時(shí)，考查焦耳定律、電功率的相關(guān)知識(shí)。電流恒定時(shí)，考查焦耳定律、電功率的相關(guān)知識(shí)。(3)(3)電流變化時(shí)，考查不同能量的轉(zhuǎn)化問題。電流變化時(shí)，考查不同能量的轉(zhuǎn)化問題?！窘桀}發(fā)揮借題發(fā)揮】求解焦耳熱的三個(gè)途徑求解焦耳熱的三個(gè)途徑(1)(1)電磁感應(yīng)電路為純電

40、阻電路時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培電磁感應(yīng)電路為純電阻電路時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力做的功力做的功, ,即即Q=WQ=W克安克安。(2)(2)電磁感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過電阻做的電磁感應(yīng)電路中電阻產(chǎn)生的焦耳熱等于電流通過電阻做的功功, ,即即Q=IQ=I2 2RtRt。(3)(3)電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方程電磁感應(yīng)電路中產(chǎn)生的焦耳熱可通過能量守恒定律列方程求解。求解。 【創(chuàng)新預(yù)測創(chuàng)新預(yù)測】1.(1.(多選多選) )在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為在光滑的水平地面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場，如圖所示，、方向相反

41、的水平勻強(qiáng)磁場，如圖所示，PQPQ為兩個(gè)磁場的邊為兩個(gè)磁場的邊界，磁場范圍足夠大。一個(gè)半徑為界，磁場范圍足夠大。一個(gè)半徑為a a，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m，電阻為，電阻為R R的金的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v v從如圖所示位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)從如圖所示位置運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQPQ重合時(shí)，圓環(huán)的速度為重合時(shí)，圓環(huán)的速度為 ，則下列，則下列說法正確的是說法正確的是( )( )v2A.A.此時(shí)圓環(huán)中的電功率為此時(shí)圓環(huán)中的電功率為B.B.此時(shí)圓環(huán)的加速度為此時(shí)圓環(huán)的加速度為C.C.此過程中通過圓環(huán)截面的電量為此過程中通過圓環(huán)截面的電量為D.

42、D.此過程中回路產(chǎn)生的電能為此過程中回路產(chǎn)生的電能為0.75mv0.75mv2 22224B a vR224B a vmR2BaR【解析解析】選選A A、C C。由右手定則知，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊。由右手定則知，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線界線PQPQ重合時(shí)，兩個(gè)半圓切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向都為重合時(shí)，兩個(gè)半圓切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向都為順時(shí)針方向，所以，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小順時(shí)針方向，所以，回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E=2BavE=2Bav，回路，回路中的電流中的電流 功率功率P=EI= AP=EI= A正確；圓環(huán)受到的正確；圓環(huán)受到的安培力安培力F=4BIa= F=4BIa=

43、 由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得a= Ba= B錯(cuò)錯(cuò)誤；圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線誤；圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到直徑剛好與邊界線PQPQ重合時(shí)，通過圓環(huán)的磁通重合時(shí)，通過圓環(huán)的磁通量為量為0 0，故，故q= Cq= C正確；此過程中回路產(chǎn)生的熱量正確；此過程中回路產(chǎn)生的熱量等于動(dòng)能的減少量，為等于動(dòng)能的減少量，為0.375mv0.375mv2 2，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。E2BavI,RR2224B a v,R228B a v,R22F8B a v,mmR2BaI t,RR 2.2.導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒MNMN的電阻的電阻R=2 R=2 ，質(zhì)量，質(zhì)量m=0.1 kgm=0.1 kg，長，長L=0.5 mL=0.5 m，導(dǎo)

44、體，導(dǎo)體棒棒MNMN架在光滑的金屬框架上，金屬框架與水平面的夾角為架在光滑的金屬框架上，金屬框架與水平面的夾角為=30=30, ,如圖所示，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B B為為1 T1 T的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與框架平面垂直。磁場方向與框架平面垂直。1 s1 s后導(dǎo)體棒沿斜面向上滑行的距后導(dǎo)體棒沿斜面向上滑行的距離是離是3 m3 m時(shí)，剛好獲得穩(wěn)定的速度，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒勻速運(yùn)時(shí)，剛好獲得穩(wěn)定的速度，電動(dòng)機(jī)牽引導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為5 V5 V、1 A1 A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r r為為1 1 ，不計(jì)框

45、架電阻及一切摩擦，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g g取取10 m/s10 m/s2 2。求：。求：(1)(1)導(dǎo)體棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度；導(dǎo)體棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度；(2)(2)導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量。導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量?！窘馕鼋馕觥?1)(1)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P=UI-IP=UI-I2 2r=4 Wr=4 W導(dǎo)體棒在斜面上受力如圖所示，導(dǎo)體棒在拉力導(dǎo)體棒在斜面上受力如圖所示，導(dǎo)體棒在拉力F FT T的作用下做加的作用下做加速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，受力平速度越來越小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定速度時(shí)，受力平衡，則衡，則mgsin+Fmgsin+FA A=F=FT T即即

46、mgsin+mgsin+解得解得v=4 m/sv=4 m/s。(2)(2)在導(dǎo)體棒上升的過程中能量守恒在導(dǎo)體棒上升的過程中能量守恒Pt=mgxsin+ +QPt=mgxsin+ +Q，解得，解得Q=1.7 JQ=1.7 J答案：答案：(1)4 m/s (2)1.7 J (1)4 m/s (2)1.7 J 22B L vPRv21mv2電磁感應(yīng)綜合問題的規(guī)范求解電磁感應(yīng)綜合問題的規(guī)范求解電磁感應(yīng)綜合問題往往涉及法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、電磁感應(yīng)綜合問題往往涉及法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律、動(dòng)力學(xué)問題、能量問題等，綜合性較強(qiáng)，閉合電路歐姆定律、動(dòng)力學(xué)問題、能量問題等，綜合性較

47、強(qiáng)，解答時(shí)可以從以下三方面進(jìn)行突破：解答時(shí)可以從以下三方面進(jìn)行突破：1.1.明確電學(xué)對(duì)象明確電學(xué)對(duì)象2.2.建立動(dòng)力學(xué)模型建立動(dòng)力學(xué)模型3.3.明確功能關(guān)系明確功能關(guān)系確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。例如，有摩擦力做功必有確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。例如，有摩擦力做功必有內(nèi)能產(chǎn)生內(nèi)能產(chǎn)生; ;有重力做功有重力做功, ,重力勢能必然發(fā)生變化重力勢能必然發(fā)生變化; ;安培力做負(fù)功安培力做負(fù)功, ,必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 【典題例證典題例證】【典例典例】(2012(2012蘇州一模蘇州一模)(15)(15分分) )兩根足夠長的光滑平行直導(dǎo)兩根足夠長的光滑平行

48、直導(dǎo)軌軌MNMN、PQPQ與水平面成與水平面成角放置，兩導(dǎo)軌間距為角放置，兩導(dǎo)軌間距為L L，M M、P P兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間接有阻值為接有阻值為R R的電阻。一根質(zhì)量為的電阻。一根質(zhì)量為m m的均勻直金屬桿的均勻直金屬桿abab放在兩導(dǎo)放在兩導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好，它們的電阻不計(jì)?，F(xiàn)讓好，它們的電阻不計(jì)?，F(xiàn)讓abab桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。桿由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑。(1)(1)求求abab桿下滑的最大速度桿

49、下滑的最大速度v vm m; ;(2)ab(2)ab桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻桿由靜止釋放至達(dá)到最大速度的過程中，電阻R R產(chǎn)生的焦產(chǎn)生的焦耳熱為耳熱為Q Q，求該過程中，求該過程中abab桿下滑的距離桿下滑的距離x x及通過電阻及通過電阻R R的電量的電量q q。【解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵】(1)(1)當(dāng)桿下滑的加速度為零，即合外力為零時(shí)，當(dāng)桿下滑的加速度為零，即合外力為零時(shí)，達(dá)到最大速度。達(dá)到最大速度。(2)(2)將桿運(yùn)動(dòng)過程中涉及的能量全面考慮，電磁感應(yīng)發(fā)生的過將桿運(yùn)動(dòng)過程中涉及的能量全面考慮，電磁感應(yīng)發(fā)生的過程中能量守恒。程中能量守恒。(3)(3)計(jì)算通過電阻的電荷量一定要用平均

50、電動(dòng)勢和平均電流。計(jì)算通過電阻的電荷量一定要用平均電動(dòng)勢和平均電流?！窘忸}思路解題思路】(1)(1)當(dāng)加速度為零時(shí)當(dāng)加速度為零時(shí)mgsin= mgsin= 由此可求出由此可求出最大速度。最大速度。(2)(2)桿下滑過程中重力勢能減少，動(dòng)能增加，同時(shí)克服安培力桿下滑過程中重力勢能減少，動(dòng)能增加，同時(shí)克服安培力做功，將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)用能量守恒定律求解位做功，將一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，應(yīng)用能量守恒定律求解位移移x x。(3)(3)根據(jù)平均感應(yīng)電動(dòng)勢根據(jù)平均感應(yīng)電動(dòng)勢 求解平均電流。用求解平均電流。用 求解求解電荷量。電荷量。22B L vREtqI t 【規(guī)范解答規(guī)范解答】(1)(1)根

51、據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和牛頓第二定律，有力公式和牛頓第二定律，有E=BLvE=BLv(1(1分分) )I=I=(1(1分分) )F FA A=BIL=BIL(1(1分分) )mgsin-Fmgsin-FA A=ma=ma(2(2分分) )即即mgsin- =mamgsin- =ma當(dāng)加速度當(dāng)加速度a a為零時(shí)，速度為零時(shí)，速度v v達(dá)到最大，速度最大值達(dá)到最大，速度最大值v vm m= =(1(1分分) )ER22B L vR22mgRsinB L(2)(2)根據(jù)能量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有mgxsin=mgxsin= +Q +Q(

52、2(2分分) )得得x=x=(2(2分分) )根據(jù)電磁感應(yīng)定律有根據(jù)電磁感應(yīng)定律有(1(1分分) )根據(jù)閉合電路歐姆定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有(1(1分分) )2m1mv22244Qm R gsinmgsin2B LEtEIR感應(yīng)電量感應(yīng)電量q=q=(1(1分分) )得得q=q=(2(2分分) )答案：答案：(1)(1)(2)(2)BLxI tRR 233BLQm RgsinmgRsin2B L22mgRsinB L2244Qm R gsinmgsin2B L233BLQm RgsinmgRsin2B L【拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練】1.(20121.(2012長寧一模長寧一模) )假設(shè)兩足夠長的光滑

53、金假設(shè)兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L L，如圖所示，一，如圖所示，一導(dǎo)線與兩導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為導(dǎo)線與兩導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B B的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一電阻為的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。一電阻為R R、質(zhì)量為質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h h處靜止處靜止釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后速度減小，最終釋放。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后速度減小，最終穩(wěn)定時(shí)離磁場上邊緣的距離為穩(wěn)定時(shí)離磁場上邊緣的距離為H H，整個(gè)運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。下列說法正確的是保

54、持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻。下列說法正確的是( )( )A.A.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路的最大電流為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路的最大電流為B.B.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為m(H+h)g-m(H+h)g-C.C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒克服安培力所做的功為mgHmgHD.D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路電流的功率為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中回路電流的功率為mgBL32244m g R2B L2mg() RBL【解析解析】選選B B。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，先做變減速運(yùn)動(dòng)，安培力。導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，先做變減速運(yùn)動(dòng)，安培力逐漸減小，當(dāng)減小到與重力相等時(shí)導(dǎo)體棒穩(wěn)定，所

55、以導(dǎo)體棒進(jìn)逐漸減小，當(dāng)減小到與重力相等時(shí)導(dǎo)體棒穩(wěn)定，所以導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，其感應(yīng)電流入磁場時(shí)的速度最大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，其感應(yīng)電流也最大，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為也最大，由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小為v= v= 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為E=BLv,E=BLv,由閉合電路歐姆定律得由閉合電路歐姆定律得 選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)；導(dǎo)體棒穩(wěn)定后，產(chǎn)生的感應(yīng)錯(cuò)；導(dǎo)體棒穩(wěn)定后，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為電動(dòng)勢為E=BLv,E=BLv,根據(jù)平衡條件有根據(jù)平衡條件有mg=BILmg=BIL；由能量守恒定律可知，；由能量守恒定律可知，2gh,

56、mBL 2ghEBLvI,RRR減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為回路的電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為回路的電能，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以Q=m(H+h)g- mvQ=m(H+h)g- mv2 2，由，由mg=BILmg=BIL，I= I= 得得v= v= 故故Q=m(H+h)g- Q=m(H+h)g- 所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)B B正確；克服安培力做功與產(chǎn)正確；克服安培力做功與產(chǎn)生的焦耳熱相等，所以選項(xiàng)生的焦耳熱相等，所以選項(xiàng)C C錯(cuò)；回路中的電流開始是變錯(cuò)；回路中的電流開始是變化的，所以選項(xiàng)化的，所以選項(xiàng)D D錯(cuò)。錯(cuò)。12EBLvRR22mgRB L，32244m g R2B L，2.(20122.

57、(2012南京二模南京二模) )如圖所示，寬度為如圖所示，寬度為L L的的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個(gè)電子元件，其阻值與其兩端所加端接有一個(gè)電子元件，其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即的電壓成正比，即R=kUR=kU，式中，式中k k為常數(shù)。框?yàn)槌?shù)?？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為架上有一質(zhì)量為m m，離地高為，離地高為h h的金屬棒，金的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水平。磁感應(yīng)強(qiáng)度為平。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場方向垂直于框的勻強(qiáng)磁場方向垂直于框架平面向里。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運(yùn)

58、動(dòng)，不計(jì)架平面向里。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運(yùn)動(dòng)，不計(jì)金屬棒電阻，重力加速度為金屬棒電阻，重力加速度為g g。求：。求：(1)(1)金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，流過棒的電流的大小和方向；金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，流過棒的電流的大小和方向；(2)(2)金屬棒落到地面時(shí)的速度大??；金屬棒落到地面時(shí)的速度大?。?3)(3)金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電量。金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電量?！窘馕鼋馕觥?1)(1)流過電阻流過電阻R R的電流大小為的電流大小為I= I= 金屬棒中電流金屬棒中電流方向水平向右方向水平向右( (從從ab)ab)(2)(2)在運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒受到的安培力為在運(yùn)動(dòng)過

59、程中金屬棒受到的安培力為F=BIL=F=BIL=對(duì)金屬棒運(yùn)用牛頓第二定律，對(duì)金屬棒運(yùn)用牛頓第二定律，mg-F=mamg-F=ma得得a=g- a=g- 恒定，金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)恒定，金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)根據(jù)v v2 2=2ah,=2ah,得得v=v=U1Rk，BLkBLmkBL2h(g)mk(3)(3)設(shè)金屬棒經(jīng)過時(shí)間設(shè)金屬棒經(jīng)過時(shí)間t t落地，有落地，有h= ath= at2 2解得解得t=t=通過電子元件的電荷量通過電子元件的電荷量Q=It=Q=It=答案：答案：(1) (1) 方向水平向右方向水平向右 (2)(2)(3)(3)122h2hkmamgkBL12hkmkmgkBL1

60、kBL2h(g)mk12hkmkmgkBL1.(1.(多選多選) )某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為小為4.54.51010-5-5 T T。一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，。一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河寬河?00 m100 m，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水，該河段漲潮和落潮時(shí)有海水( (視為導(dǎo)體視為導(dǎo)體) )流過。設(shè)流過。設(shè)落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為落潮時(shí)，海水自西向東流，流速為2 m/s2 m/s。下列說法正確的是。下列說法正確的是( )( )A.A.河北岸的電勢較高河北岸的電勢較高B.B.河南岸的電勢較高河南

61、岸的電勢較高C.C.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為9 mV9 mVD.D.電壓表記錄的電壓為電壓表記錄的電壓為5 mV5 mV【解析解析】選選A A、C C。由。由E=BLv=4.5E=BLv=4.51010-5-51001002 V=92 V=91010-3-3 V V=9 mV,=9 mV,可知電壓表記錄的電壓為可知電壓表記錄的電壓為9 mV,9 mV,選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確、正確、D D錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；從上往下看，畫出水流切割磁感線示意圖如圖所示，根據(jù)右從上往下看，畫出水流切割磁感線示意圖如圖所示，根據(jù)右手定則可知北岸電勢高，選項(xiàng)手定則可知北岸電勢高，選項(xiàng)A A正確，正確，B B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤

62、。2.(20122.(2012海南高考海南高考) )如圖，一質(zhì)量為如圖，一質(zhì)量為m m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過。現(xiàn)將環(huán)從位置在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過?，F(xiàn)將環(huán)從位置釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)細(xì)線的張力分別為附近時(shí)細(xì)線的張力分別為 ，重力加速度大小為，重力加速度大小為g g，則，則( )( )A. A. B.B.C. C. D.D.12TTFF和12TTFmg,Fmg12TTFmg,Fmg12TTFmg,Fmg12TTFmg,Fmg【解析解析】選選A A。

63、無論環(huán)經(jīng)過磁鐵上端還是下端，通過環(huán)的磁通。無論環(huán)經(jīng)過磁鐵上端還是下端，通過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)里產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受到向上的阻力，根據(jù)牛量發(fā)生變化，環(huán)里產(chǎn)生感應(yīng)電流，環(huán)受到向上的阻力，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)對(duì)磁鐵有向下的作用力，細(xì)線的拉力大于磁鐵頓第三定律，環(huán)對(duì)磁鐵有向下的作用力，細(xì)線的拉力大于磁鐵重力，選項(xiàng)重力，選項(xiàng)A A正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.3.如圖甲所示，如圖甲所示，MNMN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將一邊長為一邊長為l，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m、電阻為、電阻為R R的正方形金屬線框置于該磁場的正方形金屬線框置于該磁場中，使線框

64、平面與磁場垂直，且中，使線框平面與磁場垂直，且bcbc邊與磁場邊界邊與磁場邊界MNMN重合。當(dāng)重合。當(dāng)t=0t=0時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力F F，使線框由靜止開始向右做，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)t=tt=t0 0時(shí)，線框的時(shí)，線框的adad邊與磁場邊界邊與磁場邊界MNMN重合。重合。圖乙為拉力圖乙為拉力F F隨時(shí)間變化的圖線。由以上條件可知，磁場的磁隨時(shí)間變化的圖線。由以上條件可知，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B B的大小為的大小為( )( )A. A. B.B.C. C. D.D.【解析解析】選選B B。開始時(shí)根據(jù)牛頓第二定律，。開始時(shí)根

65、據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn) F0 0=ma=ma，當(dāng)，當(dāng)t=tt=t0 0時(shí)，時(shí)，l= v=at= v=at0 0，再根據(jù)牛頓第二定律，再根據(jù)牛頓第二定律，3F3F0 0- =ma,- =ma,解解得得B= B= 故故B B正確。正確。01mRtl012mRtl01mR2tl02mRtl201at ,22 2BvRl012mR,tl4.(20124.(2012無錫二模無錫二模) )如圖所示，水平如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面電阻不計(jì)。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直。阻值為垂直。阻值為R R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接

66、觸的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好。良好。t=0t=0時(shí)，將開關(guān)時(shí)，將開關(guān)S S由由1 1擲到擲到2 2。q q、i i、v v和和a a分別表示電容分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度。下列圖象正確的是象正確的是( )( )【解析解析】選選D D。開關(guān)。開關(guān)S S擲到擲到1 1位置時(shí)電容器充電，開關(guān)位置時(shí)電容器充電，開關(guān)S S由由1 1擲到擲到2 2的瞬間，電容器開始放電，導(dǎo)體棒中有電流通過，在磁場中的瞬間，電容器開始放電，導(dǎo)體棒中有電流通過，在磁場中產(chǎn)生安培力，使導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生安培力，使導(dǎo)體棒做加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn) F安安=ma=ma，同時(shí)導(dǎo)體棒也，同時(shí)導(dǎo)體棒也在切割磁感線，導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，所以回路中的在切割磁感線，導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，所以回路中的電流在減小。當(dāng)導(dǎo)體棒兩端感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器兩端電壓電流在減小。當(dāng)導(dǎo)體棒兩端感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器兩端電壓時(shí)，回路中沒有電流，導(dǎo)體棒將勻速運(yùn)動(dòng)下去，此時(shí)電容器時(shí)，回路中沒有電流，導(dǎo)體棒將勻速運(yùn)動(dòng)下去，此時(shí)電容器上的電荷量不變但是不為零。綜上所