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

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(shí)全通關(guān),目錄 CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測(cè),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(wèn)題(電路、圖象、動(dòng)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(wèn)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(wèn)題,物理 專題十一 ：電磁感應(yīng),方法4 電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(wèn)題,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問(wèn)題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題,考向7 考查傳感器與電學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合問(wèn)題,考情精解讀,考綱要求 命題規(guī)律 命題分析預(yù)測(cè),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(jiǎn)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(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的計(jì)算及電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題、能量問(wèn)題、圖象問(wèn)題、力電綜合問(wèn)題是高考命題的熱點(diǎn),命題分析預(yù)測(cè),A.考點(diǎn)幫知識(shí)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(wèn)題(電路、圖象、動(dòng)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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 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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的方向.判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shì)的高低. (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中判定電勢(shì)高低時(shí)必須把產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shì)低處向電勢(shì)高處流動(dòng)的.若電路斷路無(wú)感應(yīng)電流時(shí),可想象為有感應(yīng)電流,來(lái)判定電勢(shì)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(dòng)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(wèn)題(電路、圖象、動(dòng)力學(xué)及能量),1.電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題 (1)電磁感應(yīng)與電路知識(shí)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(wèn)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(guò)程,是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是電能的轉(zhuǎn)化問(wèn)題,橋梁是安培力.“外力”克服安培力做多少功,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(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)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(guò)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(wèn)題的求解方法 方法4 電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的求解方法 方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法 方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(chǎng)方向的夾角變化,則=BS(sin 2-sin 1). 2.“三個(gè)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(duì)象 安培定則又叫右手螺旋定則,適用于判定運(yùn)動(dòng)電荷或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向;左手定則適用于判定磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)勢(shì)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(dòng)”;右手定則的“因”是受力運(yùn)動(dòng),“果”是有電,即“因動(dòng)而電”. (3)記憶方法 左手定則與右手定則在使用時(shí)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(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向.總之可簡(jiǎn)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(shí)需要注意的問(wèn)題 右手定則和楞次定律都是用來(lái)判斷電磁感應(yīng)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向的.對(duì)于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),判斷電勢(shì)高低時(shí),使用右手定則方便.對(duì)于磁通量發(fā)生變化而引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、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(duì)運(yùn)動(dòng),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(duì)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(guò)金屬框的磁通量變化量大小分別為1和2,則 A.12,兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) B.1=2,兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿abcda方向電流出現(xiàn) C.1<2,兩次運(yùn)動(dòng)中線框中均有沿adcba方向電流出現(xiàn) D.1<2,兩次運(yùn)動(dòng)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1<2,由安培定則知兩次通過(guò)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(dòng)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(chǎng)的磁感線分布是以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓.越向外磁場(chǎng)越弱;磁場(chǎng)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(chǎng)中.線框從圖示位置由靜止釋放,到接近水平位置的過(guò)程中 A.線框的機(jī)械能守恒 B.穿過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?B.金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng),則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?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(shí)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(shí)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(dòng)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)金屬環(huán)向左移動(dòng)時(shí),穿過(guò)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(shí)針,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)金屬環(huán)向右移動(dòng)時(shí),穿過(guò)圓環(huán)的磁通量垂直紙面向里并且增大,根據(jù)楞次定律可以知道,產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故D項(xiàng)正確. 答案 D 特別提醒 解決本題的關(guān)鍵是會(huì)用安培定則判斷電流周圍磁場(chǎng)的方向,以及會(huì)根據(jù)楞次定律來(lái)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(wèn)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(chǎng)B,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下,在ef左側(cè)的無(wú)磁場(chǎng)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(chǎng)左邊界ef處由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)后,下列有關(guān)圓環(huán)的說(shuō)法正確的是 A.圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應(yīng)電流,圓環(huán)有收縮的趨勢(shì) 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(shì) 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(shì) 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(shì),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(wèn)題,分析求解此類問(wèn)題時(shí),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(dòng)只能產(chǎn)生恒定電流;勻變速直線切割運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生均勻變化的電流. (2)判斷問(wèn)題時(shí),一般采用逆向思維的分析方法較好,但無(wú)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) 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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(wèn)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(zhǎng)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(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系為B=2+0.5t(T),方向垂直于斜面向上.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(shí),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(guò)一段時(shí)間t,線框可能沿斜面向上運(yùn)動(dòng),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(cuò)警示 解答此題常見(jiàn)錯(cuò)誤主要是受思維定式影響,一是錯(cuò)認(rèn)為導(dǎo)體線框向上運(yùn)動(dòng),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(cuò)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(wèn)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(kāi)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(guò),方向?yàn)閍b B.將S1斷開(kāi)的瞬間,燈泡A、B同時(shí)熄滅 C.將S1斷開(kāi)的瞬間,通過(guò)燈泡A的電流最大值要比原來(lái)通過(guò)燈泡B的電流大 D.將S2斷開(kāi),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 專題十一 ：電磁感應(yīng),解析開(kāi)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(méi)有電流通過(guò),A錯(cuò)誤.將S1斷開(kāi)的瞬間,燈泡A閃亮一下再熄滅,B錯(cuò)誤.流過(guò)L的電流等于通過(guò)燈泡B和電阻R兩支路的電流之和,所以將S1斷開(kāi)的瞬間,通過(guò)燈泡A的電流最大值要比原來(lái)通過(guò)燈泡B的電流大,C正確.將S2斷開(kāi),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(cuò)誤. 答案C 方法提煉 分析處理自感類問(wèn)題時(shí),注意把握如下幾點(diǎn). 1.通電自感:線圈相當(dāng)于一個(gè)變化的電阻阻值由無(wú)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(shí)自感線圈處相當(dāng)于電源,電動(dòng)勢(shì)由某值逐漸減小到零. 3.電流穩(wěn)定時(shí),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(chǎng)方向及判斷方法不同 靜電場(chǎng)方向與正電荷所受電場(chǎng)力方向一致,沿電場(chǎng)線的切線方向;感生電場(chǎng)方向是根據(jù)磁場(chǎng)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(chǎng)周圍有一個(gè)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(chǎng)方向向下,由安培定則可判斷出電流方向沿順時(shí)針?lè)较?俯視),則感生電場(chǎng)方向也為順時(shí)針?lè)较?,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(dòng)生”兩類電動(dòng)勢(shì)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(zhǎng)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(chǎng),bd連線與導(dǎo)軌垂直,長(zhǎng)度也為L(zhǎng).從0時(shí)刻開(kāi)始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化,規(guī)律如圖(b)所示;同一時(shí)刻,棒從導(dǎo)軌左端開(kāi)始向右勻速運(yùn)動(dòng),1 s 后剛好進(jìn)入磁場(chǎng).若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1 m/s做直線運(yùn)動(dòng),求: (1)棒進(jìn)入磁場(chǎng)前,回路中的電動(dòng)勢(shì)E; (2)棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的最大安培力F,以及棒通過(guò)三角形abd區(qū)域時(shí)電流i與時(shí)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(cuò)警示 初看起來(lái),本題既有磁場(chǎng)變化引起的感生電動(dòng)勢(shì),又有導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),問(wèn)題應(yīng)該較復(fù)雜,仔細(xì)分析過(guò)程可知,這兩種電動(dòng)勢(shì)并不是同時(shí)產(chǎn)生的,因此求解問(wèn)題時(shí)一定要注重過(guò)程分析,另外在確定電流i與時(shí)間t的關(guān)系式時(shí),要注意時(shí)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(wèn)題的求解方法,方法3 電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的求解方法,題型 10電磁感應(yīng)中電路問(wèn)題的分析與判斷 考法示例102015福建高考,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(chǎng)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(dòng),滑動(dòng)過(guò)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(dòng)的過(guò)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(shí),它兩端的電壓就是通過(guò)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(shí),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(dòng)勢(shì)減內(nèi)電壓.當(dāng)導(dǎo)體電阻不計(jì)時(shí),路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì). 3.對(duì)電路分析判斷時(shí),注意首先畫出等效電路圖,再運(yùn)用電路相關(guān)知識(shí)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(wèn)題的求解 考法示例112013全國(guó)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(zhǎng).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(chǎng)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(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度大小為g.忽略所有電阻.讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開(kāi)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(shí)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(wèn)題的求解方法,方法4 電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)題的求解方法,2.電磁感應(yīng)中圖象問(wèn)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(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(guò)程. (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系. (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和牛頓運(yùn)動(dòng)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(wèn)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(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(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(cuò)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(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系,然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)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(guó)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(cè)得線圈cd間電壓如圖乙所示,已知線圈內(nèi)部的磁場(chǎng)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(shí)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(gè)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì),則產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原磁場(chǎng)在每個(gè)時(shí)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(gè)時(shí)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(guò)分析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電壓)與時(shí)間的圖象,推斷電流隨時(shí)間變化的圖象,考查楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律.借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(guò)變換情境、改變條件,推陳出新.求解此類問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清楚產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(gè)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(chǎng)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(dòng),以導(dǎo)體棒在圖中所示位置時(shí)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)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(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線框平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示.t=0時(shí)刻,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,在04 s時(shí)間內(nèi),線框ab邊所受安培力F隨時(shí)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(wú)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(wèn)題可先根據(jù)楞次定律的推論“增反減同”來(lái)判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(chǎng)在02 s和34 s時(shí)間內(nèi)是均勻變化的.即在相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)I的大小是不變的,故在相應(yīng)的時(shí)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.,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(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.6 T,磁場(chǎng)區(qū)域?qū)扗=0.2 m.細(xì)金屬棒A1和A2用長(zhǎng)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(guò)磁場(chǎng).計(jì)算從金屬棒A1進(jìn)入磁場(chǎng)(t=0)到A2離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間段內(nèi),不同時(shí)間段通過(guò)電阻R的電流大小,并在圖乙中畫出.,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),綜合上述計(jì)算結(jié)果,通過(guò)R的電流與時(shí)間的關(guān)系圖線如圖(c)所示. 答案 見(jiàn)解析 關(guān)鍵能力 本題是通過(guò)分析和求解金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),畫出通過(guò)電阻R的I-t圖線.分析和求解問(wèn)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(guò)程,確定通過(guò)R的電流在各個(gè)時(shí)間段的對(duì)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),方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)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(dòng)勢(shì)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(shuō)明:在利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒解決電磁感應(yīng)問(wèn)題時(shí),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)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)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(dòng)時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),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(wèn)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(chǎng)) 閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),本質(zhì)上還是單導(dǎo)體桿(單邊切割磁感線)問(wèn)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(chǎng)后,因?yàn)榇┻^(guò)線框的磁通量不變,故回路中沒(méi)有感應(yīng)電流,線框不受安培力. 當(dāng)線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),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(shí),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(shí),v最大.,方法5 電磁感應(yīng)中力學(xué)問(wèn)題的求解方法,題型 15電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)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(dòng)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(zhǎng)的鋁條固定在光滑斜面上,斜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(guò),穿過(guò)時(shí)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(dòng)、鋁條相對(duì)磁鐵運(yùn)動(dòng)相同.磁鐵端面是邊長(zhǎng)為d的正方形,由于磁鐵距離鋁條很近,磁鐵端面正對(duì)兩鋁條區(qū)域的磁場(chǎng)均可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),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(wèn)題方便,鋁條中只考慮與磁鐵正對(duì)部分的電阻和磁場(chǎng),其他部分電阻和磁場(chǎng)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 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(wèn)題 考法示例172014全國(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)線通過(guò)圓導(dǎo)軌中心O,裝置的俯視圖如圖所示.整個(gè)裝 置位于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)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(dòng)摩擦因數(shù)為,導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均可忽略.重力加速度大小為g.求: (1)通過(guò)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(wèn)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(guò)電路中產(chǎn)生的電熱來(lái)計(jì)算. (2)能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的分析過(guò)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6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(cè)量的物理量(一般是電學(xué)量).其工作過(guò)程是通過(guò)對(duì)某一物理量敏感的元件將感受到的信號(hào)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于利用的信號(hào)的過(guò)程.例如,光電傳感器是利用光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),熱電傳感器是利用熱敏電阻或金屬熱電阻將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)過(guò)電子電路的處理就可以達(dá)到方便檢測(cè)、自動(dòng)控制、遙控等目的. 2.傳感器的基本應(yīng)用方法 在對(duì)溫度有特殊要求的場(chǎng)合,利用熱敏元件對(duì)溫度的敏感性,可以設(shè)計(jì)出自動(dòng)控制電路或報(bào)警電路.在對(duì)光照有特殊要求的場(chǎng)合,利用光敏元件對(duì)光照強(qiáng)度的敏感性,可以設(shè)計(jì)出自動(dòng)控制電路或報(bào)警電路.,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)方法,當(dāng)溫度變化時(shí),熱敏元件的電阻會(huì)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(lái)研究溫度的高低;當(dāng)光照強(qiáng)度變化時(shí),光敏元件的電阻會(huì)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(lái)研究光照強(qiáng)度的大小;當(dāng)壓力變化時(shí),壓敏元件的電阻會(huì)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(lái)研究壓力的大小. 3.設(shè)計(jì)自動(dòng)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(kāi)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)線組成.這兩個(gè)電路相互獨(dú)立,又通過(guò)繼電器相關(guān)聯(lián),繼電器實(shí)際上是工作電路的開(kāi)關(guān).,方法6 利用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)方法,(2)分析自動(dòng)控制電路的合理性 電路設(shè)計(jì)完成后,要對(duì)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(kāi)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(shí),藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外,為了及時(shí)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(shí)其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報(bào),此時(shí) 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(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)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(qǐng)根據(jù)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(shuō)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(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng).請(qǐng)利用下列器材按要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng).在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)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(hào) ,阻值見(jiàn)表); 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)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(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干. 解析(1)根據(jù)題表中的數(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(dòng)控制電路時(shí),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(kāi)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(dòng)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(kāi)是否符合實(shí)際要求.,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(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(wèn)題 考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題 考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問(wèn)題 考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題 考向7 考查傳感器與電學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合問(wèn)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(shí),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(wèn)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(wèn)題、圖象問(wèn)題以及與力學(xué)和能量等聯(lián)系的綜合問(wèn)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)電流的方向等是常考的內(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(duì)物理學(xué)史的考查偏向于以下兩種,一是引經(jīng)據(jù)典說(shuō)“常識(shí)”,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(guò)這類試題的考查,能較好地展示過(guò)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(jià)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2014全國(guó)卷,14,6分在法拉第時(shí)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(gè)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(shí)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(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.特別突出了對(duì)物理學(xué)史及實(shí)驗(yàn)過(guò)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤;通電線圈周圍的磁場(chǎng)是恒定的,穿過(guò)線圈的磁通量不變,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,B錯(cuò)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(guò)程會(huì)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(shí),感應(yīng)電流已為零,C錯(cuò)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(gè)線圈中的磁通量發(fā)生變化,會(huì)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(guó)卷,15,6分如圖所示,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)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(dòng),在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說(shuō)法正確的是 A.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较?B.PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较?C.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿逆時(shí)針?lè)较?D.PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?T中沿順時(shí)針?lè)较?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(duì)楞次定律和右手定則的掌握情況 解析金屬桿PQ向右切割磁感線,根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?原來(lái)T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,PQRS中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,使得穿過(guò)T的磁通量減小,根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,綜上所述,可知A、B、C項(xiàng)錯(cuò)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(duì)“二次感應(yīng)”問(wèn)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(chǎng),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(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí) A.在t1t2時(shí)間內(nèi),L有收縮趨勢(shì) B.在t2t3時(shí)間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢(shì) C.在t2t3時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 D.在t3t4時(shí)間內(nèi),L內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?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(wèn)題,要求在分析判斷問(wèn)題時(shí)明確螺線管內(nèi)通有非均勻變化的磁場(chǎng),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(chǎng),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(chǎng),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(chǎng),不會(huì)使圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流.本題對(duì)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(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大且斜率增大,則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较颉⒃龃蟮碾娏?該電流激發(fā)出逐漸增強(qiáng)的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)通過(guò)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(shì),故A項(xiàng)正確;在t2t3時(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)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(chǎng),該磁場(chǎng)通過(guò)圓環(huán)時(shí),圓環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流,故B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;在t3t4時(shí)間內(nèi),外加磁場(chǎng)向下減小,且斜率也減小,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较?、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(chǎng),故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?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、楞次定律、歐姆定律及力學(xué)相關(guān)知識(shí)等,重點(diǎn)考查對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)的應(yīng)用、自感現(xiàn)象及渦流現(xiàn)象的分析等內(nèi)容,對(duì)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(gè)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(zhǎng)la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)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(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流 B.a、b線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的理解與應(yīng)用2016全國(guó)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(zhǎng)度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上.t=0時(shí),金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).t0時(shí)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(chǎng)區(qū)域,且在磁場(chǎng)中恰好能保持勻速運(yùn)動(dòng).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(dòng)摩擦因數(shù)為.重力加速度大小為g.求: (1)金屬桿在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小; (2)電阻的阻值.,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,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(dòng)勢(shì)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(gè)“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(zhǎng) L=0.1 m,豎直邊長(zhǎng)H=0.3 m,匝數(shù)為N1.線圈的下邊處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(cè)物體后,調(diào)節(jié)線圈中電流使天平平衡,測(cè)出電流即可測(cè)得物體的質(zhì)量.(重力加速度取 g=10 m/s2),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,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(duì)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(gè)電路圖,L1和L2為電感線圈.實(shí)驗(yàn)時(shí),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開(kāi)關(guān)S2,燈A2逐漸變亮,而另一個(gè)相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3亮度相同.下列說(shuō)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 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(shí),意在考查學(xué)生對(duì)自感現(xiàn)象的分析能力. 解析題圖甲中,穩(wěn)定時(shí)通過(guò)A1的電流記為I1,通過(guò)L1的電流記為IL,S1斷開(kāi)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(cuò)誤;題圖乙中,閉合S2時(shí),由于自感作用,通過(guò)L2與A2的電流I2會(huì)逐漸增大,而通過(guò)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(cuò)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L2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(duì)渦流現(xiàn)象的分析與判斷2015全國(guó)卷,19,6分多選1824年,法國(guó)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(chǎng)中繞過(guò)圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí),磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),但略有滯后.下列說(shuō)法正確的是 A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中,磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)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(dòng)形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng),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(shí)點(diǎn),意在考查學(xué)生綜合運(yùn)用電磁感應(yīng)知識(shí)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(chǎng)中繞過(guò)圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí),圓盤的半徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)對(duì)磁針施加磁場(chǎng)力作用,導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng),選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;由于圓盤中心正上方懸掛小磁針,在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤的磁通量不變,選項(xiàng)C錯(cuò)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(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路相當(dāng)于電源,因此高考中電磁感應(yīng)問(wèn)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(wèn)題,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問(wèn)題,考向3 考查電磁感應(yīng)與電路的結(jié)合問(wèn)題,命題透視:電磁感應(yīng)中的圖象問(wèn)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(shí)和力學(xué)知識(shí)等,其特點(diǎn)是考查方式比較靈活,有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程,確定圖象的正確與否,有時(shí)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(wèn)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(chǎng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng),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(shí)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(wèn)題,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題,考向4 考查電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題,命題透視:電磁感應(yīng)中通過(guò)導(dǎo)體的感應(yīng)電流,在磁場(chǎng)中將受到安培力的作用,因此,電磁感應(yīng)問(wèn)題常和力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系在一起.此類問(wèn)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(wèn)題,示例302016全國(guó)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(zhǎng)度均為L(zhǎng),質(zhì)量分別為2m和m;用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca,并通過(guò)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(chǎng),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(chǎng)中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,重力加速度大小為g.已知金屬棒ab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(dòng)速度的大小.,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問(wèn)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(shí),意在考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)分析、解決問(wèn)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(duì)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(duì)cd棒的支持力大小為N2. 對(duì)于ab棒,由力的平衡條件得 2mgsin =N1+T+F N1=2mgcos 對(duì)于cd棒,同理有mgsin +N2=T N2=mgcos 聯(lián)立式得 F=mg(sin -3cos ),考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問(wèn)題,考向5 考查電磁感應(yīng)與力學(xué)的結(jié)合問(wèn)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(wèn)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(zhǎng)為l,cd邊長(zhǎng)為2l,ab與cd平行,間距為2l.勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的上下邊界均水平,磁場(chǎng)方向垂直于線框所在平面.開(kāi)始時(shí),cd邊到磁場(chǎng)上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放,從cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)直到ef、pq邊進(jìn)入磁場(chǎng)前,線框做勻速運(yùn)動(dòng).在ef、pq邊離開(kāi)磁場(chǎng)后,ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)之前,線框又做勻速運(yùn)動(dòng).線框完全穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為Q.線框在下落過(guò)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(kāi)磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的幾倍; (2)磁場(chǎng)上下邊界間的距離H.,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)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(shí)期.我國(guó)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(kāi)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,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(wèn)題結(jié)合起來(lái),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(wèn)題,示例322016全國(guó)卷,23,10分現(xiàn)要組裝一個(gè)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(guò)60 時(shí),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(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)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(dòng)變阻器R1(最大阻值為 1 000 ),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2 000 ),單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干. 在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié).已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí),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(shí)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(wèn)題,考向6 考查電磁感應(yīng)中的能量問(wèn)題,(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)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