高考物理總復(fù)習(xí) 第12章第三節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課件 大綱版

第三節(jié)第三節(jié)電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第三三節(jié)節(jié)電電磁磁感感應(yīng)應(yīng)規(guī)規(guī)律律的的綜綜合合應(yīng)應(yīng)用用基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、電磁感應(yīng)中的電路問題一、電磁感應(yīng)中的電路問題1內(nèi)電路和外電路內(nèi)電路和外電路(1)切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈都相當(dāng)于線圈都相當(dāng)于_(2)該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源該部分導(dǎo)體的電阻或線圈的電阻相當(dāng)于電源的的_，其余部分是，其余部分是_電源電源內(nèi)阻內(nèi)阻外阻外阻BLv名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電磁感應(yīng)電路中的電源與恒定電流的電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線電路中的電源不同，前者是由于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的，公式為產(chǎn)生的，公式為EBLv，其大小可能變化，變，其大小可能變化，變化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；而后者的電源電化情況可根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況判斷；而后者的電源電動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的動(dòng)勢(shì)在電路分析中認(rèn)為是不變的二、電磁感應(yīng)中的圖象問題二、電磁感應(yīng)中的圖象問題圖象類圖象類型型(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、磁通量、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和感應(yīng)電和感應(yīng)電流流I隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖象，即變化的圖象，即Bt圖象、圖象、t圖象、圖象、Et圖象和圖象和It圖象圖象(2)對(duì)于切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電對(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，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的情況，還常涉及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和和感應(yīng)電流感應(yīng)電流I隨導(dǎo)體位移隨導(dǎo)體位移s變化的圖象，即變化的圖象，即Es圖象和圖象和Is圖象圖象問題類問題類型型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出正確的圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量物理量應(yīng)用知應(yīng)用知識(shí)識(shí)左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法拉左手定則、安培定則、楞次定律、右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、相關(guān)第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)等數(shù)學(xué)知識(shí)等名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對(duì)圖象的初始條件，方向與正、負(fù)的對(duì)應(yīng)，物理量的變化趨勢(shì)，物理量的增、減或方向應(yīng)，物理量的變化趨勢(shì)，物理量的增、減或方向正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵正、負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)都是判斷圖象的關(guān)鍵三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題三、電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題1安培力的大小：由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)安培力的大?。河筛袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)E_，感，感應(yīng)電流應(yīng)電流I 和安培力公式和安培力公式FBIl得得F_.2安培力的方向判斷安培力的方向判斷(1)右手定則和左手定則相結(jié)合，先用右手定則和左手定則相結(jié)合，先用_確確定感應(yīng)電流方向，再用定感應(yīng)電流方向，再用_判斷感應(yīng)電流所判斷感應(yīng)電流所受安培力方向受安培力方向Blv右手定則右手定則左手定則左手定則(2)用楞次定律判斷，感應(yīng)電流所受安培力的方向用楞次定律判斷，感應(yīng)電流所受安培力的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向一定和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向_3分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受包含安培力在內(nèi)的全面受力分析力分析)4根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程垂直垂直四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化四、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為_2感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力，外力克服安培感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受安培力，外力克服安培力力_，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為_，電流，電流做功再將電能轉(zhuǎn)化為做功再將電能轉(zhuǎn)化為_3電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算，公式電流做功產(chǎn)生的熱量用焦耳定律計(jì)算，公式為為_.電能電能做功做功電能電能內(nèi)能內(nèi)能QI2Rt名師點(diǎn)撥：名師點(diǎn)撥：電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒定電磁感應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化符合能量守恒定律，克服安培力做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電律，克服安培力做功是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱因此同一方程中，能，電能最終轉(zhuǎn)化為焦耳熱因此同一方程中，克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生的焦耳熱克服安培力做功，轉(zhuǎn)化成的電能及產(chǎn)生的焦耳熱不能同時(shí)出現(xiàn)不能同時(shí)出現(xiàn)課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練一、電磁感應(yīng)電路問題的求解一、電磁感應(yīng)電路問題的求解1對(duì)電源的理解：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化對(duì)電源的理解：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過導(dǎo)體切為電能的裝置在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，通過導(dǎo)體切割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能割磁感線和線圈磁通量的變化而將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為電能2對(duì)電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體對(duì)電路的理解：內(nèi)電路是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容或磁通量發(fā)生變化的線圈，外電路由電阻、電容等電學(xué)元件組成等電學(xué)元件組成4解決電磁感應(yīng)電路問題的基本方法解決電磁感應(yīng)電路問題的基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向；動(dòng)勢(shì)的大小和方向；(2)畫等效電路圖；畫等效電路圖；(3)運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解功率等公式聯(lián)立求解特別提醒：特別提醒：(1)判斷感應(yīng)電流和電動(dòng)勢(shì)的方向，都判斷感應(yīng)電流和電動(dòng)勢(shì)的方向，都是利用是利用“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的部分根據(jù)右手定則或楞次的部分根據(jù)右手定則或楞次定律判定的實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高定律判定的實(shí)際問題中應(yīng)注意外電路電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，而內(nèi)電路則相反電勢(shì)流向低電勢(shì)，而內(nèi)電路則相反(2)在電磁感應(yīng)電路中，在電磁感應(yīng)電路中，“相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源”的導(dǎo)體兩端的導(dǎo)體兩端的電壓等于路端電壓的電壓等于路端電壓1(2011年廣東惠州調(diào)研年廣東惠州調(diào)研)如圖如圖1231所示，所示，MN、PQ是間距為是間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)，方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)中，M、P間接有一阻值為間接有一阻值為R的電阻一根與的電阻一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為 的金屬導(dǎo)線的金屬導(dǎo)線ab垂垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F的作用下以速度的作用下以速度v向向右勻速運(yùn)動(dòng)，則右勻速運(yùn)動(dòng)，則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()A通過電阻通過電阻R的電流方向?yàn)榈碾娏鞣较驗(yàn)镻RMBa、b兩點(diǎn)間的電壓為兩點(diǎn)間的電壓為BLvCa端電勢(shì)比端電勢(shì)比b端高端高D外力外力F做的功等于電阻做的功等于電阻R上發(fā)出的焦耳熱上發(fā)出的焦耳熱圖圖1231二、電磁感應(yīng)圖象問題分析二、電磁感應(yīng)圖象問題分析1圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞圖象問題可以綜合法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律或右手定則，安培定則和左手定則，還有次定律或右手定則，安培定則和左手定則，還有與之相關(guān)的電路知識(shí)和力學(xué)知識(shí)等與之相關(guān)的電路知識(shí)和力學(xué)知識(shí)等2圖象問題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)圖象問題的特點(diǎn)：考查方式比較靈活，有時(shí)根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的過程，確定圖象的正確根據(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(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算與否，有時(shí)依據(jù)不同的圖象，進(jìn)行綜合計(jì)算3解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)解題關(guān)鍵：弄清初始條件，正、負(fù)方向的對(duì)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)應(yīng)，變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問題的關(guān)鍵4解決圖象問題的一般步驟解決圖象問題的一般步驟(1)明確圖象的種類，即是明確圖象的種類，即是Bt圖還是圖還是t圖，或圖，或者者Et圖、圖、It圖等圖等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程分析電磁感應(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、牛頓定結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式律等規(guī)律寫出函數(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、截距等的變化、截距等(6)畫圖象或判斷圖象畫圖象或判斷圖象2(2011年湖北二次聯(lián)考年湖北二次聯(lián)考)如圖如圖1232所示，一所示，一個(gè)正方形單匝線圈個(gè)正方形單匝線圈abcd，邊長(zhǎng)為，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線圈每邊的，線圈每邊的電阻均為電阻均為R，以恒定速度，以恒定速度v通過一個(gè)寬度為通過一個(gè)寬度為2L的勻的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向，方向垂直紙面向里下列圖中能正確反映里下列圖中能正確反映ab兩端電壓兩端電壓Uab隨時(shí)間隨時(shí)間t變化關(guān)系的是變化關(guān)系的是()圖圖1232圖圖1233解析：解析：選選B.進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，Uab應(yīng)該是路端電壓，大應(yīng)該是路端電壓，大小等于電動(dòng)勢(shì)小等于電動(dòng)勢(shì)E的四分之三，此時(shí)的四分之三，此時(shí)EBLv，所以，所以Uab3BLv/4，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，沒有感應(yīng)電流，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為BLv，出來(lái)時(shí)電壓應(yīng)該，出來(lái)時(shí)電壓應(yīng)該是電動(dòng)勢(shì)是電動(dòng)勢(shì)E的四分之一，的四分之一，UabBLv/4，方向始終，方向始終是相同的，即是相同的，即UaUb.由以上分析可知選由以上分析可知選B.三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)問題1動(dòng)態(tài)分析：導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)態(tài)分析：導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感感應(yīng)電流應(yīng)電流通電導(dǎo)體受安培力通電導(dǎo)體受安培力合外力變化合外力變化加速加速度變化度變化速度變化速度變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化，周而，周而復(fù)始地循環(huán)，直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)加速?gòu)?fù)始地循環(huán)，直至最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)加速度為零，而速度度為零，而速度v通過加速達(dá)到最大值，做勻速直通過加速達(dá)到最大值，做勻速直線運(yùn)動(dòng)或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)或通過減速達(dá)到穩(wěn)定值做勻速直線運(yùn)動(dòng)2兩大研究對(duì)象的制約關(guān)系兩大研究對(duì)象的制約關(guān)系3電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，解決這類問題的關(guān)鍵是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度求最大值或最小值的條件值或最小值的條件4解決此類問題的基本步驟解決此類問題的基本步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手包括右手定則定則)，求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律，求出回路中的電流依據(jù)閉合電路歐姆定律，求出回路中的電流(3)分析導(dǎo)體受力情況分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力，可利用左手包含安培力，可利用左手定則確定所受安培力的方向定則確定所受安培力的方向)(4)依據(jù)牛頓第二定律列出力學(xué)方程或平衡方程，依據(jù)牛頓第二定律列出力學(xué)方程或平衡方程，以及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，聯(lián)立求解以及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，聯(lián)立求解3(2011年蘇北四市調(diào)研年蘇北四市調(diào)研)如圖如圖1234所示，兩所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌的一端接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁接有電阻和開關(guān)，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿場(chǎng)的方向與導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab置于導(dǎo)軌置于導(dǎo)軌上當(dāng)開關(guān)上當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，在金屬桿斷開時(shí)，在金屬桿ab上作用一水平上作用一水平向右的恒力向右的恒力F，使金屬桿，使金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁向右運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng)一段時(shí)間后閉合開關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在場(chǎng)一段時(shí)間后閉合開關(guān)并開始計(jì)時(shí)，金屬桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好下列關(guān)運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好下列關(guān)于金屬桿于金屬桿ab的的vt圖象不可能的是圖象不可能的是()圖圖1234圖圖1235四、電磁感應(yīng)中的能量問題四、電磁感應(yīng)中的能量問題1電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程實(shí)質(zhì)是不同形式的能量轉(zhuǎn)化的過程，電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力作用因此要維持安培力存在，必須有到安培力作用因此要維持安培力存在，必須有“外力外力”克服安培力做功此過程中，其他形式的克服安培力做功此過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能能轉(zhuǎn)化為電能“外力外力”克服安培力做多少功，就克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以過用電器時(shí)，電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能可以簡(jiǎn)化為下列形式：簡(jiǎn)化為下列形式：同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形同理，安培力做功的過程，是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)式的能的過程，安培力做多少功就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能化為其他形式的能2電能求解思路主要有三種電能求解思路主要有三種(1)利用克服安培力求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能利用克服安培力求解：電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功；等于克服安培力所做的功；(2)利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生利用能量守恒求解：機(jī)械能的減少量等于產(chǎn)生的電能；的電能；(3)利用電路特征來(lái)求解：通過電路中所產(chǎn)生的電利用電路特征來(lái)求解：通過電路中所產(chǎn)生的電能來(lái)計(jì)算能來(lái)計(jì)算3解決此類問題的步驟解決此類問題的步驟(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律(包括右手包括右手定則定則)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功畫出等效電路圖，寫出回路中電阻消耗的電功率的表達(dá)式率的表達(dá)式(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的機(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)立求解方程，聯(lián)立求解4(2010年高考安徽理綜卷年高考安徽理綜卷)如圖如圖1236所示，所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉合正方形線圈強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)邊長(zhǎng)相等的單匝閉合正方形線圈和和，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制，分別用相同材料、不同粗細(xì)的導(dǎo)線繞制(為細(xì)導(dǎo)線為細(xì)導(dǎo)線)兩線圈在距磁場(chǎng)上界面兩線圈在距磁場(chǎng)上界面h高處由靜止高處由靜止開始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面運(yùn)開始自由下落，再進(jìn)入磁場(chǎng)，最后落到地面運(yùn)動(dòng)過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下動(dòng)過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界設(shè)線圈邊緣平行于磁場(chǎng)上邊界設(shè)線圈、落地時(shí)的落地時(shí)的速度大小分別為速度大小分別為v1、v2，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱量分別為量分別為Q1、Q2，不計(jì)空氣阻力，則，不計(jì)空氣阻力，則() Av1v2，Q1Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1Q2 Dv1v2，Q1Q2圖圖1236經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究電磁感應(yīng)中的圖象問題電磁感應(yīng)中的圖象問題 (2011年江西十校一模年江西十校一模)矩形導(dǎo)線框矩形導(dǎo)線框abcd放在放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖象如圖隨時(shí)間變化的圖象如圖1237所示，所示，t0時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里若時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里若規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎?，則在規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流逆時(shí)針方向?yàn)檎瑒t在04 s時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電流I以及線框的以及線框的ab邊所受安培力邊所受安培力F隨時(shí)間變化的圖象為圖隨時(shí)間變化的圖象為圖1238中的中的(安培力取向上為正方向安培力取向上為正方向)()圖圖1237圖圖1238【答案答案】C【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)圖象問題在高考中多以電磁感應(yīng)圖象問題在高考中多以選擇題的形式出現(xiàn)，先根據(jù)方向排除錯(cuò)誤選項(xiàng)較選擇題的形式出現(xiàn)，先根據(jù)方向排除錯(cuò)誤選項(xiàng)較為簡(jiǎn)單為簡(jiǎn)單 在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相相距距l(xiāng)1 m，導(dǎo)軌左端接有如圖，導(dǎo)軌左端接有如圖1239所示的電所示的電路其中水平放置的平行板電容器兩極板路其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N間距間距d10 mm，定值電阻，定值電阻R1R212 ，R32 ，金屬棒，金屬棒ab的電阻的電阻r2 ，其他電阻不計(jì)磁，其他電阻不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直穿過導(dǎo)軌平面，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直穿過導(dǎo)軌平面，當(dāng)金屬棒當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸浮于電容器兩極板之間，質(zhì)量器兩極板之間，質(zhì)量m11014 kg，帶電荷量，帶電荷量q11014C的微粒恰好靜止不動(dòng)已知的微粒恰好靜止不動(dòng)已知g取取10 m/s2，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，且運(yùn)動(dòng)速度保持恒定試求：且運(yùn)動(dòng)速度保持恒定試求：電磁感應(yīng)中的電路計(jì)算電磁感應(yīng)中的電路計(jì)算圖圖1239(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向；(2)ab兩端的路端電壓；兩端的路端電壓；(3)金屬棒金屬棒ab運(yùn)動(dòng)的速度運(yùn)動(dòng)的速度【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解題的關(guān)鍵是以電荷的受力情況解題的關(guān)鍵是以電荷的受力情況為突破口，即電場(chǎng)力與重力平衡，從而確定電場(chǎng)為突破口，即電場(chǎng)力與重力平衡，從而確定電場(chǎng)的大小和方向，得出電路中的電流和電動(dòng)勢(shì)，最的大小和方向，得出電路中的電流和電動(dòng)勢(shì)，最后求出導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度整個(gè)求解過程一定要思后求出導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速度整個(gè)求解過程一定要思路清晰路清晰【解析解析】(1)負(fù)電荷受到重力和電場(chǎng)力而靜止，負(fù)電荷受到重力和電場(chǎng)力而靜止，因重力豎直向下，則電場(chǎng)力豎直向上，故因重力豎直向下，則電場(chǎng)力豎直向上，故M板帶板帶正電正電ab棒向右做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，棒向右做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，ab棒等效于電源，其棒等效于電源，其a端為電源的正極，由右手端為電源的正極，由右手定則可判斷，磁場(chǎng)方向豎直向下定則可判斷，磁場(chǎng)方向豎直向下(3)由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由法拉第電磁感應(yīng)定律得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlv，由閉合電路歐姆定律得：由閉合電路歐姆定律得：EUabIr0.5 V，聯(lián)立可得聯(lián)立可得vE/Bl1 m/s.【答案答案】(1)豎直向下豎直向下(2)0.4 V(3)1 m/s (2011年濰坊模擬年濰坊模擬)如圖如圖12310甲所示，甲所示，光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度光滑絕緣水平面上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線場(chǎng)以虛線MN為左邊界，為左邊界，MN的左側(cè)有一質(zhì)量的左側(cè)有一質(zhì)量m0.1 kg，bc邊長(zhǎng)邊長(zhǎng)L10.2 m，電阻，電阻R2 的矩形線的矩形線圈圈abcd，t0時(shí)，用一恒定拉力時(shí)，用一恒定拉力F拉線圈，使其由拉線圈，使其由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間1 s，線圈，線圈的的bc邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界邊到達(dá)磁場(chǎng)邊界MN，此時(shí)立即將拉力，此時(shí)立即將拉力F改為改為變力，又經(jīng)過變力，又經(jīng)過1 s，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)整個(gè)，線圈恰好完全進(jìn)入磁場(chǎng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖變化的圖象如圖乙所示象如圖乙所示電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題(1)求線圈求線圈bc邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v1和線圈在第和線圈在第1 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離x；(2)寫出第寫出第2 s內(nèi)變力內(nèi)變力F隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；變化的關(guān)系式；(3)求出線圈求出線圈ab邊的長(zhǎng)度邊的長(zhǎng)度L2.圖圖12310【答案答案】(1)5 m/s0.25 m(2)F(0.08t0.06)N(3)1 m (滿分樣板滿分樣板14分分)如圖如圖12311所示，將所示，將邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為、質(zhì)量為m、電阻為、電阻為R的正方形導(dǎo)線框豎的正方形導(dǎo)線框豎直向上拋出，穿過寬度為直向上拋出，穿過寬度為b、磁感應(yīng)強(qiáng)度為、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里線框向上離強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里線框向上離開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，開磁場(chǎng)時(shí)的速度剛好是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的一半，線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并線框離開磁場(chǎng)后繼續(xù)上升一段高度，然后落下并勻速進(jìn)入磁場(chǎng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終存在著大小恒勻速進(jìn)入磁場(chǎng)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終存在著大小恒定的空氣阻力定的空氣阻力f且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)求：且線框不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)求：電磁感應(yīng)中的能量問題電磁感應(yīng)中的能量問題(1)線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度線框在下落階段勻速進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度v2；(2)線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度線框在上升階段剛離開磁場(chǎng)時(shí)的速度v1；(3)線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱線框在上升階段通過磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q.圖圖12311【答案答案】見解析見解析【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】線框上升階段通過磁場(chǎng)時(shí)，安培線框上升階段通過磁場(chǎng)時(shí)，安培力向下阻礙線框運(yùn)動(dòng)做負(fù)功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)力向下阻礙線框運(yùn)動(dòng)做負(fù)功，有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生焦化為電能，電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生焦耳熱耳熱