高考電磁感應(yīng)-三類題型總結(jié)

1、高考電磁感應(yīng)中的三類常見問題的解題思路一、與力學(xué)問題相關(guān)的電磁感應(yīng)問題近年來，與安培力相關(guān)的平衡問題多次在高考中出現(xiàn)，需要做好“源”、“路”、“力”的分析，解決這類問題的一般思路如下：例題1、不計電阻的平行金屬導(dǎo)軌與水平面成某角度固定放置，兩完全相同的金屬導(dǎo)體棒a、b垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，如圖所示，現(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌的恒力f拉導(dǎo)體棒a，使其沿導(dǎo)軌向上運動，在a運動過程中，b始終保持靜止，則以下說法正確的是（）a導(dǎo)體棒a做勻變速直線運動b導(dǎo)體棒b所受摩擦力可能變?yōu)?c導(dǎo)體棒b所受摩擦力可能先增大后減小d導(dǎo)體棒b所受摩擦力方向可能沿導(dǎo)軌向下【題型點津】題目較

2、為容易，仔細(xì)體會一般步驟例題2、如圖所示，def、xyz為處于豎直向上勻強磁場中的兩個平行直角導(dǎo)軌，de、xy水平，ef、yz豎直mn和pq是兩個質(zhì)量均為m、電阻均為r的相同金屬棒，分別與水平和豎直導(dǎo)軌良好接觸，并垂直導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為當(dāng)mn棒在水平恒力的作用下向右勻速運動時，pq棒恰好勻速下滑已知導(dǎo)軌間距為l，磁場的磁感應(yīng)強度為b，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g，試求：（1）作用在mn棒上的水平恒力的大??；（2）金屬棒mn的運動速度大小【題型點津】解決此類問題的關(guān)鍵是：根據(jù)右手定則或楞次定律判斷感應(yīng)電流方向，再根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，進(jìn)行受力分析，確定物體的運動情況，由動力

3、學(xué)方程結(jié)合物體的運動狀態(tài)進(jìn)行求解。二、與能量問題相關(guān)的電磁感應(yīng)問題能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)非常明顯，是高考題命題關(guān)注的熱點之一。主要包括以下兩個方面：由有效面積變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，由于磁場本身不發(fā)生變化，一般認(rèn)為磁場并不輸出能量，而是其他形式的能量借助安培力做功來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。由磁場變化引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，無論磁場增強還是減弱，在回路閉合的情況下，磁場通過感應(yīng)導(dǎo)體對外輸出能量。解題思路如下：例題3、足夠長的平行金屬導(dǎo)軌mn、pq固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距為l，mp間連有電阻r，導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m的金屬桿ab，桿及導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中

4、，（1）現(xiàn)用一外力沿導(dǎo)軌方向拉桿ab，使桿以速度v向右勻速運動時，求：水平拉力f的大小；電阻r消耗的電功率；克服安培力做功的功率；拉力f做功的功率（2）如果用一水平外力沿導(dǎo)軌方向拉桿，使之以加速度a從靜止做勻加速運動，運動時間為t，求：水平拉力f的大小；電阻r消耗的電功率；克服安培力做功的功率；拉力f做功的功率（3）如果用一水平恒定外力f沿導(dǎo)軌方向拉桿，使之從靜止開始運動，定性做出ab桿的速度與時間t的關(guān)圖像；求外力f做功的最大功率；求速度為v時的加速度；設(shè)桿從靜止開始運動到最大速度的位移為x，求電阻產(chǎn)生的焦耳熱q；設(shè)桿的最大速度為vm，所用時間為t，求桿從靜止開始運動到剛達(dá)到最大速度的過程中

5、，電阻r所產(chǎn)生的焦耳熱?！绢}型點津】題目模型較為簡單，但問題十分全面，需用心體會。解決第（3）問第小題時需注意用到動量定理和微分思想。例題4、如圖（a）所示，間距為l、電阻不計的光滑平行導(dǎo)軌固定在傾角為的斜面上在區(qū)域i內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b；在區(qū)域內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖（b）所示t=0時刻，在軌道上端的金屬細(xì)棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，同時下端的另一金屬細(xì)棒cd在位于區(qū)域i內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放在ab棒運動到區(qū)域的下邊界ef處之前，cd棒始終靜止不動（不切割磁感線），兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻

6、為r，ab棒的質(zhì)量、阻值均未知，區(qū)域沿斜面的長度為2l，在t=tx時刻（tx未知）ab棒恰進(jìn)入?yún)^(qū)域，重力加速度為g求：（1）棒ab在區(qū)域ii內(nèi)運動過程中，棒cd消耗的電功率；（2）ab棒開始下滑的位置到邊界ef的距離；（3）ab棒開始下滑至ef的過程中回路中產(chǎn)生的熱量【題型點津】求解此類問題通常先求解感應(yīng)電動勢的大小和方向，從而確定回路中感應(yīng)電流的大小和方向，由此分析導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而分析能量，確定有幾種能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，哪種能量轉(zhuǎn)化為哪種能量，根據(jù)功能關(guān)系、能量守恒定律等解決。三、求解電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體的電荷量電磁感應(yīng)本質(zhì)是其他形式的能量通過安培力做功轉(zhuǎn)化為電能，電能的表現(xiàn)形式即為電流，電流的

7、本質(zhì)是電荷的定向移動，求解有關(guān)電磁感應(yīng)的問題時經(jīng)常會碰到這類習(xí)題。解題思路如下：例題5、如圖所示，粗糙斜面的傾角=37，斜面上直徑d=0.4m的圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于斜面向下的勻強磁場，一個匝數(shù)為n=100匝的剛性正方形線框abcd，邊長為0.5m，通過松弛的柔軟導(dǎo)線與一個額定功率p=2w的小燈泡a相連，圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊，已知線框質(zhì)量m=2kg，總電阻r0=2，與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.5，從t=0時起，磁場的磁感應(yīng)強度按b=1t（t）的規(guī)律變化，開始時線框靜止在斜面上，在線框運動前，燈泡始終正常發(fā)光，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2，sin37=0.6，cos

8、37=0.8，求：（1）線框靜止時，回路中的電流i；（2）在線框保持不動的時間內(nèi)，小燈泡產(chǎn)生的熱量q；（3）若線框剛好開始運動時即保持磁場不再變化，求線框從開始運動到bc邊離開磁場的過程中通過燈泡的電荷量q（柔軟導(dǎo)線及小燈泡對線框運動的影響可忽略，且斜面足夠長）【題型點津】通過回路某一橫截面的電荷量q=ndfr總例題6、如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌相距為l，與水平面的夾角為，整個空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為b，虛線上方軌道光滑且磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面上，虛線下方軌道粗糙且磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，當(dāng)導(dǎo)體棒ef以初速度v0沿導(dǎo)軌上滑至最大高度的過程中，導(dǎo)體棒mn一直靜止在導(dǎo)軌上若已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m、電阻均為r，導(dǎo)體棒ef上滑的最大位移為s，導(dǎo)軌