專題9+電磁感應（含14真題及原創(chuàng)解析）學生

1、高考定位:電磁感應是電磁學部分的重點之一，是高考的重要考點考查的重點有以下幾個方面：楞次定律的理解和應用；電磁感應圖象；電磁感應過程中的動態(tài)分析；綜合應用電路知識和能量觀點解決電磁感應問題應考策略：復習應注意“抓住兩個定律，運用兩種觀點”兩個定律是指楞次定律和法拉第電磁感應定律；兩種觀點是指動力學觀點和能量觀點考題1對楞次定律和電磁感應圖象問題的考查例1如圖1所示，直角坐標系xOy的二、四象限有垂直坐標系向里的勻強磁場，磁感應強度大小均為B，在第三象限有垂直坐標系向外的勻強磁場，磁感應強度大小為2B.現(xiàn)將半徑為L、圓心角為90°的扇形閉合導線框OPQ在外力作用下以恒定角速度繞O點在紙

2、面內(nèi)沿逆時針方向勻速轉動t0時刻線框在圖示位置，設電流逆時針方向為正方向則下列關于導線框中的電流隨時間變化的圖線，正確的是()考題2對電磁感應中動力學問題的考查例2如圖3所示，間距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導軌MN、PQ與水平面夾角為30°，導軌的電阻不計，導軌的N、Q端連接一阻值為R的電阻，導軌上有一根質量一定、電阻為r的導體棒ab垂直導軌放置，導體棒上方距離L以上的范圍存在著磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直向下的勻強磁場現(xiàn)在施加一個平行斜面向上且與棒ab重力相等的恒力，使導體棒ab從靜止開始沿導軌向上運動，當ab進入磁場后，發(fā)現(xiàn)ab開始勻速運動，求：(1)導體棒的質量；

3、(2)若進入磁場瞬間，拉力減小為原來的一半，求導體棒能繼續(xù)向上運動的最大位移3如圖5甲所示，MN、PQ是相距d1.0 m足夠長的平行光滑金屬導軌，導軌平面與水平面間的夾角為，導軌電阻不計，整個導軌處在方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，金屬棒ab垂直于導軌MN、PQ放置，且始終與導軌接觸良好，已知金屬棒ab的質量m0.1 kg，其接入電路的電阻r1 ，小燈泡電阻RL9 ，重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)斷開開關S，將棒ab由靜止釋放并開始計時，t0.5 s時刻閉合開關S，圖乙為ab的速度隨時間變化的圖象求： (1)金屬棒ab開始下滑時的加速度大小、斜面傾角的正弦值；(2)磁感應強度B的大小例3

4、如圖6所示，平行金屬導軌與水平面間夾角均為37°，導軌間距為1 m，電阻不計，導軌足夠長兩根金屬棒ab和以ab的質量都是0.2 kg，電阻都是1 ，與導軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導軌之間的動摩擦因數(shù)為0.25，兩個導軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場(圖中未畫出)，磁感應強度B的大小相同讓ab固定不動，將金屬棒ab由靜止釋放，當ab下滑速度達到穩(wěn)定時，整個回路消耗的電功率為8 W求：(1)ab下滑的最大加速度；(2)ab下落了30 m高度時，其下滑速度已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？(3)如果將ab與ab同時由靜止釋放，當ab下落了30 m高度時，其下滑

5、速度也已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？(g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8)5如圖8所示，水平放置的足夠長的平行金屬導軌MN、PQ的一端接有電阻R0，不計電阻的導體棒ab靜置在導軌的左端MP處，并與MN垂直以導軌PQ的左端為坐標原點O，建立直角坐標系xOy，Ox軸沿PQ方向每根導軌單位長度的電阻為r.垂直于導軌平面的非勻強磁場磁感應強度在y軸方向不變，在x軸方向上的變化規(guī)律為：BB0kx，并且x0.現(xiàn)在導體棒中點施加一垂直于棒的水平拉力F，使導體棒由靜止開始向右做勻加速直線運動，加速度大小為a.設導體棒的質量為m，兩導軌間距為L.

6、不計導體棒與導軌間的摩擦，導體棒與導軌接觸良好，不計其余部分的電阻 (1)請通過分析推導出水平拉力F的大小隨橫坐標x變化的關系式；(2)如果已知導體棒從x0運動到xx0的過程中，力F做的功為W，求此過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)若B00.1 T，k0.2 T/m，R00.1 ，r0.1 /m，L0.5 m，a4 m/s2，求導體棒從x0運動到x1 m的過程中，通過電阻R0的電荷量q.考題4綜合應用動力學觀點和能量觀點分析電磁感應問題例4(20分)如圖9甲所示，MN、PQ是相距d1 m的足夠長平行光滑金屬導軌，導軌平面與水平面成某一夾角，導軌電阻不計；長也為1 m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放

7、置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，ab的質量m0.1 kg、電阻R1 ；MN、PQ的上端連接右側電路，電路中R2為一電阻箱；已知燈泡電阻RL3 ，定值電阻R17 ，調節(jié)電阻箱使R26 ，重力加速度g10 m/s2.現(xiàn)斷開開關S，在t0時刻由靜止釋放ab，在t0.5 s時刻閉合S，同時加上分布于整個導軌所在區(qū)域的勻強磁場，磁場方向垂直于導軌平面斜向上；圖乙所示為ab的速度隨時間變化圖象 (1)求斜面傾角及磁感應強度B的大?。?2)ab由靜止下滑x50 m(此前已達到最大速度)的過程中，求整個電路產(chǎn)生的電熱；(3)若只改變電阻箱R2的值當R2為何值時，ab勻速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功

8、率為多少？1.(2014·安徽·23)(16分)如圖10甲所示，勻強磁場的磁感應強度B為0.5 T，其方向垂直于傾角為30°的斜面向上絕緣斜面上固定有“”形狀的光滑金屬導軌MPN(電阻忽略不計)，MP和NP長度均為2.5 m，MN連線水平，長為3 m以MN中點O為原點、OP為x軸建立一維坐標系Ox.一根粗細均勻的金屬桿CD，長度d為3 m、質量m為1 kg、電阻R為0.3 ，在拉力F的作用下，從MN處以恒定速度v1 m/s在導軌上沿x軸正向運動(金屬桿與導軌接觸良好)g取10 m/s2(1)求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應電動勢E及運動到x0.8 m處電勢差UCD

9、；(2)推導金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標x的關系式，并在圖乙中畫出Fx關系圖像；(3)求金屬桿CD從MN處運動到P點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱2.如圖4所示，螺線管橫截面積為S，線圈匝數(shù)為N，電阻為R1，管內(nèi)有水平向右的磁場，磁感應強度為B.螺線管與足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相連并固定在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角為，兩導軌間距為L.導軌電阻忽略不計導軌處于垂直斜面向上、磁感應強度為B0的勻強磁場中金屬桿ab垂直導軌，桿與導軌接觸良好，并可沿導軌無摩擦滑動已知金屬桿ab的質量為m，電阻為R2，重力加速度為g.忽略螺線管磁場對金屬桿ab的影響，忽略空氣阻力 (1)螺線管內(nèi)方向向

10、右的磁場B不變，當ab桿下滑的速度為v時，求通過ab桿的電流的大小和方向；(2)當ab桿下滑的速度為v時，螺線管內(nèi)方向向右的磁場才開始變化，其變化率k(k>0)討論ab桿加速度的方向與k的取值的關系3(2014·新課標·25)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面內(nèi)，一長為r、質量為m且質量分布均勻的直導體棒AB置于圓導軌上面，BA的延長線通過圓導軌中心O，裝置的俯視圖如圖6所示整個裝置位于一勻強磁場中，磁感應強度的大小為B，方向豎直向下在內(nèi)圓導軌的C點和外圓導軌的D點之間接有一阻值為R的電阻(圖中未畫出)直導體棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉動，

11、在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸設導體棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)為，導體棒和導軌的電阻均可忽略重力加速度大小為g.求： (1)通過電阻R的感應電流的方向和大?。?2)外力的功率41.電磁彈射是我國最新研究的重大科技項目，原理可用下述模型說明如圖甲所示，虛線MN右側存在一個豎直向上的勻強磁場，一邊長L的正方形單匝金屬線框abcd放在光滑水平面上，電阻為R，質量為m，ab邊在磁場外側緊靠MN虛線邊界t=0時起磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律是B=B0+kt（k為大于零的常數(shù)），空氣阻力忽略不計（1）求t=0時刻，線框中感應電流的功率P；（2）若線框cd邊穿出磁場時速度為v，求線框穿出磁場過程中，安培

12、力對線框所做的功W及通過導線截面的電荷量q；（3）若用相同的金屬線繞制相同大小的n匝線框，如圖乙所示，在線框上加一質量為M的負載物，證明：載物線框匝數(shù)越多，t=0時線框加速度越大3.一輛塑料玩具小汽車，底部安裝了一個10匝的導電線圈，線圈和小車總質量m=0.5kg，線圈寬度l1=0.1m，長度與車身長度相同l2=0.25m，總電阻R=1.0；某次試驗中，小車在F=2.0N的水平向右恒定驅動力作用下由靜止開始在水平路面上運動，當小車前端進入右邊的勻強磁場區(qū)域ABCD時，恰好達到勻速直線運動狀態(tài)，磁場方向豎直向下，磁感應強度B隨時間t的變化情況如B-t圖像所示，以小車進入磁場的時候做為計時的起點；

13、磁場寬度d=1.0m，磁場寬度AB大于小車寬度，整個過程中小車所受阻力為其總重力的0.2倍；求：（1）小車前端碰到磁場邊界AB時線圈中的電流大小及小車的速度；（2）從靜止開始到小車前端碰到磁場邊界CD的整個過程中，通過線圈中的電荷量；（3）從靜止開始到小車前端碰到磁場邊界CD的整個過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；4.如圖所示，光滑斜面的傾角=30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長L1=1m，bc邊的邊長L2=0.4m，線框的質量m=1kg，電阻R=0.2。斜面上ef線（efgh）的右方有垂直斜面向上的均勻磁場，磁感應強度B隨時間t的變化情況如B-t圖像，ef線和gh的距離s

14、=6.9m，t=0時線框在平行于斜面向上的恒力F=10N的作用下從靜止開始運動，線框進入磁場的過程中始終做勻速直線運動，重力加速度。（1）求線框進入磁場前的加速度大小和線框進入磁場時做勻速運動的速度v大??；（2）求線框進入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）求線框從開始運動到ab邊運動到 gh線處所用的時間。(4)線框從全部進入磁場至ab邊運動到gh線處過程中產(chǎn)生的焦耳熱。(5) 在丙圖中畫出線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的v-t圖象如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個磁感應強度大小相等均為B的勻強磁場，方向一個垂直斜面向上，另一個垂直斜面向下，寬度都為L一個質量為m，邊長也為L的正方形金屬線框以某一速度進入磁場時，恰好做勻速直線運動若ab邊到達ff與gg之間中點位置時，線框又恰好做勻速直線運動，且設金屬線框電阻為R，則：（1）金屬線框的ab邊開始進入磁場時，線框速度v多大？（2）金屬線框的ab邊到達ff與gg之間的中點位置時，線框速度又為多大？（3）金屬線框從開始進入磁場到ab邊到達ff與gg間中