復(fù)習(xí)內(nèi)部課件：第一部分實(shí)驗(yàn)精 華 版 經(jīng) 典 版專題5第二講電磁感應(yīng)

1、第2講電磁感應(yīng) 1.問題分類在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，回路產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流及磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)線的作用力隨時(shí)間的變化規(guī)律，也可用圖象直觀地表示出來如It、Bt、Et、Ex、Ix圖象等此問題可分為兩類：(1)由給定的電磁感應(yīng)過程選出或畫出相應(yīng)的物理量的函數(shù)圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量2分析思路(1)明確圖象的種類(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程(3)結(jié)合相關(guān)規(guī)律寫出函數(shù)表達(dá)式(4)根據(jù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行圖象分析3注意事項(xiàng)(1)圖象中兩坐標(biāo)軸的意義(2)圖象中的正負(fù)與物理量正負(fù)的關(guān)系(3)圖象的斜率、截距的物理意義 (2012杭州二模)如圖521所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊

2、長(zhǎng)為2L，高為L(zhǎng).在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng)，左側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域取沿abcda的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，則選項(xiàng)圖中表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()【解析】根據(jù)右手定則確定，當(dāng)b、c剛進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)時(shí)，電流為正方向，C錯(cuò)誤根據(jù)EBLv，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的大小與有效長(zhǎng)度成正比，b、c邊在左側(cè)磁場(chǎng)有效長(zhǎng)度隨x方向逐漸增大，b、c進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)，a、d進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)，由于兩側(cè)磁場(chǎng)方向相反，故有效長(zhǎng)度為a、d和b、c切割磁感線有效

3、長(zhǎng)度之和，保持不變，且電流為負(fù)方向，故A錯(cuò)誤當(dāng)b、c邊出右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)電流方向仍為正方向，故B錯(cuò)誤，D正確【答案】D1(2012海口一模)如圖522所示，在x0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里矩形線框abcd從t0時(shí)刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時(shí)針方向的電流為正)隨時(shí)間t的變化圖線是()【解析】線框沿x軸正方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，cd邊切割磁感線，根據(jù)右手定則，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，即負(fù)方向，故A、C錯(cuò)誤再根據(jù)EBLvBlat，B錯(cuò)誤，D正確【答案】D2. (2012新課標(biāo)全國(guó)高考)如圖523，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，

4、且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行已知在t0到tt1的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流i發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針方向；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右設(shè)電流i正方向與圖中箭頭所示方向相同，則i隨時(shí)間t變化的圖線可能是()【解析】因通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)離導(dǎo)線越近磁場(chǎng)越強(qiáng)，而線框中左右兩邊的電流大小相等，方向相反，所以受到的安培力方向相反，導(dǎo)線框的左邊受到的安培力大于導(dǎo)線框的右邊受到的安培力，所以合力與左邊導(dǎo)線框受力的方向相同因?yàn)榫€框受到的安培力的合力先水平向左，后水平向右，根據(jù)左手定則，導(dǎo)線框處的磁場(chǎng)方向先垂直紙面向里，后垂直紙面向外，根據(jù)右手螺旋定則，導(dǎo)線中的電流先為正，后為負(fù)，所以

5、選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤【答案】A解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是：(1)切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則這部分電路就是等效電源，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(2)正確分析電路的結(jié)構(gòu)，畫出等效電路圖(3)利用電路規(guī)律求解，主要有閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路性質(zhì)特點(diǎn)、電功、電熱的公式等 (2012南寧模擬)在如圖524甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n1 500匝，橫截面積S20 cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r1.0 ，R14.0 ，R25.0 ，C30 F.在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖524乙所示的規(guī)律變化則下列說法

6、中正確的是()A螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1 VB閉合S，電路中的電流穩(wěn)定后，電阻R1的電功率為5102 WC電路中的電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電DS斷開后，流經(jīng)R2的電荷量為105 C【答案】CD 1(2012福州二模)法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖525所示，兩塊面積均為S的矩形金屬板，平行、正對(duì)、豎直地全部浸在河水中，間距為d.水流速度處處相同，大小為v，方向水平，金屬板與水流方向平行地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量為B，水的電阻率為，水面上方有一阻值為R的電阻通過絕緣導(dǎo)線和電鍵K連接到兩個(gè)金屬板上，忽略邊緣效應(yīng)則電阻R消耗的電功率()【答案】C 2如

7、圖526所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c位于同一水平面上，a與b、b與c相距均為d1 m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m1 kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好棒的電阻r2 ，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R2 的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下現(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5 m/s，則水平外力的功率為_W，此時(shí)電壓表讀數(shù)為_V.【解析】棒達(dá)到穩(wěn)定速度1.5 m/s時(shí)，金屬棒MN下半段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Bdv3 V，燈泡中電

8、流I1 A，金屬棒MN下半段所受安培力BId2 N，水平外力的功率為PFv21.5 W3 W金屬棒MN下半段兩端點(diǎn)電壓為2 V，電壓表讀數(shù)為3 V2 V5 V.【答案】351.基本方法(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向(2)由閉合電路歐姆定律求回路中的電流(3)分析導(dǎo)體受力情況(包含安培力在內(nèi)的全面受力分析)(4)根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程求解2兩種狀態(tài)處理(1)導(dǎo)體處于平衡態(tài)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處理方法：根據(jù)平衡條件(合外力等于零)列式分析(2)導(dǎo)體處于非平衡態(tài)加速度不為零處理方法：根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，或結(jié)合功能關(guān)系分析 如圖527所示，水平放置的

9、導(dǎo)體框架，寬L0.50 m，接有電阻R0.20 ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直框架平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.40 T一導(dǎo)體棒ab垂直框邊跨放在框架上，并能無摩擦地在框架上滑動(dòng)，框架和導(dǎo)體棒ab的電阻均不計(jì)當(dāng)ab以v4.0 m/s的速度向右勻速滑動(dòng)時(shí)，求：(1)ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??；(2)維持導(dǎo)體棒ab做勻速運(yùn)動(dòng)的外力F的大小；(3)若將外力F突然減小到F，簡(jiǎn)要論述導(dǎo)體棒ab以后的運(yùn)動(dòng)情況【答案】(1)0.80 V(2)0.80 N(3)見解析 1(2012宜賓模擬)如圖528甲所示，MN左側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)將一邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框置于該磁場(chǎng)中，使線框平面與磁場(chǎng)垂直，

10、且bc邊與磁場(chǎng)邊界MN重合當(dāng)t0時(shí)，對(duì)線框施加一水平拉力F，使線框由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)tt0時(shí)，線框的ad邊與磁場(chǎng)邊界MN重合圖528乙為拉力F隨時(shí)間變化的圖線由以上條件可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為()【答案】B 2(2011浙江高考)如圖529甲所示，在水平面上固定有長(zhǎng)為L(zhǎng)2 m、寬為d1 m的金屬“U”型導(dǎo)軌，在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l0.5 m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示在t0時(shí)刻，質(zhì)量為m0.1 kg的導(dǎo)體棒以v01 m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長(zhǎng)度的電阻均為0.1 /m，

11、不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場(chǎng)的影響(取g10 m/s2)(1)通過計(jì)算分析4 s內(nèi)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況；(2)計(jì)算4 s內(nèi)回路中電流的大小，并判斷電流方向；(3)計(jì)算4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱【答案】(1)前1 s導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，14 s內(nèi)一直保持靜止(2)0.2 A，順時(shí)針方向(3)0.04 J1.安培力做的功是電能和其他形式的能之間相互轉(zhuǎn)化的“橋梁”，用框圖表示如下： 安培力做的功是電能與其他形式的能轉(zhuǎn)化的量度安培力做多少正功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；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2明確功能關(guān)系，確定有哪些形式的能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化如有摩擦力做功，必有內(nèi)

12、能產(chǎn)生；有重力做功，重力勢(shì)能必然發(fā)生變化；安培力做負(fù)功，必然有其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能等3根據(jù)不同物理情景選擇動(dòng)能定理，能量守恒定律，功能關(guān)系列方程求解 (15分)如圖5210所示，兩平行光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在水平面上，相距為L(zhǎng)，處于豎直方向的磁場(chǎng)中，整個(gè)磁場(chǎng)由若干個(gè)寬度皆為d的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2、3、4組成，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1、B2的方向相反，大小相等，即B1B2B.導(dǎo)軌左端MP間接一電阻R，質(zhì)量為m、電阻為r的細(xì)導(dǎo)體棒ab垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻現(xiàn)對(duì)棒ab施加水平向右的拉力，使其從區(qū)域1磁場(chǎng)左邊界位置開始以速度v0向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)并穿越n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域(1)求棒

13、ab穿越區(qū)域1磁場(chǎng)的過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q；(2)求棒ab穿越n個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中拉力對(duì)棒ab所做的功W；(3)規(guī)定棒中從a到b的電流方向?yàn)檎?，畫出上述過程中通過棒ab的電流I隨時(shí)間t變化的圖象；(3)如圖所示(5分) 【答案】B 2. (2012天津高考)如圖5212所示，一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值R0.3 的電阻一質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)棒的位移x9 m時(shí)撤去外力，

14、棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q221.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求：(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電荷量q；(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2；(3)外力做的功WF.【答案】(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J 楞次定律的應(yīng)用易出現(xiàn)錯(cuò)誤 楞次定律中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“阻礙”作用并不是阻止，其實(shí)質(zhì)是延緩磁通量的變化；阻礙更不是相反，而是“增反減同”，即原磁通量增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，原磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同；感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙的是磁通量的變化，而不是

15、磁通量本身右手定則和左手定則、安培定則的辨析 在分析判斷感應(yīng)電流的方向時(shí)，右手定則與左手定則容易相混，要抓住“因果關(guān)系”才能避免出錯(cuò)，“因動(dòng)而電”用右手；“因電而動(dòng)”用左手不能錯(cuò)誤地認(rèn)為只要判斷電流的方向就用“右手”定則，而要分清是感應(yīng)電流的方向還是原電流的方向“磁通量”“磁通量變化量”和“磁通量變化率”易混淆 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，與磁通量和磁通量的變化量均無關(guān)計(jì)算磁通量變化量時(shí)要注意區(qū)分磁通量的正負(fù)，若穿入閉合回路的磁通量為正，則穿出閉合回路的磁通量為負(fù)例如面積為S的閉合線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中由中性面位置旋轉(zhuǎn)180，在此過程中磁通量的變化量2

16、BS，而不是零公式EBLv的應(yīng)用易出現(xiàn)錯(cuò)誤 利用公式EBLv，要注意B、L、v必須互相垂直且L為導(dǎo)體切割磁感線的有效長(zhǎng)度電磁感應(yīng)電路問題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化問題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤 易忽略某種能量或重復(fù)應(yīng)用某一種能量造成錯(cuò)誤例如克服安培力做功、電路中產(chǎn)生的熱量、其他能轉(zhuǎn)化的電能是同一個(gè)量，列式時(shí)不能重復(fù)相加 (2012上海二模)如圖5214所示，虛線區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.總電阻為R的直角三角形導(dǎo)線框，兩條直角邊邊長(zhǎng)分別為2L和L，當(dāng)該線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速穿過磁場(chǎng)的過程中，下列說法正確的是()A線框中的感應(yīng)電流方向始終不變B線框中的感應(yīng)

17、電流一直在增大C線框所受安培力方向始終相同D當(dāng)通過線框的磁通量最大時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零【解析】線框穿過磁場(chǎng)的過程中，線框中的磁通量先增大再減小，感應(yīng)電流的方向先逆時(shí)針，再順時(shí)針，故A錯(cuò)誤，將線框穿過磁場(chǎng)的過程分為三段，感應(yīng)電流先增大，再不變，再減小，故B錯(cuò)誤根據(jù)楞次定律安培力的方向阻礙線框的運(yùn)動(dòng)，C正確，當(dāng)通過線框的磁通量最大時(shí)，磁通量變化率不為零，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，D錯(cuò)誤【答案】C 如圖5215所示，垂直紙面的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一處于紙面內(nèi)的正方形導(dǎo)體框abcd，將導(dǎo)體框分別向右以速度v和向左以速度3v勻速拉出磁場(chǎng)，則在這兩個(gè)過程中()A安培力對(duì)導(dǎo)體框做功相同B導(dǎo)體框中的感應(yīng)電流方向相同C導(dǎo)體框ad邊兩端的電勢(shì)差相同D導(dǎo)體框ab邊產(chǎn)生的焦耳熱相同【答案】BC (2012上海質(zhì)檢)“熱磁振蕩發(fā)電技術(shù)”是新能源研究領(lǐng)域的最新方向，當(dāng)應(yīng)用于汽車等可移動(dòng)的