高考物理電磁感應(yīng)的六類典型問題

高考物理電磁感應(yīng)的六類典型問題導(dǎo)析：電磁感應(yīng)是歷年高考的一個(gè)重要考點(diǎn)，考題涉及力和運(yùn)動、能量、電路和安培力等多方面的知識，綜合性很強(qiáng)。因此，總結(jié)這部分的解題方法和思路是很重要的。本專題在精選09年電磁感應(yīng)部分的高考題的基礎(chǔ)上進(jìn)行了分類，以總結(jié)不同類型考題的解題方法和思路，希望對大家有所幫助。類型一：有關(guān)電磁感應(yīng)的電路問題例1、（09年廣東第18題）如圖a所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值的2R的電阻R1連接成閉合回路，線圈的半徑為r1，在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域存在垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖b所示，圖線與橫、縱軸的截距為t0和B0，導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi)（1）通過電阻R1上的電流大小和方向（2）通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。解析：⑴由圖象分析可知，0至t1時(shí)間內(nèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律有而由閉合電路歐姆定律有聯(lián)立以上各式解得通過電阻R1上的電流大小為由愣次定律可判斷通過電阻R1上的電流方向?yàn)閺腷到a⑵通過電阻R1上的電量通過電阻R1上產(chǎn)生的熱量點(diǎn)評：本題屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象與恒定電流相結(jié)合的綜合題，分析此類問題時(shí)一般遵循“三步曲”，即：用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電運(yùn)動勢的大小和方向，找準(zhǔn)“電源”；區(qū)分內(nèi)、外電路，路端電壓與電動勢；靈活運(yùn)用閉合電路歐姆定律，串并聯(lián)電路的性質(zhì)及電功、電功率、電熱等計(jì)算公式求解相關(guān)物理量。類型二：有關(guān)電磁感應(yīng)的力學(xué)問題例2、（09年上海第24題）如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻。區(qū)域cdef內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為s。一質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝v＋（N）（v為金屬棒運(yùn)動速度）的水平力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運(yùn)動，測得電阻兩端電壓隨時(shí)間均勻增大。（已知l＝1m，m＝1kg，R＝

，r＝

，s＝1m）（1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v＝v0-

x，且棒在運(yùn)動到ef處時(shí)恰好靜止，則外力F作用的時(shí)間為多少？（4）若在棒未出磁場區(qū)域時(shí)撤去外力，畫出棒在整個(gè)運(yùn)動過程中速度隨位移的變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。解析：（1）金屬棒做勻加速運(yùn)動，R兩端電壓U

I

v，U隨時(shí)間均勻增大，即v隨時(shí)間均勻增大，加速度為恒量，（2）F－＝ma，以F＝v＋代入得（-）v＋＝a，a與v無關(guān)，所以a＝2，-＝0，得B＝，

（3）x1＝at2，v0＝x2＝at，x1＋x2＝s，所以at2＋at＝s，得：t2＋t－1＝0，t＝1s，（4）可能圖線如下：點(diǎn)評：此題為電磁感應(yīng)知識與力學(xué)、電路知識的綜合問題，此類題目常以導(dǎo)軌運(yùn)動為背景。解決此類問題的關(guān)鍵是對金屬導(dǎo)體正確的受力分析，并通過運(yùn)動狀態(tài)的動態(tài)分析來得出速度、加速度，找到解題的突破口，然后綜合運(yùn)用力學(xué)及電學(xué)規(guī)律分析和解決問題。此類題目有時(shí)還要通過運(yùn)動狀態(tài)的動態(tài)分析來尋找過程的臨界狀態(tài)，得出速度、加速度的極值條件。類型三：有關(guān)電磁感應(yīng)的圖像問題例3、（09年寧夏卷第19題）如圖所示，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場，兩磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸。在圓心和圓環(huán)間連有電阻R。桿OM以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，t=0時(shí)恰好在圖示位置。規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，則桿從t=0開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流隨變化的圖象是（）解析：依據(jù)左手定則，可知在0~內(nèi)，電流方向由M到O，在電阻R內(nèi)則是由b到a，為負(fù)方向，且大小為為一定值，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，因此C正確。點(diǎn)評：此題考查了電磁感應(yīng)中的圖象問題，把實(shí)際過程對應(yīng)到圖象中去，然后根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律判斷。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象問題可分為兩種類型：一是通過對電磁感應(yīng)過程分析選出或畫出正確的圖象；二是由給定的圖象分析電磁感應(yīng)過程，確定相關(guān)的物理量。解決圖象問題的關(guān)鍵是首先要弄清閉合回路中的磁通量變化情況及線框中感應(yīng)電流I隨時(shí)間的變化關(guān)系，再利用右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律等規(guī)律分析解決，同時(shí)注意感應(yīng)電流的方向與規(guī)定的正方向之間的關(guān)系。類型四：有關(guān)電磁感應(yīng)的能量問題例4、（09年天津卷第4題）如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于（）

A.棒的機(jī)械能增加量

B.棒的動能增加量

C.棒的重力勢能增加量

D.電阻R上放出的熱量解析：棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用，由動能定理有WF+WG+W安=△EK，得WF+W安=△EK+mgh即力F做的功與安培力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量。

故本題選A點(diǎn)評：本題屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化類問題，通過安培力做功實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化，對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中與能量轉(zhuǎn)化和守恒有關(guān)的復(fù)雜問題，常常運(yùn)用動能定理、能量守恒定律解決進(jìn)行綜合分析求解。注意當(dāng)安培力做功無法直接確定的情況下，只能用能量守恒定律解決，即用能量守恒定律尋找機(jī)械能的變化與回路所消耗的電能及其他形式的能之間的內(nèi)在聯(lián)系。類型五：有關(guān)電磁感應(yīng)的感應(yīng)電動勢及電流方向問題例5、（09年山東第21題）如圖所示，一導(dǎo)線彎成半徑為a的半圓形閉合回路。虛線MN右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。方向垂直于回路所在的平面?；芈芬运俣葀向右勻速進(jìn)入磁場，直徑CD始絡(luò)與MN垂直。從D點(diǎn)到達(dá)邊界開始到C點(diǎn)進(jìn)入磁場為止，下列結(jié)論正確的是

A.感應(yīng)電流方向不變段直線始終不受安培力

C.感應(yīng)電動勢最大值Em＝BavD.感應(yīng)電動勢平均值解析：在閉合電路進(jìn)入磁場的過程中，通過閉合電路的磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向不變，A正確；根據(jù)左手定則可以判斷，受安培力處下，B不正確；當(dāng)閉合回路進(jìn)入磁場一半時(shí)，即這時(shí)等效長度最大為a，這時(shí)感應(yīng)電動勢最大Em=Bav,C正確；感應(yīng)電動勢平均值故本題選D。點(diǎn)評：感應(yīng)電流的方向判定可用楞次定律與安培定則。在應(yīng)用楞次定律時(shí)要把握好步驟：先明確回路中原磁場的方向及磁通量的變化情況，再依據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向，然后根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向。感應(yīng)電動勢公式只能計(jì)算平均值，利用感應(yīng)電動勢公式E=Blv計(jì)算時(shí)，l應(yīng)是等效長度，即垂直切割磁感線的長度。類型六：有關(guān)電磁感應(yīng)的電荷量問題例6、（09年安徽卷第20題）如圖甲所示，一個(gè)電阻為R面積為S的矩形導(dǎo)線框abcd，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與ad邊垂直并與線框平面成450角，O、O′分別是ab和cd邊的中點(diǎn)?，F(xiàn)將線框右半邊繞OO′逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)900到圖乙所示位置。在這一過程中，導(dǎo)線中通過的電荷量是

A、B、

C、D、0點(diǎn)評：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，設(shè)在時(shí)間△t內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量為q，則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應(yīng)定律，得。如果閉合電路是一個(gè)單匝線圈（n=1),則，式中n為線圈的匝數(shù)，△φ為磁通量的變化，R為閉合電路的總電阻。每年進(jìn)入夏季，由于氣溫高、濕度大，對幼兒的照顧要特別注意，以下是出國留學(xué)網(wǎng)為您搜集整理的育兒健康小常識1.不是所有寶寶都需額外補(bǔ)充維生素很多家長會問，孩子多大需要開始補(bǔ)充維生素?小嬰兒是否需要補(bǔ)充維生素?劉主任表示，孩子多大補(bǔ)充維生素沒有明確的界定，如果寶寶是吃母乳或奶粉，一般營養(yǎng)物質(zhì)都足夠、全面，不需要額外補(bǔ)充維生素，如果出現(xiàn)了某些癥狀，如缺乏維生素B或維生素C等，再有針對性的補(bǔ)充會更好。維生素D可以促進(jìn)鈣的吸收，小嬰兒也應(yīng)該補(bǔ)充，特別是純母乳喂養(yǎng)的寶寶，如果沒有補(bǔ)充維生素D，常帶寶寶曬太陽，也可以轉(zhuǎn)化為維生素D，從而促進(jìn)鈣的吸收。給寶寶曬太陽，一般每天半小時(shí)到1小時(shí)，注意不要遮擋著曬太陽，如果是戴太陽帽、打傘或擦防曬霜等，起不到曬太陽的效果。2.不能用維生素補(bǔ)充劑代替蔬菜水果有的家長認(rèn)為，都是補(bǔ)充維生素，用維生素補(bǔ)充劑方便多了，因此就用維生素補(bǔ)充劑代替水果和蔬菜。劉主任表示，只要條件允許，應(yīng)盡量從食物中攝取維生素，如果是因?yàn)槟承┨厥馇闆r導(dǎo)致不能全面有效獲得維生素，則可以考慮食用維生素補(bǔ)充劑。而且維生素補(bǔ)充劑是不能代替蔬菜和水果的。因?yàn)槭卟恕⑺械母鞣N維生素是按一定比例存在的天然成份，是多種維生素的集合體;而維生素制劑多數(shù)是人工合成的，兩者在性質(zhì)上會有所差別。蔬菜、水果除了含有維生素外，還含有一些雖然對人體的作用與維生素類似的天然物質(zhì)，如葉綠素、胡蘿卜素等。此外蔬菜中含有礦物質(zhì)、微量元素、碳水化合物、纖維素等非維生素類營養(yǎng)成份。3.維生素補(bǔ)充劑含有的維生素種類不是越多越好有的家長容易陷入一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為既然要補(bǔ)，那就補(bǔ)得全面一點(diǎn)，總給寶寶吃綜合性維生素。劉主任表示，維生素補(bǔ)充劑并不是所含種類越多越好。劉主任建議，對于挑食特別厲害的寶寶，吃東西的品種少，可以選擇補(bǔ)充綜合性維生素劑;如果是缺乏某些維生素，建議有針對性地補(bǔ)充更合適;如果只是缺乏某一種維生素，沒必要補(bǔ)充綜合維生素制劑，因?yàn)橛械木S生素會產(chǎn)生蓄積中毒的情況。4.維生素應(yīng)從正規(guī)渠道購買如果是身體缺乏維生素的話，還是要在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用維生素藥品，如果是出于保健的需求，可以服用保健品5.維