1、高考物理一轮复习专题十电磁感应课件要点考点一电磁感应现象楞次定律考点一电磁感应现象楞次定律1.电磁感应现象电磁感应现象2.楞次定律的理解及应用楞次定律的理解及应用正正 误误 辨辨 识识(1)闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生。()(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中不一定有感应电流产生。产生。()(3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生。没有感应电流产生。()(4)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。
2、当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。()(5)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。方向相反。()(6)回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生回路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍阻碍”作作用。用。()(7)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。化。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)物物 理理 学学 史史(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。电磁感应现象。(2)1
3、834年，俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定年，俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律律楞次定律。楞次定律。判断产生感应电流的方法判断产生感应电流的方法【解题方略】【解题方略】判断产生感应电流的两种方法判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线；闭合电路的一部分导体切割磁感线；(2)一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，二者缺一不可。通量发生变化，二者缺一不可。【例【例1】(2016河北正定模拟河北正定模拟)如图所示为感应式发电机，如图所示为感应式发电机，a、b、c、d是空间四
4、个可用电刷与铜盘边缘接触的点，是空间四个可用电刷与铜盘边缘接触的点，O1、O2是铜盘轴是铜盘轴线导线的接线端，线导线的接线端，M、N是电流表的接线端。现在将铜盘转动，是电流表的接线端。现在将铜盘转动，能观察到感应电流的是能观察到感应电流的是()A.将电流表的接线端将电流表的接线端M、N分别连接分别连接a、c位置位置B.将电流表的接线端将电流表的接线端M、N分别连接分别连接O1、a位置位置C.将电流表的接线端将电流表的接线端M、N分别连接分别连接O1、O2位置位置D.将电流表的接线端将电流表的接线端M、N分别连接分别连接c、d位置位置解析当铜盘转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜解析当铜盘
5、转动时，其切割磁感线产生感应电动势，此时铜盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想盘相当于电源，铜盘边缘和中心相当于电源的两个极，则要想观察到感应电流，观察到感应电流，M、N应分别连接电源的两个极即可，故可知应分别连接电源的两个极即可，故可知只有只有B项正确。项正确。答案答案B楞次定律、右手定则的应用楞次定律、右手定则的应用【解题方略】【解题方略】“四点法四点法”判断感应电流的方向判断感应电流的方向【例【例2】(2016贵州遵义航天中学模拟贵州遵义航天中学模拟)如图所示，在通电长直如图所示，在通电长直导线导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈的一侧悬挂一可以自由摆动的
6、闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内。当发现闭合线圈向右摆动时在线圈平面内。当发现闭合线圈向右摆动时()A.AB中的电流减小，用楞次定律判断中的电流减小，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变，用楞次定律判断中的电流不变，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大，用楞次定律判断中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大，用楞次定律判断中的电流增大，用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流得线圈中产生顺时针方向的电流解析根据安培定则
7、可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向解析根据安培定则可知导线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，若直导线中的电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞里，若直导线中的电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律得到；线框中感应电流方向为逆时针方向；根据左手定次定律得到；线框中感应电流方向为逆时针方向；根据左手定则可知导线框所受安培力指向线框内，由于靠近导线磁场强，则可知导线框所受安培力指向线框内，由于靠近导线磁场强，则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小。因此线圈离则安培力较大；远离导线磁场弱，则安培力较小。因此线圈离开开AB直导线，即向右摆动，反之产生顺时针方向的电流，向左直导线，即向右摆动，反
8、之产生顺时针方向的电流，向左摆动，故摆动，故C正确。正确。答案答案C技巧秘诀技巧秘诀利用楞次定律的推论解题的优点是简单迅速，但要正确区分涉利用楞次定律的推论解题的优点是简单迅速，但要正确区分涉及的两个磁场及的两个磁场(一是引起感应电流的原磁场，二是感应电流的磁一是引起感应电流的原磁场，二是感应电流的磁场场)或两个电流或两个电流(产生原磁场的原电流及感应电流产生原磁场的原电流及感应电流)。当涉及导体。当涉及导体间相对运动时用间相对运动时用“来拒去留来拒去留”；涉及磁通量变化及原电流变化时；涉及磁通量变化及原电流变化时用用“增反减同增反减同”。感应电流与安培力的综合应用感应电流与安培力的综合应用【
9、解题方略】【解题方略】1.解答此类问题首先要分清左手定则、右手定则、安培定则解答此类问题首先要分清左手定则、右手定则、安培定则比较项目比较项目左手定则左手定则右手定则右手定则安培定则安培定则应用应用磁场对运动电磁场对运动电荷、电流作用荷、电流作用力方向的判断力方向的判断对因导体切割磁感对因导体切割磁感线而产生的感应电线而产生的感应电流方向的判断流方向的判断电流产生磁场电流产生磁场涉及方涉及方向的物向的物理量理量磁场方向、电磁场方向、电流流(电荷运动电荷运动)方方向，安培力向，安培力(洛洛伦兹力伦兹力)方向方向磁场方向、导体切磁场方向、导体切割磁感线的运动方割磁感线的运动方向、感应电动势的向、感
10、应电动势的方向方向电流方向、磁电流方向、磁场方向场方向各物理各物理量方向量方向间的关间的关系图例系图例因果关系因果关系电流电流运动运动运动运动电流电流电流电流磁场磁场应用实例应用实例电动机电动机发电机发电机电流磁效应电流磁效应2.其次根据具体情况选用力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定其次根据具体情况选用力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定理解题。理解题。【例【例3】(2014山东理综，山东理综，16，6分分)(多选多选)如图，一端接有定值如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨
11、道垂直且接触良绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。在向右匀速通过好。在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力两区的过程中，导体棒所受安培力分别用分别用FM、FN表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是表示。不计轨道电阻。以下叙述正确的是()A.FM向右向右 B.FN向左向左C.FM逐渐增大逐渐增大 D.FN逐渐减小逐渐减小答案答案BCD考点二法拉第电磁感应定律自感涡流考点二法拉第电磁感应定律自感涡流1.基本概念和规律基本概念和规律2.自感中小灯泡自感中小灯泡“闪亮闪亮”与与“不闪亮不闪亮”的讨论的讨论类型类型项目项目与线圈串联的灯泡与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡与线
12、圈并联的灯泡电路图电路图通电时通电时灯泡逐渐变亮灯泡逐渐变亮(电感线圈阻碍电流增电感线圈阻碍电流增大大)灯泡立即变亮，然后逐渐变灯泡立即变亮，然后逐渐变暗，最后达到稳定暗，最后达到稳定(电流稳定，电流稳定，电感线圈变导线电感线圈变导线)断电时断电时灯泡逐渐变暗，电流灯泡逐渐变暗，电流方向不变方向不变(电感线圈、灯泡、电感线圈、灯泡、电阻形成新回路电阻形成新回路)设电路稳定时两支路电流设电路稳定时两支路电流为为I1、I2若若I2I1，灯泡逐渐变暗，灯泡逐渐变暗若若I2I1，灯泡先亮一下，灯泡先亮一下再逐渐变暗再逐渐变暗这两种情况下灯泡的电流这两种情况下灯泡的电流方向都改变方向都改变(电感线圈、灯
13、电感线圈、灯泡形成新回路泡形成新回路)正正 误误 辨辨 识识(1)线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。线圈中磁通量越大，产生的感应电动势越大。()(2)线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势越大。()(3)线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大。()(4)线圈匝数线圈匝数n越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大。()(5)线圈中的电流越大，自感系数也越大。线圈中的电流越大，自感系数也越大。()(6)对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越对于同
14、一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势越大。大。()(7)自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。自感电动势阻碍电流的变化，但不能阻止电流的变化。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(5)(6)(7)形形 象象 思思 考考电磁感应现象的两类情况分析电磁感应现象的两类情况分析(1)当磁场增强时，试判断导线圈中的感应电场和感生电动势的当磁场增强时，试判断导线圈中的感应电场和感生电动势的方向。方向。(2)当导体棒向右运动时，试判断动生电动势的方向。当导体棒向右运动时，试判断动生电动势的方向。答案答案(1)磁场增强时，在导线圈中会产生感应电动势。从上向磁场增强时，在导线圈中会产生感
15、应电动势。从上向下看为顺时针方向下看为顺时针方向(2)做切割磁感线运动的导体棒会产生动生电动势，导体棒相当做切割磁感线运动的导体棒会产生动生电动势，导体棒相当于一个电源。于一个电源。(C端为电源正极，端为电源正极，D端为负极端为负极)感应电动势大小的计算感应电动势大小的计算【解题方略】【解题方略】1.求解感应电动势常见情况与方法求解感应电动势常见情况与方法【例【例1】(多选多选)半径为半径为a、右端开小口的导体圆环和长为、右端开小口的导体圆环和长为2a的导的导体直杆，单位长度的电阻均为体直杆，单位长度的电阻均为R0。圆环水平固定放置，整个内。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁
16、场，磁感应强度为部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环。杆在圆环上以速度上以速度v平行于直径平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由开始，杆的位置由确定，如图确定，如图所示。则所示。则()答案答案AD技巧秘诀技巧秘诀求解感应电动势大小的计算方法求解感应电动势大小的计算方法【解题方略】【解题方略】通电自感和断电自感的判断通电自感和断电自感的判断【例【例2】(2016福建福州检测福建福州检测)如图所示，电路中如图所示，电路中A、B是两个完是两个完全相同的灯泡，全相同的灯泡，
17、L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当是电容很大的电容器。当S闭合与断开时，闭合与断开时，A、B灯泡的发光情灯泡的发光情况是况是()刚闭合后，刚闭合后，A亮一下又逐渐熄灭，亮一下又逐渐熄灭，B逐渐变亮逐渐变亮刚闭合后，刚闭合后，B亮一下又逐渐变暗，亮一下又逐渐变暗，A逐渐变亮逐渐变亮闭合足够长时间后，闭合足够长时间后，A和和B一样亮一样亮闭合足够长时间后，闭合足够长时间后，A、B都熄灭都熄灭解析解析S刚闭合后，刚闭合后，A、B都变亮，且都变亮，且A比比B亮，之后亮，之后A逐渐熄灭，逐渐熄灭，B逐渐变亮，选项逐渐变亮，选项A
18、正确、正确、B错误。错误。S闭合足够长时间后，闭合足够长时间后，A熄灭，熄灭，B一直都是亮的，选项一直都是亮的，选项C、D错误。错误。答案答案A技巧秘诀技巧秘诀【典例】【典例】半径为半径为r、电阻为、电阻为R的的n匝线圈在边长为匝线圈在边长为l的正方形的正方形abcd之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示。之外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图甲所示。当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过线圈磁通量的当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过线圈磁通量的变化率为多少？变化率为多少？t0时刻线圈产生的感应电流为多少？时刻线圈产生的感应电流为多少？考点三电磁感应中的图象问
19、题考点三电磁感应中的图象问题1.图象问题的求解类型图象问题的求解类型类型类型据电磁感应据电磁感应过程选图象过程选图象据图象分析判断据图象分析判断电磁感应过程电磁感应过程求解流程求解流程2.解决图象问题的一般步骤解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是明确图象的种类，即是Bt图还是图还是t图，或者图，或者Et图、图、It图等；图等；(2)分析电磁感应的具体过程；分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；用右手定则或楞次定律确定方向的对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关
20、系式；写出函数关系式；(5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等；等；(6)画图象或判断图象。画图象或判断图象。思思 维维 拓拓 展展1.分析图象问题时，常用哪些规律？分析图象问题时，常用哪些规律？答案左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律答案左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律2.分析图象问题时，常用到的分析图象问题时，常用到的6类公式类公式(1)感生电动势感生电动势E_(2)平动切割电动势平动切割电动势E_(3)转动切割电动势转动切割电动势E_(4)闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律I_(5)安培力安培力F_(6)牛
21、顿运动定律的相关公式等牛顿运动定律的相关公式等BLvBIL3.分析图象选择题时，常用哪两种方法进行分析？分析图象选择题时，常用哪两种方法进行分析？答案答案(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势势(增大还是减小增大还是减小)、变化快慢、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化均匀变化还是非均匀变化)，特别，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项。是分析物理量的正负，以排除错误的选项。(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断。数关系
22、，然后由函数关系对图象进行分析和判断。静态情况下的图象问题静态情况下的图象问题【解题方略】【解题方略】处理图象问题要做到四明确、一理解处理图象问题要做到四明确、一理解【例【例1】(2016北京海淀区期末北京海淀区期末)如图甲所示，带缺口的刚性金如图甲所示，带缺口的刚性金属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，属圆环在纸面内固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板分别与两块垂直于纸面正对固定放置的平行金属板P、Q连接。连接。圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示圆环内有垂直于纸面变化的磁场，变化规律如图乙所示(规定磁规定磁场方向
23、垂直于纸面向里为正方向场方向垂直于纸面向里为正方向)。图中可能正确表示。图中可能正确表示P、Q两极两极板间电场强度板间电场强度E(规定电场方向由规定电场方向由P板指向板指向Q板为正方向板为正方向)随时间随时间t变化情况的是变化情况的是()解析在解析在O至至T/4时，磁感应强度时，磁感应强度B减小，故圆环中产生的磁场向减小，故圆环中产生的磁场向里，圆环中的感应电流沿顺时针，故极板里，圆环中的感应电流沿顺时针，故极板P带正电，电场方向由带正电，电场方向由P指向指向Q，即电场方向是正方向。故选项，即电场方向是正方向。故选项B、C错误；又因为这段错误；又因为这段时间内磁场的变化是均匀的，故产生的感应电
24、动势大小不变，时间内磁场的变化是均匀的，故产生的感应电动势大小不变，所以所以PQ两极板间的电压不变，电场强度不变，所以选项两极板间的电压不变，电场强度不变，所以选项A错误，错误，故选项故选项D正确。正确。答案答案D动态情况下的图象问题动态情况下的图象问题【解题方略】【解题方略】1.以导体棒的形式运动以导体棒的形式运动【例【例2】(多选多选)(2016江西吉安一中模拟江西吉安一中模拟)如图所示，两平行光如图所示，两平行光滑的金属导轨滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为固定在水平面上，相距为L，处于竖直向，处于竖直向下的磁场中，整个磁场由下的磁场中，整个磁场由n个宽度为个宽度为x0的条形匀
25、强磁场区域的条形匀强磁场区域1、2n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3BnB，两导轨左端，两导轨左端MP间接入电阻间接入电阻R，金属棒，金属棒ab垂直于垂直于MN、PQ放在水平导轨上，且与导轨接触良好，不计导轨和金放在水平导轨上，且与导轨接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。若在不同的磁场区域对金属棒施加不同的拉力，属棒的电阻。若在不同的磁场区域对金属棒施加不同的拉力，金属棒金属棒ab以恒定的速度以恒定的速度v向右匀速运动。取金属棒图示位置向右匀速运动。取金属棒图示位置(即磁即磁场场1区左侧区左侧)为为x0，则通过，则通过ab的
26、电流的电流i、对棒施加的拉力、对棒施加的拉力F随位移随位移x的变化图象是的变化图象是()答案答案AD2.以导体框的形式运动以导体框的形式运动【例【例3】(2016广西钦州港期末广西钦州港期末)如图所示，两水平虚线如图所示，两水平虚线ef、gh之之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电阻为、电阻为R的正方的正方形铝线框形铝线框abcd从虚线从虚线ef上方某位置由静止释放，线框运动中上方某位置由静止释放，线框运动中ab始始终是水平的，已知两虚线终是水平的，已知两虚线ef、gh间距离大于线框边长，则从开始间距离大于线框边长，则从开始运动到运动到ab边到达边
27、到达gh线之前的速度随时间的变化关系图象合理的线之前的速度随时间的变化关系图象合理的是是()答案答案D技巧秘诀技巧秘诀线框进入磁场问题的一般模型线框进入磁场问题的一般模型考点四电磁感应的综合问题考点四电磁感应的综合问题1.电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题(1)两种状态及处理方法两种状态及处理方法状态状态特征特征处理方法处理方法平衡态平衡态加速度为零加速度为零根据平衡条件列式分析根据平衡条件列式分析非平衡态非平衡态 加速度不为零加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析析或结合功能关系进行分析(2)力学对象和电学对象的相互关系力学对象和电
28、学对象的相互关系(3)动态分析的基本思路动态分析的基本思路解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度求最大值或最小值的条件。具体思路界状态，如速度、加速度求最大值或最小值的条件。具体思路如下：如下：思思 维维 拓拓 展展(1)在电磁感应现象中如何确定电源电动势的大小和方向？在电磁感应现象中如何确定电源电动势的大小和方向？(2)如何确定电磁感应现象中的电源、内阻、外电路？如何确定电磁感应现象中的电源、内阻、外电路？(3)安培力的大小和方向如何确定？安培力的大小和方向如何确定？(4)安培力做功对应的能量转化关系
29、是什么？安培力做功对应的能量转化关系是什么？(5)可用哪三种方法求解焦耳热可用哪三种方法求解焦耳热Q?电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题【解题方略】【解题方略】电磁感应问题往往跟电路分析问题紧密联系在一起。此类问题电磁感应问题往往跟电路分析问题紧密联系在一起。此类问题不仅考查电磁感应中的有关规律，如楞次定律、右手定则和法不仅考查电磁感应中的有关规律，如楞次定律、右手定则和法拉第电磁感应定律等，还考查电路分析的有关规律，如闭合电拉第电磁感应定律等，还考查电路分析的有关规律，如闭合电路的欧姆定律、焦耳定律等。路的欧姆定律、焦耳定律等。【例【例1】(2015福建理综，福建理综，18，6分分)如
30、图，由某种粗细均匀的如图，由某种粗细均匀的总电阻为总电阻为3R的金属条制成的矩形线框的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度以速度v匀速滑动，滑动过程匀速滑动，滑动过程PQ始终与始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近从靠近ad处向处向bc滑动的过程中滑动的过程中()A.PQ中电流先增大后减小中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大两端电压先减
31、小后增大C.PQ上拉力的功率先减小后增大上拉力的功率先减小后增大D.线框消耗的电功率先减小后增大线框消耗的电功率先减小后增大思维流程思维流程答案答案C技巧秘诀技巧秘诀“三步走三步走”分析电路为主的电磁感应问题分析电路为主的电磁感应问题电磁感应中的力学问题电磁感应中的力学问题【解题方略】【解题方略】以力学问题为主的电磁感应问题与安培力和导体中的电流、导以力学问题为主的电磁感应问题与安培力和导体中的电流、导体运动的速度均有关，常涉及一根、两根或多根导体棒的运动体运动的速度均有关，常涉及一根、两根或多根导体棒的运动问题。解题关键是受力分析和牛顿第二定律的应用。问题。解题关键是受力分析和牛顿第二定律的
32、应用。1.研究对象：一根导体棒研究对象：一根导体棒【例【例2】(2015盐城二模盐城二模)如图所示，在匀强磁场中有一足够长如图所示，在匀强磁场中有一足够长的光滑平行金属导轨的光滑平行金属导轨,与水平面间的夹角与水平面间的夹角30，间距，间距L0.5 m，上端接有阻值上端接有阻值R0.3 的电阻，匀强磁场的磁感应强度大小的电阻，匀强磁场的磁感应强度大小B0.4 T，磁场方向垂直导轨平面向上。一质量，磁场方向垂直导轨平面向上。一质量m0.2 kg，电阻，电阻r0.1 的导体棒的导体棒MN在平行于导轨的外力在平行于导轨的外力F作用下，由静止开始向作用下，由静止开始向上做匀加速运动，运动过程中导体棒始
33、终与导轨垂直，且接触上做匀加速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，且接触良好，当棒的位移良好，当棒的位移d9 m时电阻时电阻R上的消耗的功率为上的消耗的功率为P2.7 W。其他电阻不计，其他电阻不计，g取取10 m/s2。求：。求：(1)此时通过电阻此时通过电阻R上的电流；上的电流；(2)这一过程通过电阻这一过程通过电阻R上电荷量上电荷量q；(3)此时作用于导体棒上的外力此时作用于导体棒上的外力F的大小。的大小。思维流程思维流程答案答案(1)3 A(2)4.5 C(3)2 N2.研究对象：两根导体棒研究对象：两根导体棒【例【例3】(2015天津理综，天津理综，11，18分分)如图所示，如图所
34、示，“凸凸”字形硬字形硬质金属线框质量为质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面，相邻各边互相垂直，且处于同一竖直平面内，内，ab边长为边长为l，cd边长为边长为2l，ab与与cd平行，间距为平行，间距为2l。匀强磁场。匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。开始时，时，cd边到磁场上边界的距离为边到磁场上边界的距离为2l，线框由静止释放，从，线框由静止释放，从cd边进边进入磁场直到入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动，在边进入磁场前，线框做匀速运动，在ef、pq边边离开磁场后，离开磁场后，ab
35、边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完边离开磁场之前，线框又做匀速运动。线框完全穿过磁场过程中产生的热量为全穿过磁场过程中产生的热量为Q。线框在下落过程中始终处于。线框在下落过程中始终处于原竖直平面内，且原竖直平面内，且ab、cd边保持水平，重力加速度为边保持水平，重力加速度为g。求：。求：(1)线框线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入边刚进入磁场时的几倍；磁场时的几倍；(2)磁场上下边界间的距离磁场上下边界间的距离H。思维流程思维流程电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题【解题方略】【解题方略】电磁感应中的能量变化是高考考查的重点和
36、热点，是高中物理电磁感应中的能量变化是高考考查的重点和热点，是高中物理知识体系的制高点，试题涉及力和运动、能量的转化和守恒、知识体系的制高点，试题涉及力和运动、能量的转化和守恒、电路分析等综合知识，综合考查电磁感应与能量的试题可能为电路分析等综合知识，综合考查电磁感应与能量的试题可能为选择题，也可能为计算题，计算题常常以压轴题出现，综合性选择题，也可能为计算题，计算题常常以压轴题出现，综合性强、难度大、分值高、区分度大。强、难度大、分值高、区分度大。1.根据焦耳定律计算焦耳热根据焦耳定律计算焦耳热【例【例4】如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd，线圈
37、，线圈平面与磁场垂直。已知线圈的匝数平面与磁场垂直。已知线圈的匝数N100，边长，边长ab1.0 m、bc0.5 m，电阻，电阻r2。磁感应强度。磁感应强度B在在01 s内从零均匀变化到内从零均匀变化到0.2 T。在。在15 s内从内从0.2 T均匀变化到均匀变化到0.2 T，取垂直纸面向里，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求：为磁场的正方向。求：(1)0.5 s时线圈内感应电动势的大小时线圈内感应电动势的大小E和感和感应电流的方向；应电流的方向；(2)在在15 s内通过线圈的电荷量内通过线圈的电荷量q；(3)在在05 s内线圈产生的焦耳热内线圈产生的焦耳热Q。答案答案(1)10 V感应电流方向
38、为感应电流方向为adcba(2)10 C(3)100 J2.根据能量守恒计算焦耳热根据能量守恒计算焦耳热【例【例5】倾角为倾角为37，电阻不计，间距，电阻不计，间距L0.5 m，长度足够，长度足够的平行导轨处，加有磁感应强度的平行导轨处，加有磁感应强度B1.0 T，方向垂直于导轨平面，方向垂直于导轨平面的匀强磁场的匀强磁场,导轨两端各接一个阻值导轨两端各接一个阻值R04 的电阻，另一横跨在的电阻，另一横跨在平行导轨间金属棒的质量平行导轨间金属棒的质量m0.2 kg，电阻，电阻r1，与导轨间的，与导轨间的动摩擦因数动摩擦因数，金属棒以平行导轨向上的初速度，金属棒以平行导轨向上的初速度v010 m
39、/s上上滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻的电量滑，直至上升到最高点过程中，通过上端电阻的电量q2102 C(取取g10 m/s2，sin 37，cos 370.8)，求此过程中：，求此过程中：(1)金属棒的最大加速度；金属棒的最大加速度；(2)回路中电阻回路中电阻R0电压的最大值；电压的最大值；(3)电阻电阻R0上产生的热量。上产生的热量。思维流程思维流程技巧秘诀技巧秘诀活学活用解题流程活学活用解题流程求解双杆切割时产生的电动势求解双杆切割时产生的电动势【典例】【典例】t t0时，磁场在时，磁场在xOy平面内的分布如图所示，其磁感平面内的分布如图所示，其磁感应强度的大小均为应强度的大小
40、均为B0，方向垂直于，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为L0，整个磁场以速，整个磁场以速度度v沿沿x轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间内放置一由轴正方向匀速运动。若在磁场所在区间内放置一由n匝线匝线圈组成的矩形线框圈组成的矩形线框abcd，线框的，线框的bc边平行于边平行于x轴。轴。bcLB、abL，LB略大于略大于L0，总电阻为，总电阻为R，线框始终保持静止。求：，线框始终保持静止。求：(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；(2)线框所
41、受安培力的大小和方向。线框所受安培力的大小和方向。分析双杆切割类题目应注意的两个问题分析双杆切割类题目应注意的两个问题(1)感应电动势：分析双杆或四条边是否都在切割磁感线，产生感应电动势：分析双杆或四条边是否都在切割磁感线，产生的感应电动势是同向还是反向、大小是否相等。的感应电动势是同向还是反向、大小是否相等。(2)安培力：分析双杆或四条边是否都受安培力，安培力是同向安培力：分析双杆或四条边是否都受安培力，安培力是同向还是反向、大小是否相等。还是反向、大小是否相等。微专题磁感应强度、面积同时变化产生感应微专题磁感应强度、面积同时变化产生感应电动势电动势【典例】【典例】如图所示，在水平面上固定有
42、两根间距为如图所示，在水平面上固定有两根间距为d、足够长、足够长的平行金属导轨的平行金属导轨ab、cd，导轨的左端点，导轨的左端点a、c连接有阻值为连接有阻值为R的电的电阻，两导轨间有均匀分布的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应阻，两导轨间有均匀分布的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小强度大小B与时间与时间t的关系为的关系为Bkt，比例系数，比例系数k不变。一电阻为不变。一电阻为r的金属棒的金属棒MN可在导轨上无摩擦地滑动，且保持与导轨垂直。在可在导轨上无摩擦地滑动，且保持与导轨垂直。在t0时刻，棒在水平拉力作用下以恒定的加速度时刻，棒在水平拉力作用下以恒定的加速度a从图示位置由从图示位置由静止开始向右滑动，导轨电阻不计。求回路中感应电流静止开始向右滑动，导轨电阻不计。求回路中感应电流i随时间随时间t的变化规律。的变化规律。思路分析：棒切割磁感线产生感应电动势的同时磁感应强度变思路分析：棒切割磁感线产生感应电动势的同时磁感应强度变化也会产生感应电动势，所以不能直接用公式化也会产生感应电动势，所以不能直接用公式EBLv求解回路求解回路中的感应电动势。中的感应电动势。
