高三物理四 電路和電磁感應(yīng) 第2講 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用

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1、核心專(zhuān)題突破第一部分第一部分專(zhuān)題四電路和電磁感應(yīng)專(zhuān)題四電路和電磁感應(yīng)第2講電磁感應(yīng)及其應(yīng)用欄目導(dǎo)航2年考情回顧年考情回顧熱點(diǎn)題型突破熱點(diǎn)題型突破對(duì)點(diǎn)規(guī)范演練對(duì)點(diǎn)規(guī)范演練熱點(diǎn)題源預(yù)測(cè)熱點(diǎn)題源預(yù)測(cè)逐題對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)逐題對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)2年考情回顧年考情回顧設(shè)問(wèn)設(shè)問(wèn)方式方式平動(dòng)切割磁感線(xiàn)的平動(dòng)切割磁感線(xiàn)的電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)例例(2017全國(guó)卷全國(guó)卷，18題題)(2017全國(guó)卷全國(guó)卷，15題題)(2017天津卷，天津卷，12題題) (2017江蘇卷，江蘇卷，13題題)(2017天天津卷，津卷，3題題)(2016全國(guó)卷全國(guó)卷，20題題)轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)的轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)的電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)例例(2016全國(guó)卷全國(guó)卷，20題題

2、)(2016全國(guó)卷全國(guó)卷，21題題)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的圖象圖象例例(2016四川卷，四川卷，7題題)磁場(chǎng)變化引起的電磁場(chǎng)變化引起的電磁電磁感應(yīng)磁電磁感應(yīng)例例(2016全國(guó)卷全國(guó)卷，25題題)(2016浙江卷，浙江卷，16題題)審題審題要點(diǎn)要點(diǎn) 要審清磁場(chǎng)方向及變化情況，確定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向及計(jì)算公式要審清磁場(chǎng)方向及變化情況，確定產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向及計(jì)算公式要認(rèn)真做好電路連接關(guān)系分析，受力分析，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過(guò)程分析，做功及要認(rèn)真做好電路連接關(guān)系分析，受力分析，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和過(guò)程分析，做功及能量轉(zhuǎn)化分析能量轉(zhuǎn)化分析解題解題模板模板熱點(diǎn)題型突破熱點(diǎn)題型突破題型一題型一楞次定律和法拉第電

3、磁感應(yīng)定律的應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 命題規(guī)律命題規(guī)律楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是高考命題的熱點(diǎn)，既有選擇題，又有計(jì)算楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是高考命題的熱點(diǎn)，既有選擇題，又有計(jì)算題，主要考查：題，主要考查：(1)楞次定律的理解和應(yīng)用楞次定律的理解和應(yīng)用(2)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解作用和應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解作用和應(yīng)用用方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥1楞次定律中楞次定律中“阻礙阻礙”的表現(xiàn)的表現(xiàn)(1)阻礙磁通量的變化阻礙磁通量的變化(增反減同增反減同)(2)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來(lái)拒去留來(lái)拒去留)(3)阻礙原電流的變化阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象)2楞次定

4、律和右手定則的適用對(duì)象楞次定律和右手定則的適用對(duì)象(1)楞次定律：一般適用于線(xiàn)圈面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形楞次定律：一般適用于線(xiàn)圈面積不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的情形(2)右手定則：一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)的情形右手定則：一般適用于導(dǎo)體棒切割磁感線(xiàn)的情形1(多選多選)如圖所示，不計(jì)電阻的光滑如圖所示，不計(jì)電阻的光滑U形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋形金屬框水平放置，光滑、豎直玻璃擋板板H、P固定在框上，固定在框上，H、P的間距很小質(zhì)量為的間距很小質(zhì)量為0.2 kg的細(xì)金屬桿的細(xì)金屬桿CD恰好無(wú)擠壓地恰好無(wú)擠壓地放在兩擋板之間，與金屬框接觸良好并圍成邊長(zhǎng)為放在兩擋板之間，與金屬框接觸良

5、好并圍成邊長(zhǎng)為1 m的正方形，其有效電阻為的正方形，其有效電阻為0.1 .此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成此時(shí)在整個(gè)空間加方向與水平面成30角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)角且與金屬桿垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律是度隨時(shí)間變化規(guī)律是B(0.40.2t) T，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较蚩?、擋板和桿不計(jì)，圖示磁場(chǎng)方向?yàn)檎较蚩颉醢搴蜅U不計(jì)形變，則形變，則()ACAt1 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從C到到DBt3 s時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從時(shí)，金屬桿中感應(yīng)電流方向從D到到CCt1 s時(shí)，金屬桿對(duì)擋板時(shí)，金屬桿對(duì)擋板P的壓力大小為的壓力大小為0.1 NDt3 s時(shí)

6、，金屬桿對(duì)擋板時(shí)，金屬桿對(duì)擋板H的壓力大小為的壓力大小為0.2 N突破點(diǎn)撥突破點(diǎn)撥(1)確定確定t1 s和和t3 s時(shí)，穿過(guò)正方形的磁場(chǎng)方向，判斷時(shí)，穿過(guò)正方形的磁場(chǎng)方向，判斷t1 s到到t3 s時(shí)間內(nèi)磁時(shí)間內(nèi)磁通量如何變化通量如何變化(2)確定確定t1 s和和t3 s時(shí)穿過(guò)正方形的磁通量，判斷并計(jì)算時(shí)穿過(guò)正方形的磁通量，判斷并計(jì)算t1 s到到t3 s時(shí)間內(nèi)時(shí)間內(nèi)磁通量的變化磁通量的變化(3)畫(huà)出畫(huà)出t1 s和和t3 s時(shí)金屬桿的平面受力圖時(shí)金屬桿的平面受力圖【變式考法【變式考法】 (1)在上述題在上述題1中，何時(shí)對(duì)檔板中，何時(shí)對(duì)檔板P和和H均無(wú)壓力？均無(wú)壓力？解析解析 t2 s，時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)

7、度，時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0，金屬棒受到安培力，金屬棒受到安培力F0，則金屬棒對(duì)擋板，則金屬棒對(duì)擋板P和和H均無(wú)壓力均無(wú)壓力答案答案 見(jiàn)解析見(jiàn)解析2(2017全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一如圖，在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一U形金屬形金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直金屬桿導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)垂直金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌形成閉合回路PQRS，一圓形金屬線(xiàn)框一圓形金屬線(xiàn)框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線(xiàn)框與導(dǎo)軌共面現(xiàn)讓金屬桿位于回路圍成的區(qū)域內(nèi)，線(xiàn)框與導(dǎo)軌共面現(xiàn)讓金屬桿PQ突然向突然向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是右

8、運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的瞬間，關(guān)于感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()APQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，中沿順時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较蛑醒啬鏁r(shí)針?lè)较駼PQRS中沿順時(shí)針?lè)较?，中沿順時(shí)針?lè)较颍琓中沿順時(shí)針?lè)较蛑醒仨槙r(shí)針?lè)较駽PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿逆時(shí)針?lè)较蛑醒啬鏁r(shí)針?lè)较駾PQRS中沿逆時(shí)針?lè)较?，中沿逆時(shí)針?lè)较?，T中沿順時(shí)針?lè)较蛑醒仨槙r(shí)針?lè)较駾解析解析 金屬桿金屬桿PQ向右切割磁感線(xiàn)，根據(jù)右手定則可知向右切割磁感線(xiàn)，根據(jù)右手定則可知PQRS中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?；原?lái)方向；原來(lái)T中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，金屬桿中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，金屬桿PQ中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的

9、磁場(chǎng)方中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，使得穿過(guò)向垂直于紙面向外，使得穿過(guò)T的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知T中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)街挟a(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，綜上所述，可知選項(xiàng)向的感應(yīng)電流，綜上所述，可知選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確正確3(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)(多選多選)法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，銅圓盤(pán)安裝法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，銅圓盤(pán)安裝在豎直的銅軸上，兩銅片在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤(pán)的邊緣和銅軸接觸圓盤(pán)處于方向豎直分別與圓盤(pán)的邊緣和銅軸接觸圓盤(pán)處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻中圓盤(pán)

10、旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)于流過(guò)電阻R的電流，下列說(shuō)法正確的是的電流，下列說(shuō)法正確的是( )ABA若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿若從上向下看，圓盤(pán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則電流沿a到到b的方向流動(dòng)的方向流動(dòng)C若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化電流方向可能發(fā)生變化D若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的若圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電流在倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的上的熱功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍倍對(duì)電磁感應(yīng)定律的理解對(duì)電磁感應(yīng)定律的理解(1)EBlv的的“三性三性”正交

11、性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還需正交性：本公式是在一定條件下得出的，除磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，還需B、l、v三者互相垂直三者互相垂直瞬時(shí)性：若瞬時(shí)性：若v為瞬時(shí)速度，則為瞬時(shí)速度，則E為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為相應(yīng)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效性：公式中的有效性：公式中的l為導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度為導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度題型二題型二電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題 命題規(guī)律命題規(guī)律電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題在高考中多為選擇題，有時(shí)也與計(jì)算題結(jié)合，主要考查：電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題在高考中多為選擇題，有時(shí)也與計(jì)算題結(jié)合，主要考查：(1)結(jié)合楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律及電路，安培力等知識(shí)，判斷電流結(jié)合楞

12、次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律及電路，安培力等知識(shí)，判斷電流(或安培力或安培力)隨時(shí)間隨時(shí)間t(或位移或位移x)變化的圖象，判斷變化的圖象，判斷Et或或Ut圖象圖象(2)利用動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)判斷棒或利用動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)判斷棒或線(xiàn)圈的線(xiàn)圈的vt圖象或圖象或at圖象圖象(3)在計(jì)算題中考查識(shí)圖能力，由圖象獲取信息的能在計(jì)算題中考查識(shí)圖能力，由圖象獲取信息的能力力方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥1解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵弄清初始條件，正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、弄清初始條件，正負(fù)方向的對(duì)應(yīng)變化范圍，所研究物理量的函數(shù)表達(dá)式，進(jìn)、出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵出磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵2解決圖象問(wèn)題的一般步驟解

13、決圖象問(wèn)題的一般步驟(1)明確圖象的種類(lèi)，是明確圖象的種類(lèi)，是Bt圖象還是圖象還是t圖象，或者是圖象，或者是Et圖象、圖象、It圖象圖象等等(2)分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程分析電磁感應(yīng)的具體過(guò)程(3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系(4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系式結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等寫(xiě)出函數(shù)關(guān)系式(5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等根據(jù)函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等(6)畫(huà)出圖象或判斷圖象畫(huà)出圖象或判斷圖象3電磁感應(yīng)中圖象類(lèi)選擇題的兩種常見(jiàn)解法電磁感應(yīng)中圖

14、象類(lèi)選擇題的兩種常見(jiàn)解法(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過(guò)程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小增大還是減小)、變、變化快慢化快慢(均勻變化還是非均勻變化均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫(xiě)出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)潔的方法，但卻是最有效的方法函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)潔的方法，但卻是最有效的方法.1(2017安徽淮北二模安

15、徽淮北二模)(多選多選)如圖所示，如圖所示，abcd為用粗細(xì)均勻的同種材料制成為用粗細(xì)均勻的同種材料制成的金屬線(xiàn)框，其中的金屬線(xiàn)框，其中ab長(zhǎng)度只有長(zhǎng)度只有bc長(zhǎng)度的一半現(xiàn)將線(xiàn)框放在水平光滑絕緣的桌面長(zhǎng)度的一半現(xiàn)將線(xiàn)框放在水平光滑絕緣的桌面上，在外力上，在外力F的作用下讓線(xiàn)框以速度的作用下讓線(xiàn)框以速度v勻速穿過(guò)右邊兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向勻速穿過(guò)右邊兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的磁場(chǎng)區(qū)域若以圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定逆時(shí)針電流方向?yàn)檎?，磁感線(xiàn)向下相反的磁場(chǎng)區(qū)域若以圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定逆時(shí)針電流方向?yàn)檎?，磁感線(xiàn)向下穿過(guò)線(xiàn)框時(shí)的磁通量為正則下列關(guān)于回路電流穿過(guò)線(xiàn)框時(shí)的磁通量為正則下列關(guān)于回路

16、電流i、外力、外力F大小、大小、cb間的電勢(shì)差間的電勢(shì)差Ucb及及穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量隨時(shí)間變化的圖象正確的是隨時(shí)間變化的圖象正確的是()BC突破點(diǎn)撥突破點(diǎn)撥(1)根據(jù)右手定則判斷進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)和第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的感應(yīng)電流方向，根據(jù)根據(jù)右手定則判斷進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)和第二個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的感應(yīng)電流方向，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式和閉合電路的歐姆定律計(jì)算電流大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式和閉合電路的歐姆定律計(jì)算電流大小(2)根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，再根據(jù)安培力公式計(jì)算其大小，明確外力根據(jù)左手定則判斷安培力的方向，再根據(jù)安培力公式計(jì)算其大小，明確外力F和安培力的關(guān)系和安培力的關(guān)系(3)根據(jù)電路規(guī)律，計(jì)算電勢(shì)差根

17、據(jù)電路規(guī)律，計(jì)算電勢(shì)差Ucb，判斷電勢(shì)差的正負(fù)，判斷電勢(shì)差的正負(fù)解析解析 當(dāng)線(xiàn)框進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，由右手定則知電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，開(kāi)始進(jìn)入第當(dāng)線(xiàn)框進(jìn)入第一個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，由右手定則知電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，出第二個(gè)磁場(chǎng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故選項(xiàng)二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，出第二個(gè)磁場(chǎng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故選項(xiàng)A錯(cuò)錯(cuò)誤；由誤；由EBlv可知，可知，E保持不變，而開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，兩端同時(shí)切割磁感保持不變，而開(kāi)始進(jìn)入第二個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，兩端同時(shí)切割磁感線(xiàn)，電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為線(xiàn)，電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為2BLv，電流加倍，故每根導(dǎo)體棒受到安培力加倍，且，電流加倍，故每根導(dǎo)體棒受到安培力加倍，且cd、

18、ab兩桿受兩桿受力方向相同，外力將變?yōu)樵瓉?lái)力方向相同，外力將變?yōu)樵瓉?lái)4倍，故選項(xiàng)倍，故選項(xiàng)B正確，根據(jù)正確，根據(jù)UIR和電流方向知?jiǎng)傔M(jìn)入和電流方向知?jiǎng)傔M(jìn)入磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)電壓相等，磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)電壓相等，b點(diǎn)電勢(shì)高，故點(diǎn)電勢(shì)高，故Ucb為負(fù)，兩邊同時(shí)切割磁感線(xiàn)時(shí)為負(fù)，兩邊同時(shí)切割磁感線(xiàn)時(shí)c點(diǎn)電勢(shì)點(diǎn)電勢(shì)高，且高，且c、b兩點(diǎn)之間的電壓為原來(lái)的兩點(diǎn)之間的電壓為原來(lái)的2倍，故選項(xiàng)倍，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)線(xiàn)框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，磁正確；當(dāng)線(xiàn)框開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)，磁通量開(kāi)始增加，當(dāng)全部進(jìn)入時(shí)達(dá)到最大；此后向外的磁通量增加，總磁通量減??；通量開(kāi)始增加，當(dāng)全部進(jìn)入時(shí)達(dá)到最大；此后向外的磁通量增加，總磁通量減小；當(dāng)運(yùn)動(dòng)當(dāng)運(yùn)動(dòng)1

19、.5L時(shí)，磁通量最小為零，故選項(xiàng)時(shí)，磁通量最小為零，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤【變式考法【變式考法】 在上題在上題1中，外力中，外力F的功率的功率P隨時(shí)間變化的圖象如何？隨時(shí)間變化的圖象如何？答案答案 pt圖象跟圖象跟Ft圖形狀相似圖形狀相似2(2017全國(guó)卷全國(guó)卷)(多選多選)兩條平行虛線(xiàn)間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向兩條平行虛線(xiàn)間存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直邊長(zhǎng)為與紙面垂直邊長(zhǎng)為0.1 m、總電阻為、總電阻為0.005 的正方形導(dǎo)線(xiàn)框的正方形導(dǎo)線(xiàn)框abcd位于紙面內(nèi)，位于紙面內(nèi)，cd邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖甲所示已知導(dǎo)線(xiàn)框一直向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，邊與磁場(chǎng)邊界平行，如圖甲所示已知導(dǎo)線(xiàn)框一直

20、向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，cd邊于邊于t0時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)如圖乙所示時(shí)刻進(jìn)入磁場(chǎng)線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)如圖乙所示(感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正為順時(shí)針時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)取正)下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是()BCA磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 TB導(dǎo)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)速度的大小為導(dǎo)線(xiàn)框運(yùn)動(dòng)速度的大小為0.5 m/sC磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外外D在在t0.4 s至至t0.6 s這段時(shí)間內(nèi)，這段時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)線(xiàn)框所受的安培力大小為導(dǎo)線(xiàn)框所受的安培力大小為0.1 N3(2016四川卷四川卷)(多選多選)如圖所示

21、，電阻不計(jì)、間距為如圖所示，電阻不計(jì)、間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌水的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左端接一定值電阻R.質(zhì)質(zhì)量為量為m、電阻為、電阻為r的金屬棒的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力置于導(dǎo)軌上，受到垂直于金屬棒的水平外力F的作用由的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，外力F與金屬棒速度與金屬棒速度v的關(guān)系是的關(guān)系是FF0kv(F0、k是常量是常量)，金屬棒與，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好金屬棒中感應(yīng)電流為導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好金屬棒中感應(yīng)電流為i，受到的安

22、培力大小為，受到的安培力大小為FA，電阻，電阻R兩端的電壓為兩端的電壓為UR，感應(yīng)電流的功率為，感應(yīng)電流的功率為P，它們隨時(shí)間，它們隨時(shí)間t變化圖象可能正確的有變化圖象可能正確的有()BC解決電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題的解決電磁感應(yīng)圖象問(wèn)題的“三點(diǎn)關(guān)注三點(diǎn)關(guān)注”(1)關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向(2)關(guān)注變化過(guò)程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過(guò)程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖關(guān)注變化過(guò)程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過(guò)程分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段是否和圖象變化相對(duì)應(yīng)象變化相對(duì)應(yīng)(3)關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)，看圖線(xiàn)斜率的大小、圖線(xiàn)的曲、

23、直是否和物理關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)，看圖線(xiàn)斜率的大小、圖線(xiàn)的曲、直是否和物理過(guò)程相對(duì)應(yīng)過(guò)程相對(duì)應(yīng)題型三題型三電磁感應(yīng)電路問(wèn)題電磁感應(yīng)電路問(wèn)題命題規(guī)律命題規(guī)律電磁感應(yīng)電路問(wèn)題是高考命題的熱點(diǎn)，題型一般為選擇題，主要考查電流、電電磁感應(yīng)電路問(wèn)題是高考命題的熱點(diǎn)，題型一般為選擇題，主要考查電流、電壓、電功率，電熱和電量的計(jì)算壓、電功率，電熱和電量的計(jì)算1如圖所示，如圖所示，abcd為水平放置的平行為水平放置的平行“”“”形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為形光滑金屬導(dǎo)軌，間距為l，導(dǎo)軌間，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知金屬桿，

24、導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知金屬桿MN傾斜放置，與導(dǎo)軌成傾斜放置，與導(dǎo)軌成角，單位長(zhǎng)度的電阻為角，單位長(zhǎng)度的電阻為r，保持金屬桿以速度，保持金屬桿以速度v沿平行于沿平行于cd的方向滑動(dòng)的方向滑動(dòng)(金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好金屬桿滑動(dòng)過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好)，則，則()B【變式考法【變式考法】 在上述題在上述題1中，若要維持桿勻速滑動(dòng)，求所需要施加的水平外力中，若要維持桿勻速滑動(dòng)，求所需要施加的水平外力的大小和方向的大小和方向答案答案 見(jiàn)解析見(jiàn)解析2. (2016全國(guó)卷全國(guó)卷)如圖，兩條相距如圖，兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面(紙面紙面)內(nèi)，其左端接一阻值為內(nèi)

25、，其左端接一阻值為R的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)的電阻；一與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上；在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一面積為軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感的區(qū)域，區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間隨時(shí)間t的變化關(guān)系為的變化關(guān)系為B1kt，式中，式中k為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)為常量；在金屬棒右側(cè)還有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域左邊界MN(虛線(xiàn)虛線(xiàn))與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向也，方向也垂直于紙面向里垂直于紙面向里某時(shí)刻，金屬棒

26、在一外加水平恒力的作用下從靜止開(kāi)某時(shí)刻，金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，在始向右運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻恰好以速度時(shí)刻恰好以速度v0越過(guò)越過(guò)MN，此后向右做，此后向右做勻速運(yùn)動(dòng)金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們勻速運(yùn)動(dòng)金屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好，它們的電阻均忽略不計(jì)求：的電阻均忽略不計(jì)求：(1)在在t0到到tt0時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻的電荷量的絕時(shí)間間隔內(nèi)，流過(guò)電阻的電荷量的絕對(duì)值；對(duì)值；(2)在時(shí)刻在時(shí)刻t(tt0)穿過(guò)回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小穿過(guò)回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小3. (2017山西名校聯(lián)考山西名校聯(lián)考)為了夜間行駛安全，

27、自行車(chē)后輪上常安裝一個(gè)小型發(fā)電為了夜間行駛安全，自行車(chē)后輪上常安裝一個(gè)小型發(fā)電機(jī)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車(chē)后輪如圖甲所示，自行車(chē)牙盤(pán)半徑機(jī)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種帶有閃爍燈的自行車(chē)后輪如圖甲所示，自行車(chē)牙盤(pán)半徑r212 cm，飛輪半徑，飛輪半徑r36 cm.電路示意圖如圖乙所示，該同學(xué)在車(chē)輪電路示意圖如圖乙所示，該同學(xué)在車(chē)輪(車(chē)輪內(nèi)緣為導(dǎo)車(chē)輪內(nèi)緣為導(dǎo)體體)與輪軸之間均勻地連接與輪軸之間均勻地連接4根金屬條，每根金屬條中間都串接一個(gè)阻值為根金屬條，每根金屬條中間都串接一個(gè)阻值為R0.3 的小燈泡，小燈泡的大小可忽略，阻值保持不變，車(chē)輪半徑的小燈泡，小燈泡的大小可忽略，阻值保持不變，車(chē)輪半徑r10

28、.4 m，輪軸半徑可，輪軸半徑可忽略車(chē)架上固定一個(gè)強(qiáng)磁鐵，可形成圓心角為忽略車(chē)架上固定一個(gè)強(qiáng)磁鐵，可形成圓心角為60的扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁的扇形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小感應(yīng)強(qiáng)度大小B2.0 T，方向垂直紙面向外，方向垂直紙面向外取取3.14.(1)若自行車(chē)前進(jìn)時(shí)，后輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒為若自行車(chē)前進(jìn)時(shí)，后輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒為，且在金屬條，且在金屬條ab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)，中時(shí)，ab中電流大小為中電流大小為4 A，求角速度，求角速度的值的值(不計(jì)其他電阻和車(chē)輪厚度不計(jì)其他電阻和車(chē)輪厚度)(2)若該同學(xué)騎車(chē)時(shí)每分鐘后輪轉(zhuǎn)若該同學(xué)騎車(chē)時(shí)每分鐘后輪轉(zhuǎn)120圈，自行車(chē)和人受到的外界阻力大小恒

29、為圈，自行車(chē)和人受到的外界阻力大小恒為100 N，則該同學(xué)騎車(chē)，則該同學(xué)騎車(chē)30分鐘，需要對(duì)自行車(chē)做多少功？分鐘，需要對(duì)自行車(chē)做多少功？(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字字)答案答案 (1)10 rad/s(2)9.16105 J(3)明確電源的內(nèi)阻即相當(dāng)于電源的那部分電路的電阻，要注意電源內(nèi)阻對(duì)電路明確電源的內(nèi)阻即相當(dāng)于電源的那部分電路的電阻，要注意電源內(nèi)阻對(duì)電路的影響的影響(4)明確電路的關(guān)系：即構(gòu)成回路的各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系要注意等效電明確電路的關(guān)系：即構(gòu)成回路的各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系要注意等效電源的端電壓跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系是源的端電壓跟感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系是UEIr.題

30、型四題型四電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題命題規(guī)律命題規(guī)律電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題在近兩年高考中更為突出，由過(guò)去的選擇題變?yōu)橛?jì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題在近兩年高考中更為突出，由過(guò)去的選擇題變?yōu)橛?jì)算題，算題，命題規(guī)律命題規(guī)律是：是：(1)與牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題與牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題(2)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)中的安培力計(jì)算，受力分析和功能關(guān)系的應(yīng)用問(wèn)題中的安培力計(jì)算，受力分析和功能關(guān)系的應(yīng)用問(wèn)題 方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥1解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的方法一般是解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的方法一般是“先電后力先電后力”，具體如下，具體如下，2解題規(guī)律有解題

31、規(guī)律有(1)電學(xué)規(guī)律：楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，左手定則，右手定則，安培力電學(xué)規(guī)律：楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，左手定則，右手定則，安培力公式、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路規(guī)律、電功率公式、焦耳定律等等公式、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路規(guī)律、電功率公式、焦耳定律等等(2)力學(xué)規(guī)律：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平衡條件、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理或功能關(guān)系或力學(xué)規(guī)律：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平衡條件、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理或功能關(guān)系或能量守恒定律等等能量守恒定律等等1. (2017安徽合肥模擬安徽合肥模擬)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一寬如圖所示，豎直平面內(nèi)有一寬L1 m，足，足夠長(zhǎng)的光滑矩形金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌的上、下

32、邊分別接有電阻夠長(zhǎng)的光滑矩形金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌的上、下邊分別接有電阻R13 和和R26 .在在MN上方及上方及CD下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和和，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B1 T現(xiàn)有質(zhì)量現(xiàn)有質(zhì)量m0.2 kg、電阻、電阻r1 的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab，在金屬導(dǎo)軌上從，在金屬導(dǎo)軌上從MN上方某處由靜止下落，下落過(guò)程中導(dǎo)上方某處由靜止下落，下落過(guò)程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與金屬導(dǎo)軌接觸良好當(dāng)導(dǎo)體棒體棒始終保持水平，與金屬導(dǎo)軌接觸良好當(dāng)導(dǎo)體棒ab下落到快要接近下落到快要接近MN時(shí)的速度大小為時(shí)的速度大小為v13 m/s.不計(jì)空氣阻力，不計(jì)空氣阻力，g取取

33、10 m/s2.(1)求導(dǎo)體棒求導(dǎo)體棒ab快要接近快要接近MN時(shí)的加速度大??；時(shí)的加速度大??；(2)若導(dǎo)體棒若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場(chǎng)后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場(chǎng)和和之之間的距離間的距離h；(3)若將磁場(chǎng)若將磁場(chǎng)的的CD邊界略微下移，使導(dǎo)體棒邊界略微下移，使導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)闀r(shí)速度大小變?yōu)関29 m/s，要使棒在外力，要使棒在外力F作用下做作用下做a3 m/s2的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求所加外力的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求所加外力F隨隨時(shí)間時(shí)間t變化的關(guān)系式變化的關(guān)系式突破點(diǎn)撥突破點(diǎn)撥(1)導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ab從從MN上方某處由靜止下落

34、上方某處由靜止下落導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感中切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體棒在合力作用下做加速運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒在合力作用下做加速運(yùn)動(dòng)(2)電路的連接電路的連接導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)相當(dāng)于電源，R1和和R2組成外電路組成外電路(3)問(wèn)題問(wèn)題(2)中導(dǎo)體棒中導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)后，電流大小始終保持不變后，電流大小始終保持不變導(dǎo)體棒的感應(yīng)導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變電動(dòng)勢(shì)不變導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)中做勻速運(yùn)動(dòng)答案答案 (1)5 m/s2(2)1.35 m(3)F(t1.6) N【變式考法【變式考法】 (1)在上述題在上述題1第第(2)問(wèn)中，求問(wèn)中，求

35、a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小是多少？?jī)牲c(diǎn)間的電勢(shì)差大小是多少？(2)在上述題在上述題1第第(3)問(wèn)中，請(qǐng)畫(huà)出問(wèn)中，請(qǐng)畫(huà)出01.6 s內(nèi)外力內(nèi)外力F與時(shí)間與時(shí)間t的關(guān)系圖象的關(guān)系圖象解析解析 (1)根據(jù)題意，根據(jù)題意，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UBLvIr，代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得U4 V.(2)由于由于F(t1.6) N，故故01.6 s內(nèi)內(nèi)Ft圖象如圖所示圖象如圖所示答案答案 (1)4 V(2)見(jiàn)解析圖見(jiàn)解析圖2. (2017江蘇卷江蘇卷)如圖所示，兩條相距如圖所示，兩條相距d的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，其右端接一阻值為右端接一阻值為R的電阻質(zhì)量為的

36、電阻質(zhì)量為m的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁的金屬桿靜置在導(dǎo)軌上，其左側(cè)的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)區(qū)域MNPQ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度、方向豎直向下當(dāng)該磁場(chǎng)區(qū)域以速度v0勻速勻速地向右掃過(guò)金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)榈叵蛴覓哌^(guò)金屬桿后，金屬桿的速度變?yōu)関.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且導(dǎo)軌和金屬桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑且足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求：足夠長(zhǎng)，桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)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)MN剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿中感應(yīng)電流的大小I；(2)MN剛掃過(guò)金屬

37、桿時(shí)，桿的加速度大小剛掃過(guò)金屬桿時(shí)，桿的加速度大小a；(3)PQ剛要離開(kāi)金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率剛要離開(kāi)金屬桿時(shí)，感應(yīng)電流的功率P.3. (2017北京卷北京卷)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類(lèi)似性，源于它們機(jī)理上的類(lèi)似發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)具有裝置上的類(lèi)似性，源于它們機(jī)理上的類(lèi)似性直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖甲、圖乙所示的情景在性直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖甲、圖乙所示的情景在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根光滑平行金屬軌道的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在固定在水平面內(nèi)，相距為水平面內(nèi)，相距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)電阻為，電阻不

38、計(jì)電阻為R的金屬導(dǎo)體棒的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于垂直于MN、PQ放在軌道放在軌道上，與軌道接觸良好，以速度上，與軌道接觸良好，以速度v(v平行于平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)向右做勻速運(yùn)動(dòng)圖甲軌道端點(diǎn)圖甲軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為間接有阻值為r的電阻，導(dǎo)體棒的電阻，導(dǎo)體棒ab受到水平向右的外力作受到水平向右的外力作用圖乙軌道端點(diǎn)用圖乙軌道端點(diǎn)MP間接有直流電源，導(dǎo)體棒間接有直流電源，導(dǎo)體棒ab通過(guò)滑輪勻速提升重物，電路中通過(guò)滑輪勻速提升重物，電路中的電流為的電流為I.(1)求在求在t時(shí)間內(nèi)，圖甲時(shí)間內(nèi)，圖甲“發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)”產(chǎn)生的電能和圖乙產(chǎn)生的電能和圖乙“電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)”輸出的機(jī)械輸出的機(jī)械能；能；(2)

39、從微觀(guān)角度看，導(dǎo)體棒從微觀(guān)角度看，導(dǎo)體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷重要作用為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷請(qǐng)?jiān)趫D丙請(qǐng)?jiān)趫D丙(圖甲的導(dǎo)體棒圖甲的導(dǎo)體棒ab)、圖丁、圖丁(圖乙的導(dǎo)體棒圖乙的導(dǎo)體棒ab)中，分別畫(huà)出自由電荷中，分別畫(huà)出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖所受洛倫茲力的示意圖我們知道，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷我們知道，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功那么，導(dǎo)體棒不做功那么，導(dǎo)體棒ab中的自由電荷中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到作用

40、的呢？請(qǐng)以圖乙起到作用的呢？請(qǐng)以圖乙“電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)”為為例，通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明例，通過(guò)計(jì)算分析說(shuō)明(2)如圖丙、圖丁所示如圖丙、圖丁所示設(shè)自由電荷的電荷量為設(shè)自由電荷的電荷量為q，沿導(dǎo)體棒定向移動(dòng)的速率為，沿導(dǎo)體棒定向移動(dòng)的速率為u.如圖丁所示，沿棒方向的洛倫茲力如圖丁所示，沿棒方向的洛倫茲力f1qvB，做負(fù)功，做負(fù)功W1f1utqvBut，垂直棒方向的洛倫茲力垂直棒方向的洛倫茲力f2quB，做正功，做正功W2f2vtquBvt，所以所以W1W2，即導(dǎo)體棒中一個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力做功為零，即導(dǎo)體棒中一個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力做功為零f1做負(fù)做負(fù)功，阻礙自由電荷的定向移動(dòng)，宏觀(guān)上表現(xiàn)為功，阻礙

41、自由電荷的定向移動(dòng)，宏觀(guān)上表現(xiàn)為“反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)”，消耗電源的電能；，消耗電源的電能；f2做正功，宏觀(guān)上表現(xiàn)為安培力做正功，使機(jī)械能蹭加大量自由電荷所受洛倫茲力做正功，宏觀(guān)上表現(xiàn)為安培力做正功，使機(jī)械能蹭加大量自由電荷所受洛倫茲力做功的宏觀(guān)表現(xiàn)是將電能轉(zhuǎn)化為等量的機(jī)械能；在此過(guò)程中洛倫茲力通過(guò)兩個(gè)分力做功的宏觀(guān)表現(xiàn)是將電能轉(zhuǎn)化為等量的機(jī)械能；在此過(guò)程中洛倫茲力通過(guò)兩個(gè)分力做功起到做功起到“傳遞傳遞”能量的作用能量的作用答案答案 見(jiàn)解析見(jiàn)解析解決電磁感應(yīng)中的力、電問(wèn)題的關(guān)鍵解決電磁感應(yīng)中的力、電問(wèn)題的關(guān)鍵電磁感應(yīng)與力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系的橋梁是磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力解答電磁感應(yīng)中電磁感應(yīng)與力學(xué)問(wèn)題聯(lián)系的

42、橋梁是磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的安培力解答電磁感應(yīng)中的力學(xué)問(wèn)題，在分析方法上，要始終抓住導(dǎo)體的受力的力學(xué)問(wèn)題，在分析方法上，要始終抓住導(dǎo)體的受力(特別是安培力特別是安培力)特點(diǎn)及其變化特點(diǎn)及其變化規(guī)律，明確導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)的變化，準(zhǔn)確把握運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的臨界規(guī)律，明確導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)的變化，準(zhǔn)確把握運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的臨界點(diǎn)點(diǎn)(3)臨界點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的臨界點(diǎn)熱點(diǎn)題源預(yù)測(cè)熱點(diǎn)題源預(yù)測(cè)應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀(guān)點(diǎn)分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和功能觀(guān)點(diǎn)分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象考向考向預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)電磁感應(yīng)涉及楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆電磁感應(yīng)涉及楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路

43、歐姆定律，牛頓定律，動(dòng)能定理或能量守恒定律等等綜合性強(qiáng)，定律，牛頓定律，動(dòng)能定理或能量守恒定律等等綜合性強(qiáng)，題型有選擇題和計(jì)算題，是高考的?？键c(diǎn)題型有選擇題和計(jì)算題，是高考的?？键c(diǎn)失分失分防范防范(1)用動(dòng)力學(xué)和能量觀(guān)點(diǎn)解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題極易從以下幾點(diǎn)失分：用動(dòng)力學(xué)和能量觀(guān)點(diǎn)解決電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題極易從以下幾點(diǎn)失分：不不會(huì)分析電源和電路結(jié)構(gòu)，求不出電動(dòng)勢(shì)、電流等電學(xué)量；會(huì)分析電源和電路結(jié)構(gòu)，求不出電動(dòng)勢(shì)、電流等電學(xué)量；錯(cuò)誤分析導(dǎo)體錯(cuò)誤分析導(dǎo)體(或線(xiàn)圈或線(xiàn)圈)受力情況，尤其是安培力的大小和方向；受力情況，尤其是安培力的大小和方向；不能正確地把機(jī)械運(yùn)動(dòng)不能正確地把機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程、電磁感應(yīng)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)

44、化過(guò)程相聯(lián)系；過(guò)程、電磁感應(yīng)過(guò)程和能量轉(zhuǎn)化過(guò)程相聯(lián)系；思維混亂，錯(cuò)用公式，求思維混亂，錯(cuò)用公式，求不出結(jié)果不出結(jié)果(2)可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行防范：可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行防范：從從“三個(gè)角度三個(gè)角度”看問(wèn)題，即力與運(yùn)動(dòng)角度看問(wèn)題，即力與運(yùn)動(dòng)角度(動(dòng)力、阻力、加速度、勻速還是變速動(dòng)力、阻力、加速度、勻速還是變速)，電磁感應(yīng)角度，電磁感應(yīng)角度(電動(dòng)勢(shì)、電流、磁電動(dòng)勢(shì)、電流、磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向、動(dòng)生電還是電生動(dòng)場(chǎng)強(qiáng)弱和方向、動(dòng)生電還是電生動(dòng))，能量轉(zhuǎn)化角度，能量轉(zhuǎn)化角度(什么力做了什么功，什什么力做了什么功，什么能轉(zhuǎn)化成什么能么能轉(zhuǎn)化成什么能)；從從“四個(gè)分析四個(gè)分析”理思路，即理思路，即“源源”“”“路路”“

45、”“力力”“”“能能”的分析，以力的分析為核心，力找對(duì)了，導(dǎo)體的分析，以力的分析為核心，力找對(duì)了，導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況和電磁感應(yīng)過(guò)程就基本清楚了；的運(yùn)動(dòng)情況和電磁感應(yīng)過(guò)程就基本清楚了；從從“五個(gè)定律五個(gè)定律”搞突破，即搞突破，即電磁感應(yīng)定律、楞次定律、歐姆定律、牛頓第二定律、能量守恒定律電磁感應(yīng)定律、楞次定律、歐姆定律、牛頓第二定律、能量守恒定律(或動(dòng)或動(dòng)能定理能定理)【預(yù)測(cè)【預(yù)測(cè)】 如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為37，導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌間距為1 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)兩根金屬棒，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)兩根金屬棒ab和和ab的質(zhì)量都是的質(zhì)量都是0.2

46、kg，電阻都是，電阻都是1 ，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，兩個(gè)導(dǎo)，兩個(gè)導(dǎo)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出圖中未畫(huà)出)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大的大小相同讓小相同讓ab固定不動(dòng)，將金屬棒固定不動(dòng)，將金屬棒ab由靜止釋放，當(dāng)由靜止釋放，當(dāng)ab下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，整下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)回路消耗的電功率為個(gè)回路消耗的電功率為8 W求：求：(1)ab下滑的最大加速度；下滑的最大加速度；(2)ab下落了下落了30 m高度時(shí)，其下滑速度已經(jīng)達(dá)

47、到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)高度時(shí)，其下滑速度已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量熱量Q為多大？為多大？(3)如果將如果將ab與與ab同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)同時(shí)由靜止釋放，當(dāng)ab下落了下落了30 m高度時(shí)，其下滑速度也已高度時(shí)，其下滑速度也已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定，則此過(guò)程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？為多大？(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)思維導(dǎo)航思維導(dǎo)航(1)求求v1與與v2的比值；的比值；(2)寫(xiě)出寫(xiě)出H與與h的關(guān)系式；的關(guān)系式；(3)若地面離磁場(chǎng)若地面離磁場(chǎng)B2的下邊界的高度為的下邊界的高度為h，求金屬線(xiàn)框下落到地面所產(chǎn)生的熱，求金屬線(xiàn)框下落到地面所產(chǎn)生的熱量量(用用m、h、g表示表示)適用對(duì)象：高中學(xué)生制作軟件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3運(yùn)行環(huán)境：WindowsXP以上操作系統(tǒng)