高考物理-电磁感应大题专题.doc

高考物理大题专题-电磁感应重要考点精讲考点一：三个定则（1）安培定则（2）左手定则（3）右手定则考点二：三种电动势（1）感生电动势例题1 如图甲所示的螺线管，匝数匝，横截面积，电阻，与螺线管串联的外电阻，；方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按照图乙所示规律变化；试计算电阻的电功率和两点的电势（设点电势为零）。【答案】，；变式1 如图所示，面积为的匝线圈处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度随时间变化规律是，已知电路中的，电容，线圈的电阻不计。求：（1）闭合后，通过的电流大小和方向；（2）闭合一段时间后，再断开，断开后通过的电荷量是多少？【答案】（1），由上而下；（2）；（2）动生电动势例题2 如图所示，为两条水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻，金属棒斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨接触点之间的距离为，金属棒与导轨间的夹角为，以速度水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒的电流为（ ）A. B. C. D.【答案】B变式2 如图所示，金属框架平面与匀强磁场垂直 ，导体能紧贴金属框架运动，且始终与导轨垂直；当导体从点开始匀速向右运动时，速度为，试求回路中某时刻的感应电动势随时间变化的函数关系式；【答案】；（3）交变电流例题3（09年福建卷）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为，则外接一只电阻为的灯泡，如图乙所示，则A.电压表的示数为 B.电路中的电流方向每秒钟改变次C.灯泡实际消耗的功率为 D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为【答案】D考点三：感应电动势向恒定电路的转化（1）电源：（2）电源的电动势：（3）正负极：（4）内阻：（5）电压：例题4(07山东卷)用相同导线绕制的边长为或的四个闭合导体线框、以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，两点间的电压分别为。下列判断正确的是A BC D答案：B例题5 如图所示，用相同的均匀导线制成的两个圆环和，已知的半径是的两倍。若在内存在着随时间均匀变化的磁场，在磁场外，两点间的电势差为；若该磁场存在于内，在磁场外，两点间的电势差为多大？（在连接两环的导线的中点，该连接导线的长度不计）【答案】；考点四：电荷量的推导公式（1）感应电流横定时：（2）感应电流变化时：例题6 如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻的直角形金属导轨(在纸面内)，磁场方向垂直于纸面向里，另有两根金属导轨分别平行于、放置。保持导轨之间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下四个过程：以速度移动，使它与的距离增大一倍；再以速率移动，使它与的距离减小一半；然后，再以速率移动，使它回到原处；最后以速度移动，使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻的电荷量的大小依次为，则（ ）A. ； B. ；C.； D.；【答案】A考点五：热量的来源与计算方法（1）克服摩擦力与空气阻力产生的热量：（2）克服安培力产生的热量（感应电流的热效应）：（3）电流热效应例题7(06上海卷)如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒，质量为，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒沿导轨向上滑动，当上滑的速度为时，受到安培力的大小为；此时A电阻消耗的热功率为 B电阻消耗的热功率为 C整个装置因摩擦而消耗的热功率为D整个装置消耗的机械功率为答案：BCD例题8(06广东卷)如图所示，用一根长为质量不计的细杆与一个上弧长为、下弧长为的金属线框的中点联结并悬挂于点，悬点正下方存在一个上弧长为、下弧长为的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是 A金属线框进入磁场时感应电流的方向为B金属线框离开磁场时感应电流的方向为C金属线框边进入磁场与边离开磁场的速度大小总是相等D金属线框最终将在磁场内做简谐运动答案：D考点六：电磁感应中的力学问题解题思路：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向；（2）求出回路中电流；（3）分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）；（4）列出力学方程或平衡方程求解。例题9 如图所示，是两根足够长的固定平行金属导轨，两导轨间距离为，导轨平面与水平面的夹角为；在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为；在导轨的端连接一个阻值为的电阻；一根垂直于导轨放置的金属棒，质量为，从静止开始沿导轨下滑；求棒的最大速度；（已知金属棒和导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻不计）【答案】例题10 如图所示，两条平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为，在导轨的一端接有阻值为的电阻，在处有一水平垂直的匀强磁场，磁感应强度；一质量为的金属杆垂直放置在导轨上，以的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为，方向与速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好；求：（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上的外力的大小与方向；（3）保持其它条件不变，而初速度取不同值，求开始时的方向与初速度的关系；【答案】（1）处于的位置；（2）当杆向右运动时，方向与轴正方向相反（向左）；当杆向左运动时，方向与轴正方向相反（向左）；（3）当时，方向与轴正方向相同（向右）；当，方向与轴正方向相反（向左）；考点七：电磁感应中的能量转换问题解题思路：（1）用法拉第电磁感应定律或导体切割磁感线运动公式求出感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则判断感应电动势的方向；（2）画出等效电路，求解电路中各相关参数，分析电路中能量转化关系；（3）研究导体机械能的转化，利用能量转化和守恒关系，列出机械功率变化和电路中电功率变化的守恒关系式。例题11 如图所示，为静止于水平面上宽为而长度足够长的形金属滑轨，连接电阻，其它部分电阻不计，为一可在滑轨平面上滑动，质量为的均匀金属棒，一匀强磁场垂直滑轨面。金属棒以一水平细绳跨过定滑轮，连接一质量为的重物；若重物从静止开始下落，假设滑轮无质量，且金属棒在运动过程中均保持与边平行，忽略所有的摩擦力，则：当金属棒做匀速运动时，其速度是多少（忽略边对金属棒的作用力）？若重物从静止开始至匀速运动之后的某一时刻下落的总高度为，求这一过程中电阻上产生的热量。【答案】（1）；（2）；例题12 如图所示，电动机牵引一根原来静止的，长，质量，电阻的导体棒，导体棒靠在处于磁感应强度，竖直放置的框架上，当导体棒上升高度时获得稳定速度，导体棒产生的热量为；电动机牵引棒时，电压表，电流表的读数分别为，电动机内阻，不计框架电阻及一切摩擦，取；求：（1）棒获得多大的稳定速度？（2）棒从静止达到稳定速度所需要的时间；【答案】（1）；（2）；高考真题演练例题1（2009广东单科，18，15分）如图所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线与阻值为的电阻连接成闭合回路；线圈的半径为，在线圈中半径为的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图所示；图线与横、纵轴的截距分别为和；导线的电阻不计，求至时间内：（1）通过电阻上的电流大小和方向；（2）通过电阻上的电量及电阻上产生的热量例题2 （2012广东理综，35，18分）如图17所示，质量为的导体棒，垂直放在相距为的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为、方向垂直与导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为的平行金属板和分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。（1）调节，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流及棒的速率；（2）改变，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为、带电量为的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的。练习1 （2012天津理综，11，18分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距，左端接有阻值的电阻，一质量，电阻的金属棒放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以的加速度做匀加速运动，当棒的位移时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻的电荷量；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热；（3）外力做的功；【答案】（1）棒匀加速运动所用时间为t，有 s 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 A 根据电流定义式有 C（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为 m/s撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 J（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为J 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 则 J练习2 （2010天津理综，11，18分）如图所示，质量，电阻，长度的导体棒横放在型金