高考物理一轮复习同步课件：9-2电磁感应的综合应用概要

1、 考点一电磁感应中的电路问题综合 考点二电磁感应中的图象问题 考点三电磁感应中的动力学和能量问题 考考点点 高三物理一轮复习高三物理一轮复习 第3节电磁感应的综合应用第九章电磁感应1(多选多选)如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为平平行放置，间距为L1 m，cd间、间、de间、间、cf间分别间分别接着阻值为接着阻值为R10 的电阻一阻值为的电阻一阻值为R10 的导体的导体棒棒ab以速度以速度v4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为

2、B0.5 T，方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是，方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是()A导体棒导体棒ab中电流的流向为由中电流的流向为由b到到aBcd两端的电压为两端的电压为1 VCde两端的电压为两端的电压为1 VDfe两端的电压为两端的电压为1 V考点一电磁感应中的电路问题综合一、电磁感应中的电路问题一、电磁感应中的电路问题1电源和电阻电源和电阻教材梳理教材梳理2电流方向电流方向在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电在外电路，电流由高电势流向低电势；在内电路，电流由低电势流向高电势路，电流由低电势流向高电势1对电磁感应电源的理解对电磁感应电源的理解(1)电源的正、负极可用右

3、手定则或楞次定律判定电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定2对电磁感应电路的理解对电磁感应电路的理解(1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能式的能通过电流做功转化为电能(2)“电源电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动两端的电压为路端电压，而不是感应电动势势考点阐释考点阐释解决电磁感应中的电路问题的基本思路解决电磁感应中的电路问题的基本思路(2)分析电路结构分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出，画出等效电路图等效电路图(3)利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串、

4、并联电路的利用电路规律求解主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解基本性质等列方程求解规律总结规律总结4把总电阻为把总电阻为2R的均匀电阻丝焊接成一半径为的均匀电阻丝焊接成一半径为a的圆的圆环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为环，水平固定在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场中，如图中，如图11所示，一长为所示，一长为2a、电阻等于、电阻等于R、粗细均匀的、粗细均匀的金属棒金属棒MN放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接放在圆环上，它与圆环始终保持良好的接触当金属棒以恒定速度触当金属棒以恒定速度v向右移动经过环心向右移动经过环心O时，求：时，求：(1)棒上电流的大小和方向及棒

5、两端的电压棒上电流的大小和方向及棒两端的电压UMN；(2)圆环和金属棒上消耗的总热功率圆环和金属棒上消耗的总热功率5如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为放置，间距为l1 m，cd间、间、de间、间、cf间分别接阻值间分别接阻值为为R10 的电阻一阻值为的电阻一阻值为R10 的导体棒的导体棒ab以速以速度度v4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好，匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好，导轨所在平面存在磁感应强度大小为导轨所在平面存在磁感应强度大小为B0.5 T、方向、方向竖直向下的匀强磁场下列说法中正确的是竖直向下的匀强磁场下列说法中

6、正确的是( )A导体棒导体棒ab中电流的流向为由中电流的流向为由b到到aBcd两端的电压为两端的电压为1 VCde两端的电压为两端的电压为1 VDfe两端的电压为两端的电压为1 V1.(2015湖北八校二联湖北八校二联)如图所示，两个垂直于纸面的匀强磁场方如图所示，两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为，磁场区域的宽度均为a.高度高度为为a的正三角形导线框的正三角形导线框ABC从图示位置沿从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下列图形中能正磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，

7、在下列图形中能正确描述感应电流确描述感应电流I与线框移动距离与线框移动距离x关系的是关系的是()考点二电磁感应中的图象问题 二、电磁感应中的图象问题二、电磁感应中的图象问题图象图象类型类型随随_变化变化的图象，如的图象，如Bt图象、图象、t图象、图象、Et图象和图象和It图象图象随随_变化变化的图象，如的图象，如Ex图象和图象和Ix图象图象问题问题类型类型由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量理量(用图象用图象)应用应用知识知识左手定则、安培定则、右手定则左

8、手定则、安培定则、右手定则、_、_ _、欧姆定律、牛顿运动定律，函数欧姆定律、牛顿运动定律，函数图象等知识图象等知识2如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区向垂直于纸面向内的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，场区域的下边在一条直线上若取顺时针方向为电流的正方向，则金属框穿过磁场过程的感应电流则金属框穿过磁场过程的感应电

9、流i随时间随时间t变化的图象是下图变化的图象是下图所示的所示的()1要正确解决图象问题，必须能根据图象的意义把图象反要正确解决图象问题，必须能根据图象的意义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断断2解决图象问题的基本步骤：解决图象问题的基本步骤：(1)明确图象的种类，即是明确图象的种类，即是Bt图象还是图象还是t图象，或者图象，或者Et图象、图象、it图象等对于切割磁感线产生感应电动势和感应图象等对于切割磁感线产生感应电

10、动势和感应电流的情况，还常涉及电流的情况，还常涉及Ex图象和图象和ix图象图象(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对应关系用右手定则或楞次定律确定方向对应关系考点阐释考点阐释(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式顿运动定律等规律写出函数关系式(5)根据函数关系式进行数学分析，如分析斜根据函数关系式进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等率的变化、截距等(6)判断图象判断图象(或描绘图象、变换图象或应用图或描绘图象、变换图象或应用图象分析解决问题象分析解决问题)电磁感应中图象类选择

11、题的两个常见解法电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(1)排除法：排除法：定性地分析电磁感应过程中物理定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势量的变化趋势(增大还是减小增大还是减小)、变化快慢、变化快慢(均均匀变化还是非均匀变化匀变化还是非均匀变化)，特别是分析物理量，特别是分析物理量的正负，以排除错误的选项的正负，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对图象进行分析和判断3.(2013高考福建卷高考福建卷)如图，矩形闭合导体线如图，矩形闭合导

12、体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用用t1、t2分别表示线框分别表示线框ab边和边和cd边刚进入磁场边刚进入磁场的时刻线框下落过程形状不变，的时刻线框下落过程形状不变，ab边始终边始终保持与磁场水平边界线保持与磁场水平边界线OO平行，线框平面平行，线框平面与磁场方向垂直设与磁场方向垂直设OO下方磁场区域足够大，不计空气影下方磁场区域足够大，不计空气影响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度响，则下列哪一个图象不可能反映线框下落过程中速度v随时间随时间t变化的规律变化的规律()4.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平将一段导线绕成图

13、甲所示的闭合回路，并固定在水平面面(纸面纸面)内回路的内回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场边置于垂直纸面向里的匀强磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场中回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场，以向里，以向里为磁场为磁场的正方向，其磁感应强度的正方向，其磁感应强度B随时间随时间t变化的图象变化的图象如图乙所示用如图乙所示用F表示表示ab边受到的安培力，以水平向右边受到的安培力，以水平向右为为F的正方向，能正确反映的正方向，能正确反映F随时间随时间t变化的图象是变化的图象是()总结：图象分析总结：图象分析“四明确四明确、一理解一理解”：5.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽如图所示，垂直纸面

14、向里的匀强磁场的区域宽度为度为2a，磁感应强度的大小为，磁感应强度的大小为B.一边长为一边长为a、电、电阻为阻为4R的正方形均匀导线框的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开从图示位置开始沿水平向右方向以速度始沿水平向右方向以速度v匀速穿过磁场区域，匀速穿过磁场区域，在图中线框在图中线框A、B两端电压两端电压UAB与线框移动距离与线框移动距离x的关系图象正确的是的关系图象正确的是()6如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在它的底边在x轴上且长为轴上且长为2L，高为，高为L.纸面内一边长为纸面内一边长为L的正方形导的正

15、方形导线框沿线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域，在t0时刻时刻恰好位于图中所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方恰好位于图中所示的位置，以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中能够正确表示电流位移向，在下面四幅图中能够正确表示电流位移(Ix)关系的是关系的是 ( )7(2014高考新课标全国高考新课标全国卷卷)如图甲所示，线圈如图甲所示，线圈ab、cd绕在同绕在同一软铁芯上，在一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流间

16、电压如图乙所示已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是能正确的是()1.如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，如图所示，一刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域()A若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动程一定是匀速运动B若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动程一定是加速运动C若

17、线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动程一定是加速运动D若线圈进入磁场过程是减速运动，若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动则离开磁场过程一定是减速运动考点三电磁感应中的动力学和能量问题 三、电磁感应中的动力学问题三、电磁感应中的动力学问题1安培力的大小安培力的大小2安培力的方向安培力的方向(1)先用先用_确定感应电流方向，再用确定感应电流方向，再用_确定安培力方向确定安培力方向(2)根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感根据楞次定律，安培力方向一定和导体切割磁感线运动方向线运动方向_3两种状态及处理方法两种状

18、态及处理方法状态状态特征特征处理方法处理方法平衡平衡态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非平衡态衡态加速度不为加速度不为零零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合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功能关系进行分析2、如图所示，如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距为足够长的平行金属导轨，间距L0.50 m，导轨平面与水平面间夹角，导轨平面与水平面间夹角37，N、Q间连接一个电阻间连接一个电阻R5.0 ，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B1.0 T将一根质量为将一根质量为m0.050 kg的金属棒

19、放在导轨的的金属棒放在导轨的ab位置，金属位置，金属棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下棒及导轨的电阻不计现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好已知金属棒与导轨间的动摩擦因数导轨间的动摩擦因数0.50，当金属棒滑行至，当金属棒滑行至cd处时，其速度处时，其速度大小开始保持不变，位置大小开始保持不变，位置cd与与ab之间的距离之间的距离s2.0 m已知已知g10 m/s2，sin 370.60， cos 370.80.求：求：(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；金属棒沿导轨开始下

20、滑时的加速度大小；(2)金属棒到达金属棒到达cd处的速度大小；处的速度大小； (3)金属棒由位置金属棒由位置ab运动到运动到cd的过程中，电的过程中，电阻阻R产生的热量产生的热量 四、电磁感应中的能量问题四、电磁感应中的能量问题1能量的转化能量的转化闭合电路的部分导体做闭合电路的部分导体做_运动产生感应电运动产生感应电流，感应电流在磁场中受流，感应电流在磁场中受_外力外力_安培安培力做功，将其他形式的能转化为力做功，将其他形式的能转化为_，电流做功，电流做功再将电能转化为再将电能转化为_的能的能2实质实质电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能和_

21、之间的转化之间的转化3(2015贵州六校联考贵州六校联考)(多选多选)水平固定放置的足够长水平固定放置的足够长的的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒上放着金属棒ab，开始时，开始时，ab棒以水平初速度棒以水平初速度v0向右向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和粗糙两种情况比较，这个过程况比较，这个过程()A安培力对安培力对ab棒所做的功不相等棒所做的功不相等B电流所做的功相等电流所做的功相等C产生的总内能相等产生的总内能相等D通过通过ab棒的电荷量相等棒的电荷量相等3能量转化过程的理

22、解能量转化过程的理解(1)电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是电磁感应现象中产生感应电流的过程，实质上是能量的转化过程能量的转化过程(2)电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，到安培力的作用，因此，要维持感应电流的存在，必须有必须有“外力外力”克服安培力做功，将其他形式的能转克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能化为电能“外力外力”克服安培力做了多少功，就有多克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能少其他形式的能转化为电能(3)当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形当感应电流通过用

23、电器时，电能又转化为其他形式的能安培力做功的过程，或通过电阻发热的过式的能安培力做功的过程，或通过电阻发热的过程，是电能转化为其他形式能的过程安培力做了程，是电能转化为其他形式能的过程安培力做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能多少功，就有多少电能转化为其他形式的能4.如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电，接入电路的电阻为路的电阻为1 ，两端与

24、导轨接触良好，与导轨间的动摩擦，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为感应强度为0.8 T将导体棒将导体棒MN由静止释放，运动一段时由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度重力加速度g取取10 m/s2，sin 370.6)() A2.5 m/s1 W B5 m/s1 W C7.5 m/s 9 W D15 m/s9 W解决电磁感应动力学及能量问题一

25、般思路解决电磁感应动力学及能量问题一般思路(1)电路分析：确定电源，画出等效电路，明确内、外电路分析：确定电源，画出等效电路，明确内、外电路，分析电路的串、并联关系电路，分析电路的串、并联关系(2)受力分析：注意导体棒所受的安培力大小和方向受力分析：注意导体棒所受的安培力大小和方向(3)运动分析：对运动过程进行运动分析：对运动过程进行“慢进慢进”式推理分析，应式推理分析，应用牛顿第二定律对运动过程中各物理量进行分析用牛顿第二定律对运动过程中各物理量进行分析(4)能量分析：分析运动过程中各力做功情况，明确能能量分析：分析运动过程中各力做功情况，明确能量转化形式量转化形式(5)规律分析：根据牛顿第

26、二定律，运动学方程，动能规律分析：根据牛顿第二定律，运动学方程，动能定理、能量守恒定律合理组合优化定理、能量守恒定律合理组合优化规律总结规律总结2动力学和能量问题中的动力学和能量问题中的“两个三两个三”：(2)5.如图所示，固定的光滑金属导轨间距为如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不，导轨电阻不计，上端计，上端a、b间接有阻值为间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平的电阻，导轨平面与水平面的夹角为面的夹角为，且处在磁感应强度大小为，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中质量为导轨平面向下的匀强磁场中质量为m、电阻为、电阻为r的导体的导体棒与固定弹簧连

27、接后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处棒与固定弹簧连接后放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行，弹簧的中心轴线与导轨平行(1)求初始时刻通过电阻求初始时刻通过电阻R的电流的电流I的大小和方向；的大小和方向；(2)当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此，求此时导体棒的加速度大小时导体棒的加速度大小a；(3)若导体棒最终静

28、止时弹簧的弹性势若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为能为Ep，求导体棒从开始运动直到停，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻止的过程中，电阻R上产生的焦耳热上产生的焦耳热Q.6. 如图所示，光滑斜面的倾角为如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为边的边长为l1，bc边的边长为边的边长为l2，线框的质量为，线框的质量为m，电阻，电阻为为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为质量为M.斜面上斜面上ef 线线 (ef 平行底边平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的，如果线框从静止开始运动，