高三物理一轮复习《牛顿运动定律的综合应用》学案

1、高三物理一轮复习牛顿运动定律的综合应用复习案【学习目标】1 .知道什么是超重和失重现象，知道产生超重和失重现象的条件。2 .知道完全失重现象及其产生条件。3 .能够应用牛顿第二定律分析处理超重和失重问题。 重重点难点】1.超重和失重的实质。2.应用牛顿定律求解超重和失重问题。【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自 己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。【课前预习】一、超重1、定义：物体对支持物的压力 （或对悬挂物的拉力）重力的现象，叫做超重。F=m什ma=m（什a）mg,即视重 实重。2、产生超重现象的条件是：物体具有向上的 ,而不

2、是具有向上的速度。3、超重现象包括两种运动情形：向上的 运动，或向下的 运动。 二、失重1、定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 重力的现象，叫做失重。F=mg-ma=m（g-a）mg,即视重实重。2、产生失重现象的条件是：物体具有向下的 ,而不是具有向下的速度。3、失重现象包括两种运动情形：向下的 运动，或向上的 运动。4、物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于 的现象，叫做完全失重现象。F=mg-ma=m（g-a）=0 即视重=0。注意：物体处于完全失重状态时，其重量并没有变化，更没有消失！产生完全失重现象的条件是：物体具有向下的 ,且向下的加速度 该处的重力加速度g。三、竖直

3、上抛运动1 .竖直上抛运动指只在重力作用下，以一定的初速度向上抛出的直线运动2 .特点：上升到最高点时间t=,上升的最大高度 H= （ 初速为V0）上升阶段与下降阶段，通过同一段竖直距离所用的时间 ;上升阶段与下降阶段，经过同一位置时速度大小相等，方向 ;【课内探究案】探究一 对超重和失重的理解1、跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有（）A.上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B.上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C.上升过程和下落过程均处于超重状态D.上升过程和下落

4、过程均处于完全失重状态2.在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说 法中正确的是（）A.读数偏大，表明装置一定加速上升B.读数偏小，表明装置一定减速下降C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动D.读数准确，表明装置匀速上升或下降原来作勺谏运动的升降机内，有被伸长U,拉住的、具有一定质量的物体小静It在地板 上，如图所示.现发现物体k突然被弹簧理向右方.由此可判断，此时升降机的运动可能是L加速上升0.抽潦上升C.加速下降D.减速4、某人在地面上最多能举起质量为60kg的物体，在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80kg的物

5、体，则电梯的加速度为多少？如果电梯以这个加速度匀加速上升，这个人在电梯内最多能举起质量为多少 kg的物体？（取g=10m/s2）。探究二对竖直上抛运动的理解5 .在楼顶平顶上同一点，以同样大小的初速度同时抛出A、B两球，A球竖直上抛，B球竖直下抛（不计空气阻力），下列说法中正确的是（）A.两球落地时速度相同B .两球从抛出到落地运动时间相同C.两球运动的位移相同D .两球运动的路程相同6 . 一物体作竖直上抛运动（不计空气阻力），初速度 20m/s,当它位移为 15m,经历时间为（ ）1 . 1s B . 2sC. 5s D . 3s探究三 临界、极值问题7 .如图9所示，一质量为 M= 5

6、kg的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为阴=0.5 ,斜面高度为h = 0.45 m ,斜面体右侧竖直面与小物块的动摩擦因数为2= 0.8，小物块的质量为 mr 1 kg,起初小物块在斜面的竖直面上的最高点。现在从静止开始在M上作用一水平恒力F,并且同时释放 取g= 10 m/s；设小物块与斜面体右侧竖直面间最大静摩擦 力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点。问：（1）要使M m保持相对静止一起向右做匀加速运动，加速度至少多大？（2）此过程中水平恒力至少为多少？【拓展提升案】1、关于超重和失重现象，下列说法正确的是（）A.超重现象就是重力增大，失重现象就是重力减小8 .无论

7、是超重还是失重，实质上物体所受的重力并没有改变C.人造卫星中的物体，从一开始发射到最后在高空运行，一直处于完全失重状态D.不管因为什么原因，只要物体对支持物（或悬绳）的压力（或拉力）增大了，物体就已经 处于超重状态2、某人站在一台称上，当他猛地下蹲的过程中，台秤读数（）A.先变大后变小，最后等于他的重力B.变大，最后等于他的重力C.先变小后变大，最后等于他的重力D.变小，最后等于他的重力3、宇宙飞船在绕地球飞行时，在舱内不能完成的实验是（）A.用刻度尺测量物体的长度B.用弹簧测力计测量物体重力C.用天平测物体的质量D.用水银气压计测舱内大气压4、如图所示，A B两物块叠放在一起，当把A B两物

8、块同时竖直向上抛出时 （不计空气阻力），则（）A. A的加速度小于gJB. B的加速度大于gBC. A、B的加速度均为gD. A、B间的弹力为5、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子 所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中，下列说法正确的是()A.箱内物体对箱子底部始终没有压力B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 6.自地面将一物体竖直上抛，初速度大小为 30m/s,当它的

9、位移为时 15nl经历的时间和运动速度分别为(取，不计空气阻力，选取向上为正方向) ()A. 1s,10m/s B . 2 s,15 m/s C . 3 s,-10 m/s D . 4 s,-15 m/s高三物理一轮复习选修3-2第九章电磁感应第1讲 电磁感应现象、楞次定律考点说明考点要求说明电磁感应现象I磁通量I楞次定律n知识梳理一、电磁感应现象不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用变化的磁场产生电流的现象叫 ;产生感应电流的条件是 二、磁通量在匀强磁场中 与 的乘积叫穿过这个面的磁通量.单位为,符号为 .物理意义是 ;磁通量是 量，但有正负之分，

10、若有两个磁场穿过某一面积，设某一方向的磁通量为正，另一方向的磁通量为负，它们的 就为穿过这一面积的磁通量.三、磁通量发生变化的三种情况 ；(2) ；(3) .四、楞次定律感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是 引起感应电流的.在理解楞次定律时，应特别注意：谁阻碍谁：阻碍. (2)阻碍什么：阻碍的是穿过回路的磁通量的 ,而不是磁 通量本身.(3)如何阻碍：原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ; 当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ,即“增反减同”.五、应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤明确, (2)判断, (3)确定 的方向，利用反推感应电流的方向.六、右手定

11、则导体切割磁感线产生感应电流的方向用 来判断较为简便.其内容是：伸开右 手，让大拇指跟其余四指垂直， 并且都跟手掌在同一平面内， 让磁感线垂直穿入掌心，大拇 指指向是 , 其余四指所指的方向就是基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场磁场对运动电荷、电流的作用力部分导体切割磁感线产生感应电流的方向闭合回路磁通量的变化七、楞次定律也可以理解为：感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起感应电流的原因.如：(1)阻碍原磁通量的变化或原磁场的变化；(2)阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势；(4)阻碍原电流的变化(自感现象).疑难解析楞次定律：本讲的知识点不多，重点

12、集中在楞次定律，楞次定律的核心在于“阻碍”， 真正理解了 “变化”和“阻碍”，就真正掌握了这个定律.应用楞次定律解题的步骤可分为：(1)确定闭合回路中磁场的方向；(2)判断磁通量是增加还是减小；(3)根据感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化判断感应电流的方向.具体地说，如果磁通量是增加的， 则感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；如果磁通量是减少的， 则感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，即所谓的增“反”减“同" ；(4)利用安培定则确定感应电流的方向.典例分析题型一：判断感应电流的方向感应电流产生的条件是：以上表述是充分必要条件 条件，就必然产生感应电流.穿过闭合电路的磁通量发

13、生变化. 不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个楞次定律解决的是感应电流的方向问题.感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.它关系到两个磁场：感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）.前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的 简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系.例题与变式例1（11年江苏调研）如图所示,一水平放置的圆形通电线圈 1固定，另一较小的圆形线圈 2从1的正上方下落，在下落 的过程中两线圈平面始终保持平行且共轴， 则在线圈2从正上方落至1的正下方过程中，从 上往下看，线圈2中的感应电流应为（）A.始

14、终有顺时针方向的电流B.先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流C.先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流D.在1正上方有顺时针方向的感应电流，在1正下方无感应电流【解析】 由楞次定律知，线圈2从正上方落至线圈1处时，从上往下看，线圈2中的 感应电流为顺时针，从线圈 1处落至正下方时，线圈 2中的感应电流为逆时针，故选 B.【答案】 B【点评】本题考查对楞次定律的理解应用能力及空间想象能力.学生用楞次定律解题时，一定要沿楞次定律解题的步骤进行推理判断，比较规范的解题，以达到熟能生巧.如图所示，线圈 M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当 M中通入下

15、列哪种电流时，在线圈 P中能产生正方向的恒定感应电流（）变式训练12可以自由（11年广东调研）如图甲所示，光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线, 移动的矩形导线框 abcd靠近长直导线静止放在桌面上.当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（）A.在t2时刻，线框内没有电流，线框不受力B. t1到t2时间内,C. t1到t2时间内,线框内电流的方向为abcda线框向右做匀减速直线运动应用楞次定律，从“阻碍磁通量变化”的角度来解决相关问题.例题与变式例2（11年上海模拟）如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离相等，

16、当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动， 那么线圈受到木板的摩擦力方向是（）A. 一直向右B. 一直向左C.先向左、后向右D.先向左、后向右、再向左【解析】 根据楞次定律可知， 当磁铁向右运动时，线圈要远离它，所以有向右运动的 趋势，故摩擦力方向向左；当磁铁都到线圈右边时， 线圈要靠近它，故也有向右运动的趋势,即摩擦力方向向左.当部分磁铁处于线圈正下方时，线圈总有向右运动的趋势来削弱磁铁与线圈的相对运动，摩擦力方向与运动趋势方向相反即摩擦力向左.所以答案选B.【答案】 B0变式训练21P、Q平行放于导轨上，形成一如图所示，光滑固定导轨 M、N水平放置，两根导体棒个闭合回路.当一条形磁铁从

17、高处落下接近回路时，则 （）A . P、Q将互相靠拢 B . P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为 g D,磁铁的加速度小于 g题型三：分析物体的运动状态I题型综述应用楞次定律，从“阻碍相对运动”的角度来解决相关问题.例题与变式例3如图所示，在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在 ab、cd上无摩擦地滑动.杆 ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时，给ef一个向右的初速度，则（）A . ef将减速向右运动，但不是匀减速C. ef将匀减速向右运动，最后停止D. ef将匀速向右运动E. ef将往返运动【解析】当ef

18、开始向右运动时，回路中会产生感应电流，所受安培力向左，阻碍其运动，所以ef速度减小，感应电流减小，安培力随之减小，因此ef在运动过程中受到逐渐变小的阻力作用，但不是匀减速运动.【答案】 A【点评】本题考查对楞次定律阻碍含义的正确理解，应用此含义方便快捷的解题.此题易错的地方是没有理解“阻碍”的含义，又不能对过程进行全面的分析，从而导致错选.变式训练31M相接，如图所示，导轨在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈上放一根导线ab,磁感线垂直于导轨所在平面.欲使M所包围的小13!合线圈 N中产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动情况可能是（）A.匀速向右运动B.加速向右运动C.减

19、速向右运动D.加速向左运动题型四：判断物体的运动及能量转化题型综述根据楞次定律，由能量转化和守恒定律来判断：有电流产生，就一定有其他形式的能向电能转化.例题与变式例4如图所不，用一根长为 L质量不计的细杆与一个上弧长为lo、下弧长为do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2lo、下弧长为2do的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且do,松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦.下列说法中正确的是（）A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为a- b-c- d-aB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为a-d-c b-aC.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D

20、.金属线框最终将在磁场内做简谐运动【解析】 金属线框进入磁场时，由于穿过线框的磁通量增加，产生感应电流，根据楞 次定律判断电流的方向为a-d-c一 b一，由于穿过线框的磁通量减小，产生感应电流，根据楞次定律判断电流的方向为ab-c-d-,金属线框的机械能将逐渐减小，转化为电能，如此往复摆动，最终金属线框在匀强磁场内摆动，由于do L,满足单摆运动的条件， 所以，最终为简谐运动.因此答案为 D.【答案】 D【点评】此题易错的地方是不能正确理解楞次定律中能量转化和守恒定律的含义和单摆运动的条件，从而导致错解.为了能灵活应用楞次定律解决问题，应注意楞次定律的几种特殊形式：（1）阻碍原磁通量的变化或原

21、磁场的变化；（2）阻碍相对运动，可理解为“来拒去留”（3）使线圈面积有扩大或缩小的趋势；（4）阻碍原电流的变化（自感现象）.利用上述规律分析问题可以独辟蹊径，达到快速准确的效果.1变式训练41如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则（）A.圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B.在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大D.圆环最终将静止在平衡位置1 . （10年广东调研）在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类

22、历史的进步.下列说法中不正确的是（）A.牛顿把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，建立了万有引力定 律B .伽利略以实验和数学推理相结合的科学研究方法得到了落体运动规律C.欧姆首先总结了导体的电阻与其长度的横截面积的关系D.奥斯特发现了电流的磁效应2 .如图所示，导线框 abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定电流I,当线框由左向第2题图右匀速通过直导线过程中，线框中感应电流的方向是A.先 abcda,再 dcbad,后 abcdaB.先 abcda,再 dcbadC.始终是dcbadD.先 dcbad,再 abcda,后 dcbad第3题图3 .如图，粗糙水平桌面上有一质

23、量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 （）A. FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B. FN先大于 mg后小于mg,运动趋势向左C. FN先小于 mg后大于mg,运动趋势向右D. FN先大于mg后小于 mg,运动趋势向右第4题图4 .电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l, ad= h,质量为m,自某一高度自由落下， 通过一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h（如图所示）.若线框恰好以恒定速度通过磁场，求线框中产生的焦耳热是多少？第2讲法拉第电磁感应定律（

24、一） 考点说明考占八、要求说明法拉第电磁感应定律n知识梳理一、法拉第电磁感应定律1 .电路中感应电动势的大小跟 成正比，表达式为E=.2 .当导体在匀强磁场中做切割磁感线的相对运动时产生的感应电动势E=,。是B与v之间的夹角.3 .导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线，虽然棒上各点的切割速度并不相同，但可 用棒上 等效替代切割速度.常用公式 E=.二、应用法拉第电磁感应定律时应注意1. E =适用于一般回路.若磁通量不随时间均匀变化，则 A/的t A时间 内通过该回路的磁通量的 .2. E=,适用于导体各部分以相同的速度切割磁感线的情况，式中 L为导 线的有效切割长度，0为运动方向和磁感线方向的

25、夹角.若 v为瞬时速度，则 E为.若v为平均速度，则E为.3. 若磁感应强度 B不变，回路的面积 S发生变化，则E=;若回路的面积 S不变，磁感应强度 B发生变化，则E=;若磁感应强度 B、回路的面积S都发 生变化，则E =.三、要注意严格区分 、AA/和物理意义是指 A是指 A/是指 疑难解析1 .本讲的重点集中在感应电动势大小的计算，对感应电动势的计算用法拉第电磁感应 定律E= n A/ 分为两种情况：（1）导体各部分以相同的速度平动切割磁感线的情况用公式 E= BLvsin q。为运动方向和磁感线方向的夹角；（2）导体棒绕某一固定转轴旋转切割磁感线的情况用 公式E= ；B12co.2 .

26、本讲的难点是要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会用 电磁感应定律计算有关问题，能从力和能的观点分析电磁感应现象，以加深对电磁感应的理解，提高学生应用物理知识分析问题的能力.典例分析题型一：基本公式计算题型综述用法拉第电磁感应定律解题时，经常会计算感应电动势，感应电流，安培力等物理量, 这就要求同学们掌握好基本公式，及一些相关的基本规律.例题与变式如图所示，长Li宽L2的矩形线圈电阻为 R,处于磁感应强度为 B的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直.求：将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，(1)拉力F大小;(2)拉力的功率P; (3)拉力做的功 W; (4)线圈中产生的电热

27、 Q; (5)通过线圈某一截面的电荷量q.【解析】(1)E=BL2v, | = E，F=BIL2,匚 B2L2vF= RB2L2v2 (2)P=Fv=RB2L2Liv G3)W=FLi=RE A % 中?Q = W (5)q = I t= Rt =-与 v 无关【答案(DBv 化) (3)B-L2vk1 (4)BLv (5)BLTL2 RRRRR【点评】 这是一道基本练习题， 应该思考一下所求的各物理量与速度v之间有什么关系.此题易错的地方是电热Q和电荷量q的求解方法，在求感应电量 q时，不论磁通量是否均匀变化，我们总可以利用平均值加以计算.q=A/R即感应电量仅由磁通量变化大小和电路的电阻决

28、定，与变化时间、磁通量变化快慢无关.0变式训练11（10年重庆高考）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究. 实验装置的示意图可用图表示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，大小为v,方向水平.金属板与水流方向平行，地磁场磁感应强度的竖直分量为B,水的电阻率为p,水面上方有一阻值为 R的电阻通过绝缘导线和电键 K连接到两金属板上.忽 略边缘效应，求：（1）该发电装置的电动势；（2）通过电阻R的电流强度；（3）电阻R消耗的电功率.金树梅题型二：感应电动势的分析题型综述电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即 E=k及 在A t国际单

29、位制中可以证明其中的k=1,所以有E=*对于n匝线圈有E=n。彳平均值）.在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E = BLvsin ”（ “是B与v之间的夹角）（瞬时值）.例题与变式a例2（10年全国高考）某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，X 10 5 T. 一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100 m,该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过.设落潮时，海水自西向东流，流速为 2 m（ ）A .电压表记录的电压为 5 mVB.电压表记录的电压为 9 mV C.河南岸的电势较高D.河北岸的电势较高【解析】 X 10 5X

30、 100X 2=9X 10 3（v）可知A项错误，B项正确.再由右手定则可判断河北岸电势高，故 C项错误，D项正确.【答案】 BD口变式训练21一直升飞机停在南半球的地磁极上空.该处地磁场的方向竖直向上，螺旋桨转动的频率为f,顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动.螺旋桨叶片的近轴端为a,远轴端为b,如图所示.如果忽略 a到转轴中心线的距离，用e表示每个叶片中的感应电动势，则（）A.出2B,且a点电势低于 b点电势B.彳2兀flB,且a点电势低于 b点电势C.兀flB,且a点电势高于 b点电势D.彳2兀flB,且a点电势高于 b点电势题型三：感应电流的分析计算注意区分内外由感应电动势

31、计算感应电流， 需要根据闭合电路欧姆定律分析整个回路, 电路；解题时最好画出等效电路图.例题与变式例3矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直.规定磁 场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示，若规定顺时针方向为感应电流i的正方向,卜列it图象中正确的是（）【解析】 由楞次定律可判断出在前 4 s内感应电流的方向分别为负方向、正方向、正方向、负方向.由题图可知：在每一秒内，磁感应强度的变化率一的大小相同，导线框中A tA磁通量的变化率 1 1S的大小相同，形成的感应电流的大小i = ：=-R'相同.因此选 D.【答案】 D【点评】 本题主

32、要考查了楞次定律、 法拉第电磁感应定律的综合应用，正确理解和掌 握楞次定律、法拉第电磁感应定律是解决此题的关键.变式训练31如图所示，在XW0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面（纸面）向里.具定电阻的矩形线框 abcd位于xy平面内，线框的ab边与y轴重合.令线框从t = 0的时刻起由静止开始沿 x轴正方向做匀加速运动， 则线框中的感应电流1（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线It图可能是下图中的哪一个（）1 .法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应定律，将历史上认为各自独立 的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中，所作的推论后来被实验否定

33、的是（）A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静 止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的 线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁 运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动导线上的稳恒电流也 可在近旁的线圈中感应出电流第2题图2 . （09年天津高考）如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，

34、整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力 F做的功与安培力做的功的代数和等于（）A.棒的机械能增加量B.棒的动能增加量C.棒的重力势能增加量D.电阻R上放出的热量3 . （10年浙江调研）如图所示，金属棒 AB垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，棒与导轨接触良好，棒 AB和导轨电阻均忽略不计.导轨左端接有电阻R,垂直F拉着棒AB向右移动，t于导轨平面的匀强磁场向下穿过平面.现以水平向右的恒定外力则下列判断正确的秒末棒AB速度为v,移动的距离为1,且在t秒内速度大小一直在变化,是（）A. t秒内AB棒所受的安培力方向水平向左，

35、大小逐渐增大B. t秒内外力F做的功等于电阻 R释放的电热C. t秒内AB棒做加速度逐渐减小的加速运动一八 ,2F1D. t秒末外力F做功的功率等于 第4题图4 .如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内外，磁场方向相反，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合，在内、 外磁场的磁感应强度同时由 B均匀地减小到零的过程中，求通过导线截面的电量q.第3讲法拉第电磁感应定律(二) 考点说明考占八、要求说明法拉第电磁感应定律n知识梳理一、在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生 .该 导体或回路就相当于二、在外电路中，电流从 电势流向 电势

36、；在内电路中， 电流则从 电势流向 电势.三、当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生 ,电流在导体内形成 ,很像水中的漩涡，因此称为 ,简称涡流.四、电磁感应现象中能量转化的规律电磁感应现象中出现的电能一定是由 转化而来的.分析时应牢牢抓住能量守 恒这一基本规律，分清哪些力做了功就知道有哪些形式的能量参与了转化，如有摩擦力做功，必有内能产生；有重力做功，重力势能必然发生变化；安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电能，并且安培力做了多少功， 就产生多少电能，然后利用 列出方程求解.疑难解析1 .本讲的重点是理解电磁感应中的能量问题，能用功能观点综合解决问题.分析时应 牢牢抓住

37、能量守恒这一基本规律，分清哪些力做了功就知道有哪些形式的能量参与了转化， 然后利用能量守恒列出方程求解.具体步骤是：(1)受力情况、运动情况的动态分析；(2)物体所受各力的做功情况；(3)列出动力学及能量守恒的方程求解.2 .电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，从而影响导体棒(或线圈)的受力情况和运动情况.解决这类电磁感应现象中的力学综合题，要将电磁学、力学中的有关知识综合起来应用.具体方法是：确定电源(E, r)错误！感应电流错误！运动导体所受的安培力临界状态运动状态的分析vk a方向关系a变化情况-F二ma合外力典例分析题型一：感应电动势与受力分析二*Q甲0 3/m * s

38、'1 jtb冷/R/T .口一 口 J"（1）除R以外，其余部分的电阻均不计，求 R的阻值；（2）当棒的位移s=1m时，其速度已经达到了最大速度 v上产生的热量.【解析】（1）由速度一时间图象得，此时的加速度等于直线a=错误！ = /s2= 1m/s,求在此过程中电阻 RAO的斜率题型综述应用法拉第电磁感应定律求解电动势，应用闭合电路欧姆定律求解电流，计算得出安培力，进而由受力平衡分析求解.例题与变式Q例1（11年山东模拟）如图甲所示，MN、PQ是倾斜放置的粗糙平行长直导轨，轨道面与水平面夹角为30。，其间距L=, R是接在导轨一端的电阻，ab是跨在导轨上质量 m =的导体

39、棒，空间存在 B =、方向垂直于轨道平面斜向右下方的匀强磁场.从t=0开始，对原来静止的ab棒施加一个大小为 F=,方向平行于轨道面斜向上的恒定拉力，使其从静止开始沿 导轨滑动，棒始终保持与导轨垂直且接触良好，图乙是棒的速度一时间图象，其中AO是图象在。点的切线，AB是图象的渐近线.（g取10m/s2）由牛顿第二定律 F (f+mgsin )=0= ma两式联立解得(f+mgsin漳1N设当棒达到最大速度 v时，电动势为E,电流为I,棒受到的安培力为 F安，贝U E= BLvI= E/R5安=81此时棒处于平衡状态F= (f + mgsin )+ F 安(2)电阻上产生的热量等于过程中导体棒克

40、服安培力所做的功W1 C对棒应用动能th理 Fs(f+mgsin )s- W = mv2【答案】(1) Q (2) J【点评】本题综合考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力及牛顿第二定律知识.以变式训练11(11年广东模拟)如图所示，一金属杆弯成如图所示形状的固定导轨，左侧导轨处于水平面内，右侧导轨处在倾角0= 30°的斜面上，、电阻为R的金属棒ab水平放置在倾斜的导轨上.整个装置处在方向垂直于斜面的匀强磁场中，可使棒恰好沿斜面匀速下滑，然后再进入水平轨道滑行.不计整个导轨的电阻和摩擦，：(1)金属棒沿斜面匀速下滑的速度V0.(2)金属棒在水平导轨滑行过程加速度的最大值.

41、(设棒从倾斜导轨进入水平导轨过程速度大小保持不变)题型二：导体棒的动态分析题型综述根据法拉第电磁感应定律及受力情况分析其运动状态，与牛顿第二定律相结合求解(1)处理电磁感应中的动态问题时，要抓住“速度变化引起磁场力的变化”这个相互关 联的关系，这也正是这类题容易出错的地方.另外从分析物体的受力情况与运动情况入手是解题的关键.(2)要学会从动态分析的过程中来选择是从动力学方面，还是从能量方面来解决问题.(3)在分析运动导体的受力时，常画出平面示意图和物体受力图.例题与变式例2如图所示，在一对光滑平行的金属导轨的上端连接一阻值为R的固定电阻，两导轨所决定的平面与水平面成 30°角，今将一

42、质量为 m、长为L的导体棒ab垂直放于导轨上， 并使其由静止开始下滑，已知导体棒电阻为r,整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，？【解析】 导体棒由静止释放后，加速下滑， 受力图如下，导体棒中产生的电流逐渐增 大，所受安培力（沿导线向上）逐渐增大，其加速度=gsin30BILm逐渐减小.当a=0时,a=mgsin30 BIL导体棒开始做匀速运动，其速度达到最大.则由平衡条件得：mgsin30° BIL =0 其中 I=-EE=BLvm dr+ R解联立方程组得:vm =mg R + r2B2L2r的发热功率为：p=|2r=2BL2r=%0I答案】嗤罟联使用公式E= BLvsin 0

43、【点评】 这是导体做切割磁感线运动产生感应电动势的问题, 进行计算比较方便，但是要注意各种情况下 。角的分析.此题易错的地方是不会把立体图改画成平面图，这样会造成受力分析的困难，解不出答案.因此我们在做题中要积累经验，使复杂的问题简单化.此外本题还考查左、右手定则的正确使用问题.变式训练21（11年广东模拟）两根足够长的光滑金属导轨平行固定在倾角为。的斜面上，、方向垂直R而且保持不变，重力加速度为g.于斜面向上.两根金属杆 ab、cd的质量分别为 m和2m,垂直于导轨水平放置在导轨上， 如图所示.设杆和导轨形成的回路总电阻为(1)给ab杆一个方向沿斜面向上白初速度，同时对 ab杆施加一平行于导

44、轨方向的恒定 拉力，结果cd杆恰好保持静止而 ab杆则保持匀速运动，求拉力做功的功率.(2)若作用在ab杆的拉力与第(1)问相同，但两根杆都是同时从静止开始运动，求两根杆达到稳定状态时的速度.题型三：能量守恒及综合应用题型综述本章以电场、磁场、电路等知识为基础，综合力与运动、能量等力学体系的知识，是高中物理中综合程度最高的章节之一，所以本章的难点也很突出.在高考中出现的题型通常会有感应电流的产生条件、方向判定，感应电流大小的计算等， 在大题中则常会出现电磁感应和电路知识的综合、 电磁感应和力的综合、 电磁感应和能量的综合等综合的题目，还会有比较多的图象问题会牵连到题目当中.所以，本章的难点在于

45、正确理顺知识体系，通过严密的分析、推理，综合应用所学知识处理实际问题.例题与变式在质量为 M = 1kg的小车上，竖直固定着一个质量为 m = , Wj h =、总电阻R= 100Q> n= 100匝矩形线圈，且小车与线圈白水平长度 l相同.现线圈和小车一起在光滑的水平面上 运动，速度为v1=10m/s,随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度B = 1.0T的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图 (1)所示.已知小车运动(包括线圈)的速度v随车的位移s变 化白V vs图象如图(2)所示.求：(1)小车的水平长度l和磁场的宽度d;(2)小车的位移s= 10cm时线圈中的电流大小 I以及此时

46、小车的加速度 a;(3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q.【解析】(1)由图可知，从s= 5cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度v随位移s减小，当s= 15cm时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流消失，小车做匀速运动.因此小车的水平长度l=10cm.当s= 30cm时，线圈开始离开磁场，则 d= (30 5)cm= 25cm(2)当s=10cm时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度v2=8m/s由闭合电路欧姆定律得线圈中电流I = E = nB詈R R 100X1XX8 斛付 I=100 A =此时线圈所受安培力 F= nBIh = 100

47、X 1 XX 0.05N = 2N小车的加速度 a=F =错误！ m/s2= /s2M + m(3)由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为V3 = 2m/s.线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线卷的动能减小，转化成电能消耗在线圈上产生电热.1c cQ= 2(M + m)(v2 v2)【答案】 (1)10cm 25 cm (2) m/s2 (3)°变式训练31如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间 OOiOi' O'矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为 d的匀强磁场， 电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨

48、上，与磁场上边边界相距do.现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经彳匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中 始终保持水平，导轨电阻不计 ).求：(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度；(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热;(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况.1 .如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中， 磁场的磁感应强度为 B ,方向与ad边垂直并与线框平面成 45°角，o、o'分别是ab边和cd 边的中点.现将线框右半边obco '绕oo'逆时针旋转90。到图乙所示位置.

49、在这一过程中，导线中通过的电荷量是()第1题图A/IBS B.TBS C.BS D. 0 2R R R2 .如图所示，平行金属导轨与水平面成。角，导轨与固定电阻 Ri和R第2题图2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒 ab,质量为m,导体棒的电阻与固定 电阻Ri和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为 由导体棒ab沿导轨向上滑动， 当上滑的速度为v时，受到安培力的大()A.电阻Ri消耗的热功率为Fv/3B.电阻R2消耗的热功率为 Fv/6C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为mgvcos 0D.整个装置消耗的机械功率为 (F+mgcos)V3.如图所示，有两根和水平方向成口角的光滑平行的

50、金属轨道，上端接有可变电阻 R,下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，上由静止滑下.经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度Vm,()A.如果B增大，vm将变大B.如果 a变大，Vm将变大 C.如果R变大，Vm将变大 D.如果m变小，vm将变大4. (11年广东模拟)如图甲，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置，间 距为d,右端通过导线与阻值为 R的小灯泡L连接，在面积为S的CDEF'矩形区域内有竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度 B随时间变化如图乙，在 t=0时，一阻值为 R的金属棒在 恒力F作用下由静止开始从 ab位置沿导轨向右运动，当 t = to时恰好

51、运动到CD位置，并开 始在磁场中匀速运动.求：(1)0to时间内通过小灯泡的电流；(2)金属棒在磁场中运动速度的大小；(3)金属棒白质量m.第4题图考 点要求说明自感、涡流I考点说明第4讲电磁感应的图象问题自感知识梳理2 .自感现象中产生的感应电动势称自感电动势，其大小为E=.3 . L为,它的大小由线圈自身结构特征决定.线圈越 ,单位长 度上的匝数越 ,横截面积越 ,它的自感系数越 ,加入铁芯 后，会使线圈的自感系数大大 ,自感系数的单位为 .4 .自感电动势的方向：自感电动势总是 .即：若电路中电 流增加，则自感电动势与电流方向 ；若电路中电流减少，则自感电动势与电流方 向.5 .自感电动

52、势的作用:二、日光灯电路是由启动器、镇流器和灯管组成，日光灯电路图如图.镇流器，其作用 是在灯开始点燃时起 的作用；在日光灯正常发光时起 作用.题型一：电磁感应现象的图象问题题型综述本讲的重点是电磁感应现象中的的图象问题，其中涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势和感应电流随时间变化的图象.这些图象问题大体可分为两类：（1）由给出的电磁感应过程画出正确的图象；（2）给定有关图象分析电磁感应的过程，求解相应的物理量.例题与变式PQ沿导（10年广东高考）如图所示，平行导轨间有一矩形的匀强磁场区域，细金属棒轨从MN处匀速运动到 M' N'的过程中，棒上感应电动势 E随时间t变化的图示，可

53、能正 确的是（）c【解析】 在金属棒PQ进入磁场区域之前或出磁场后，棒上均不会产生感应电动势,D项错误.在磁场中运动时，感应电动势E = Blv,与时间无关，保持不变，故 A选项正确.变式训练11一个边长也为L如图，一个边长为L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场;ab与导线框的一条边垂直，ba的的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线延长线平分导线框.在 t=0域.以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正.下列表示 能正确的是（）时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区it关系的图示中，可题型二：断电自感与通电自感题型综述本讲的难点是记住断电自感和通电自感的现象，而且还要从原理上弄明白为什么会出现这些现象，流过线圈L中的电流，由于自感电动势的作用，只能逐渐变化，而不能突变.自感电动势作用是阻碍流过线圈自身电流的变化，而不是阻止电流的变化. 要正确理解阻碍的含义，是解决自感问题的关键.例题与变式例2(10年江苏高考)如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计，电阻，段时间后，