高考物理二轮复习核心突破专题4电路和电磁感应第2讲电磁感应及其应用市赛课公开课一等奖省名师获奖

关键专题突破第一部分专题四电路和电磁感应第2讲电磁感应及其应用1/78栏目导航2年考情回顾热点题型突破热点题源预测对点规范演练逐题对点特训2/782年考情回顾设问方式①平动切割磁感线电磁感应[例](·全国卷乙·24题)(·全国卷甲·24题)(·天津卷·12题)(·浙江卷，24题)②转动切割磁感线电磁感应[例](·全国卷甲·20题)(·全国卷丙·21题)(·全国卷Ⅱ·15题)(·山东卷·17题)③电磁感应现象中图象[例](·四川卷，7题)(·山东卷·19题)④磁场改变引发电磁电磁感应[例](·全国卷Ⅲ，25题)(·浙江卷·16题)(·广东卷，35题)(·浙江卷·24题)(·重庆卷·4题)3/784/78命题规律：楞次定律和法拉第电磁感应定律是高考命题热点，现有选择题，又有计算题，主要考查：(1)楞次定律了解和应用．(2)法拉第电磁感应定律了解作用和应用．热点题型突破题型一楞次定律和法拉第电磁感应定律应用5/78方法点拨：1．楞次定律中“妨碍”表现(1)妨碍磁通量改变(增反减同)．(2)妨碍物体间相对运动(来拒去留)(3)妨碍原电流改变(自感现象)2．楞次定律和右手定则适用对象(1)楞次定律：普通适合用于线圈面积不变，磁感应强度发生改变情形．(2)右手定则：普通适合用于导体棒切割磁感线情形．6/787/78AC8/789/78突破点拨(1)t＝1s和t＝3s时，穿过正方形磁场方向怎样？磁通量怎样改变？(2)t＝1s和t＝3s时穿过正方形磁通量和磁通量改变怎样计算？(3)怎样计算t＝1s和t＝3s时金属杆对挡板压力大小？【变式考法】(1)在上述题1中，何时对档板P和H均无压力？答案：t＝2s，时，磁感应强度B＝0，金属棒受到安培力F＝0，则金属棒对挡板P和H均无压力．10/78C11/7812/78AB13/78解析：圆盘运动过程中，半径方向金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A正确；圆盘在径向辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不一样点电势不等而形成涡流，产生磁场又造成磁针转动，选项B正确；圆盘转动过程中，圆盘位置、圆盘面积和磁场都没有发生改变，所以没有磁通量改变，选项C错误．14/78对电磁感应定律了解1．三定则、一定律比较基本现象应用定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量改变楞次定律15/782.E＝Blv“三性”(1)正交性：本公式是在一定条件下得出，除磁场为匀强磁场外，还需B、l、v三者相互垂直．(2)瞬时性：若v为瞬时速度，则E为对应瞬时感应电动势．(3)有效性：公式中l为导体切割磁感线有效长度．16/7817/78命题规律：电磁感应图象问题在高考中多为选择题，有时也与计算题结合，主要考查：(1)结合楞次定律，法拉第电磁感应定律及电路，安培力等知识，判断电流(或安培力)随时间t(或位移x)改变图象，判断E－t或U－t图象．(2)利用动力学观点判断棒或线圈v－t图象或a－t图象．(3)在计算题中考查识图能力，由图象获取信息能力．题型二电磁感应图象问题18/78方法点拨：1．解题关键搞清初始条件，正负方向对应改变范围，所研究物理量函数表示式，进、出磁场转折点是处理问题关键．19/782．处理图象问题普通步骤(1)明确图象种类，是B－t图象还是Φ－t图象，或者是E－t图象、I－t图象等．(2)分析电磁感应详细过程．(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系．(4)结正当拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式．(5)依据函数关系式进行数学分析，如分析斜率改变、截距等．(6)画出图象或判断图象．20/783．电磁感应中图象类选择题两种常看法法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量改变趋势(增大还是减小)、改变快慢(均匀改变还是非均匀改变)，尤其是物理量正负，排除错误选项．(2)函数法：依据题目所给条件定量地写出两个物理量之间函数关系，然后由函数关系对图象作出分析和判断，这未必是最简练方法，但却是最有效方法.21/781．(多项选择)(·淮北市二模)如图所表示，abcd为用粗细均匀同种材料制成金属线框，其中ab和长度只有bc长度二分之一．现将线框放在水平光滑绝缘桌面上，在外力F作用下让线框以速度v匀速穿过右边两个磁感应强度大小相等、方向相反磁场区域．若以图示位置开始计时，要求逆时针电流方向为正，磁感线向下穿过线框时磁通量为正．则以下关于回路电流i、外力F大小、cb间电势差Ucb及穿过线框磁通量Φ随时间改变图象正确是(

)C22/7823/78解析：当线框进入第一个磁场时，由右手定则知电流方向为逆时针，开始进入第二个磁场时，电流方向为顺时针，出第二个磁场电流方向为逆时针，故A错误；由E＝Blv可知，E保持不变，而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势应为2BLv，电流加倍，故每根导体棒受到安培力加倍，且cd、ab两杆受力方向相同，外力将变为原来4倍，故B正确，依据U＝IR和电流方向知刚进入磁场和出磁场时电压相等，b点电势高，故Ucb为负，两边同时切割磁感线时c点电势高，且c、b两点之间电压为原来2倍，故C正确；当线框开始进入磁场，磁通量开始增加，当全部进入时到达最大；今后向外磁通量增加，总磁能量减小；当运动1.5L时，磁通量最小为零，故D错误．24/78突破点拨(1)怎样判断进入第一个磁场和第二个磁场区域感应电流方向，电流大小怎样计算？(2)怎样判断安培力方向，其大小怎样计算，外力F和安培力关系怎样？(3)电势差Ucb怎样计算，电势差正负依据什么判断？(4)穿过线圈磁通量怎样计算？改变情况怎样分析？【变式考法】

在上题1中，外力F功率P随时间改变图象怎样？答案：p－t图象跟F－t图形状相同．25/78B26/7827/7828/78BD29/78解析：c、d两棒都进入磁场时，因为磁能量不变，故二者一起做匀加速直线运动．当c棒出磁场后，d棒受安培力和重力作用，且F安＞mg，做减速运动，c、d棒出磁场后做匀加速运动，当d棒做自由落体运动到进入磁场过程中，c棒在磁场中已经运动位移为2h，由以上分析可知，选项A、C错误，B、D正确．30/78处理电磁感应图象问题“三点关注”(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向．(2)关注改变过程，看电磁感应发生过程分为几个阶段，这几个阶段是否和图象改变相对应．(3)关注大小、方向改变趋势，看图线斜率大小、图线曲、直是否和物理过程相对应．31/78题型三电磁感应电路问题命题规律：电磁感应电路问题是高考命题热点，题型普通为选择题，主要考查电流、电压、电功率，电热和电量计算．32/7833/78B34/7835/7836/782.(·福建卷)如图所表示，由某种粗细均匀总电阻为3R金属条制成矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下匀强磁场中．一接入电路电阻为R导体棒PQ，在水平拉力作用下在ab、dc上以速度v匀速滑动，滑动过程PQ一直与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动过程中(

)A．PQ中电流先增大后减小B．PQ两端电压先减小后增大C．PQ上拉力功率先减小后增大D．线框消耗电功率先减小后增大C37/7838/7839/7840/78(3)从金属条ab进入“扇形”磁场时开始，经计算画出轮子转一圈过程中，内圈与外圈之间电势差Uab随时间t改变Uab－t图象；(4)若选择是“1.5V、0.3A”小灯泡，该“闪烁”装置能否正常工作？有同学提出，经过改变磁感应强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量大小，优化前同学设计方案，请给出你评价．41/78(2)经过分析，可得电路图如图所表示．42/7843/78(4)“闪烁”装置不能正常工作．(金属条感应电动势只有4.9×10－2V，远小于灯泡额定电压，所以无法正常工作．)B增大，E增大，但有程度；r2增大，E增大，但有程度；ω增大，E增大，但有程度；θ增大，E不变．答案：(1)4.9×10－2V；感应电流方向为b→a(2)看法析(3)看法析(4)不能正常工作．评价：B增大，E增大，但有程度；r2增大，E增大，但有程度；ω增大，E增大，但有程度；θ增大，E不变．44/7845/78(2)明确电源正、负极：依据电源内部电流方向是从负极流向正极即可确定电源正、负极．(3)明确电源内阻即相当于电源那部分电路电阻，要注意电源内阻对电路影响．(4)明确电路关系：即组成回路各部分电路串、并联关系．要注意等效电源端电压跟感应电动势关系是U＝E－Ir.46/78题型四电磁感应现象动力学问题命题规律：电磁感应现象动力学问题在近两年高考中更为突出，由过去选择题变为计算题，命题规律是：(1)与牛顿第二定律，运动学结合动态分析问题．(2)电磁感应中安培力计算，受力分析和功效关系应用问题．47/78方法点拨：1．处理电磁感应现象动力学问题方法普通是“先电后力”，详细以下，48/782．解题规律有：(1)电学规律：楞次定律，法拉第电磁感应定律，左手定则，右手定则，安培力公式、闭合电路欧姆定律、串并联电路规律、电功率公式、焦耳定律等等．(2)力学规律：牛顿运动定律、平衡条件、运动学公式、动能定理或功效关系或能量守恒定律等等．49/7850/78(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后，棒中电流大小一直保持不变，求磁场Ⅰ和Ⅱ之间距离h；(3)若将磁场ⅡCD边界略微下移，使导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小变为v2＝9m/s，要使棒在外力F作用下做a＝3m/s2匀加速直线运动，求所加外力F随时间t改变关系式．51/7852/7853/7854/78突破点拨(1)导体棒ab从MN上方某处由静止下落→导体棒在磁场Ⅰ中切割磁感线产生感应电动势→导体棒在协力作用下做加速运动(2)电路连接→导体切割磁感线相当于电源，R1和R2组成外电路．(3)问题(2)中导体棒ab进入磁场Ⅱ后，电流大小一直保持不变→导体棒感应电动势不变→导体棒在磁场Ⅱ中做匀速运动．55/78【变式考法】(1)在上述题1第(2)问中，求a、b两点间电势差大小是多少？(2)在上述题1第(3)问中，请画出0～1.6s内外力F与时间t关系图象．解析：(1)依据题意，a、b两点间电势差为U＝BLv′－I′r代入数据解得：U＝4V(2)因为F＝(t＋1.6)N故0～1.6s内F－t图象如图所表示．答案：(1)4V

(2)看法析图56/7857/7858/7859/7860/7861/7862/7863/7864/78应用动力学和功效观点分析电磁感应现象热点题源预测65/7866/78失分防范用动力学和能量观点处理电磁感应综合问题极易从以下几点失分：①不会分析电源和电路结构，求不出电动势、电流等电学量；②错误分析导体(或线圈)受力情况，尤其是安培力大小和方向；③不能正确地把机械运动过程、电磁感应过程和能量转化过程相联络；④思维混乱，错用公式，求不出结果．能够从以下几点进行防范：①从“三个角度”看问题，即力与运动角度(动力、阻力、加速度、匀速还是变速)，电磁感应角度(电动势、电流、磁场强弱和方向、动生电还是电生动)，能量转化角度(什么力做了什么功，什么能转化成什么能)；②从“四个分析”理思绪，即“源”“路”“力”“能”分析，以力分析为关键