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1、高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为高考物理二轮复习教案第
2、十章电磁感应(word 版可编辑修改)的全部内容。高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 第十章 电磁感应 知识网络：10-1 电磁感应 楞次定律 一、电磁感应现象 1。产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。2.感应电动势产生的条件。感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生 变化.3。右手定则:伸开右手，使大拇指与四指在同一 个平面内，并跟四指垂直,让磁感线穿过手心，使大拇指指向导体的运动方 向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。4.产生感应电动势的部分相当于电源。二、楞次定律 R 高考物理二轮复习教案第十
3、章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 1楞次定律 感应电流总具有这样的方向,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。楞次定律解决的是感应电流的方向问题.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。2对“阻碍”意义的理解：（1）阻碍原磁场的变化。“阻碍”不是阻止,而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转（2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁
4、场本身,如果原磁场不变化,即使它再强，也不会产生感应电流(3)阻碍不是相反当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动（4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现 3楞次定律的具体应用(1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式=BS sin 可知,磁通量变化=2 1有多种形式，主要有：S、不变，B改变,这时=B Ssin B、不变，S 改变，这时=S B sin 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应
5、(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 B、S 不变,改变，这时=BS（sin 2sin 1）当 B、S、中有两个或三个一起变化时，就要分别计算 1、2，再求 2-1了。（2）从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于是由相对运动引起的，所以只能是机械能减少转化为电能，表现出的现象就是“阻碍 相对运动。（3）从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。例 1.（2012 全国新课标).如图，一载流长直导线和一矩形导线框固 定在同一
6、平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。已知在 t=0 到 t=t1的时间间隔内,直导线中电流 i 发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流 i 正方向与图中箭头方向相同，则 i 随时间 t 变化的图线可能是 答案 A 解析要求框中感应电流顺时针，根据楞次定律,可知框内磁场要么向里减弱(载流直导线中电流正向减小）,要么向外增强（载流直导线中电流负向增大）。线框受安培力向左时，载流直导线电流一定在减小，线框受安培力向右时，载流直导线中电流一定在增大。故答案选 A。例 2.(2012 北京高考卷)物理课上,老师做了一个奇妙的“
7、跳环实验”如图，她把一个带铁芯的线圈 L、开关 S 和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈 L上，且使铁芯穿过套环，闭合 开关 S高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 的瞬间，套环立刻跳起某同学另找来器材再探究此实验 他连接好电路，经重复 实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是 A 线圈接在了直流电源上 B电源电压过高 C所选线圈的匝数过多 D 所用套环的材料与老师的不同 答案:D 4右手定则。对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况，右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时，用右手
8、定则更方便一些。5楞次定律的应用步骤 楞次定律的应用应该严格按以下四步进行：确定原磁场方向；判定回路中磁通量如何变化（增大还是减小）;确定感应电流的磁场方向(增反减同）；根据安培定则判定感应电流的方向。例 3.如图所示装置中，cd 杆原来静止。当 ab 杆 做 如 下那些运动时，cd 杆将向右移动？A.向右匀速运动 B。向右加速运动 c a d b L2 L1 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 C。向左加速运动 D。向左减速运动 BD 例 4。如图所示，绝缘水平面上有两个离得很近的导体 环 a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面
9、），a、b 将如 何移动？解:根据=BS，磁铁向下移动过程中,B 增大,所以穿过每个环中 的 磁 通 量都有增大的趋势，由于 S 不可改变,为阻碍增大，导体环应该尽量远离 磁铁，所以a、b 将相互远离。例 5（2012 福建卷）如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始 下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保 持重合。若取磁铁中心 O 为坐标原点,建立竖直向下正方向的 x 轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流 i随环心位置坐标 x 变化的关系图像是 答案:B 由楞次定律可知，感应线圈中电流方向变化，综合分析两个峰值不可能相等，由排除法可知正确答案选 B.9-2 法拉
10、第电磁感应定律 一、法拉第电磁感应定律 a 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 1.法拉第电磁感应定律 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tk E，在国际单位制中可以证明其中的 k=1,所以有tE.对于 n 匝线圈有tn E。注意区分物理量：磁通量 穿过某一面积的磁感线的条数 磁通量的变化量 2 1 磁通量的变化率 t 单位时间内的磁通量的变化 例 6.（2012 全国新课标)。如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面（纸面）向 里，磁感应强度大小为 B0.使该
11、线框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半 圆 面 的 轴 以角速度 匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使 线 框 保 持 图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化.为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率tB的大小应为 A.04 B B.02 B C。0B D。20B 答案 C 解析 匀速转动时感应电动势与磁场变化时感应电动势相同即可。匀速转动时感应电动势 221BR E 式中 R为半径。磁场变化时感应电动势22RtBE。二者相等可得答案.2。切割磁感线产生的感应电动势(1）平动情况：E=B Lvsin（是 B与 v 之间的夹角）例 7（2012 四川卷）半径为
12、a 右端开小口的导体圆环 和长为 2a 的高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 导体直杆,单位长度电阻均为 R0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 B。杆在圆环上以速度 v 平行于直径 CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心 O开始，杆的位置由 确定，如图所示。则 A=0 时，杆产生的电动势为 2Bav B=错误!时，杆产生的电动势为 Bav 3 C=0 时，杆受的安培力大小为02)2(2Rav B D=错误!时，杆受的安培力大小为02)3 5(3Rav B 答案：AD 222 2 20
13、0 02 cos3355 32 cos3 3B a vB l v B avFR r a RaR aR（2）转动产生的感应电动势 匀 强 磁 场 方 向，1转动轴与磁感线平行。如图磁感应强度为 B 的垂直于纸面向外，长 L 的金属棒 oa 以 o 为轴在该平面内 以 角 速 度 逆时针匀速转动.求金属棒中的感应电动势。在用导线切割 磁 感 线 产 生 感应电动势的公式时注意其中的速度 v 应该是平均速度,即金属棒中点的速度.2212L BLBL E 错误!线圈的转动轴与磁感线垂直。如图矩形线圈的长、宽 分 别 为L1、L2，所围面积为 S,向右的匀强磁场的磁感应强度为 B，线 圈 绕 图 示的轴
14、以角速度 匀速转动。线圈的 ab、cd 两边切割磁感线，产生的感应电动势相加可得 E=BS。如果线圈由 n 匝导线绕制而成,则 E=nBS.从图示位置开始计时,则感应电动势的即时值为e=nBS cos t。该结论与线圈的形状和转动轴的具体位置无关（但是轴必须与 B 垂直）。L1 L2 b c 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的即时电动势 公式。例 8.如图所示，xoy 坐标系 y 轴左侧和右侧分别有垂 直 于 纸 面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度均为 B，一个围成四分 之 一 圆 形的导体环 oab,其
15、圆心在原点 o，半径为 R，开始时在第一象 限。从 t=0起绕 o 点以角速度 逆时针匀速转动。试画出环内感应电动势 E 随时间 t 而变的函数图象（以顺时针电动势为正)。解：开始的四分之一周期内，oa、ob 中的感 应电动势方向相同,大小应相加；第二个四分之一周期内 穿过线圈的磁通量不变，因此感应电动势为零；第三个四 分之一周期内感应电动势与第一个四分之一周期内大小相同而方向相反；第四个四分之一周期内感应电动势又为零.感应电动势的最大值为 Em=BR2，周期为 T=2/，图象如右.3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化.电 磁 感 应的题目往往与能量守
16、恒的知识相结合.这种综合是很重要的。要 牢 固 树 立起能量守恒的思想。例 9.如图所示，矩形线圈 abcd 质量为 m，宽为 d，在竖直 平 面 内 由静止自由下落。其下方有如图方向的匀强磁场，磁场上、下边界水平,宽度也为 d，线圈 ab 边刚进入磁场就开始做匀速运动，那么在线圈穿越磁场的全过程，产生了多少电热？2mgd W=Ek=0 W=Q=2mgd 9 1。如图所示,质量为 m，边长为 L 的正方形线框,在有界匀强磁场上方 h 高处由y o x a b a b d c t o Em 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 静止自由下落,线框的
17、总电阻为 R，磁感应强度为 B 的匀强磁场宽度为 2L。线框下落过程中,ab 边始终与磁场边界平行且处于水平方向.已知 ab 边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动。求:（1）cd 边刚进入磁场时线框的速度。（2)线框穿过磁场的过程中,产生的焦耳热。答案（1）gLL BR g m24 42 2 2(2）mg(h+3L）3 2 24 42m g RB L 92.均匀导线制成的单位正方形闭合线框 abcd，每边长为 L，总电阻为 R，总质量为 m.将其置于磁感强度为 B 的水平匀强磁场上方 h 处，如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。当 cd 边
18、刚进入磁场时，（1）求线框中产生的感应电动势大小;（2）求 cd两点间的电势差大小;（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度 h 所应满足的条件。解析：（1)cd 边刚进入磁场时，线框速度 v=2gh 线框中产生的感应电动势 E=BLv BL 2gh(2)此时线框中电流 I=ER cd两点间的电势差 U=I(34R）=324Bl gh（3)安培力 F=BIL=2 22 B L ghR 根据牛顿第二定律 mg-F=ma,由 a=0 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 解得下落高度满足 h=2 24 42m gRB L 93.如图，abcd
19、 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为 m,电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区，MN 和 N M 是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的 bc边平行，磁场方向与线框平面垂直,现金属线框由距 MN 的某一高度从静止开始下落，下图是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度一时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量,求：（1）金属框的边长;（2）磁场的磁感应强度；（3）金属线框在整个下落过 程 中 所产生的热量。解析：（1)金属框进入磁场过程中做匀速直线运动，速度为 v1，运动时间为 t2 t1,所以金属框的边长)(1 2 1t t v l（2）在金属框进入磁场
20、的过程中，金属框所受安培力等于重力 BIL mg RBLvI 1 1 2 1)(1VmgRt t VB(3)金属框进入磁场过程中产生热量 Q1，出磁场时产生热量 Q2 mgL Q 1 2223 22121mV mV mgL Q 2223 1 2 1 2 121)(2 v v m t t mgv Q Q Q 总 二、感应电量的计算 根据法拉第电磁感应定律，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流.设在时间 t 内通过导线截面的电量为 q，则根据电流定义式高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 I q t/及法拉第
21、电磁感应定律 t n E/，得：E n nq I t t tR R t R 如果闭合电路是一个单匝线圈(n 1）,则 qR。上式中 n 为线圈的匝数,为磁通量的变化量,R为闭合电路的总电阻。可见，在电磁感应现象中，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流，在时间 t 内通过导线截面的电量 q 仅由线圈的匝数 n、磁通量的变化量 和闭合电路的电阻 R决定，与发生磁通量的变化量的时间无关。因此，要快速求得通过导体横截面积的电量 q，关键是正确求得磁通量的变化量。磁通量的变化量 是指穿过某一面积末时刻的磁通量 2与穿过这一面积初时刻的磁通量 1之差，即1 2。在计算 时，通常只取
22、其绝对值，如果 2与 1反向，那么 2与 1的符号相反.线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流，在一个周期内穿过线圈的磁通量的变化量=0，故通过线圈的电量 q=0。穿过闭合电路磁通量变化的形式一般有下列几种情况：（1)闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量 S 不变，磁感应强度 B 发生变化时，B S；（2)磁感应强度 B 不变,闭合电路的面积在垂直于磁场方向上的分量 S 发生变化时，S B；（3）磁感应强度 B 与闭合电路的面积在垂直于磁场方向的分量 S 均发生变化时，例 10。如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word
23、 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 场.若第一次用 0.3s 时间拉出，外力所做的功为 W1，通过导线截面的电量为 q；第二次用 0 9.s时间拉出,外力所做的功为 W2，通过导线截面的电量为 q2，则(）A.W W q q1 2 1 2，B.2 1 2 1q q W W，C.W W q q1 2 1 2，D.W W q q1 2 1 2，解析：设线框长为 L1,宽为 L2,第一次拉出速度为 V1，第二次拉出速度为 V2，则 V1=3V2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功,有 R V L L B L L BI L F W/1 12221 2 1 1 1 1，同理 R
24、V L L B W/2 12222，故 W1W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即 1 2，由 R q/,得：q q1 2 故正确答案为选项 C。三、自感现象 1、自感现象 自感现象是指当线圈自身电流发生变化时,在线圈中引起的电磁感应现象,当线圈中的电流增加时,自感电流的方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时,自感电流的方向与原电流的方向相同自感电动势的大小与电流的变化率成正比 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 自感系数 L 由线圈自身的性质决定,与线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯有关 自感现象是电磁感应的特例一般的电磁感应
25、现象中变化的原磁场是外界提供的，而自感现象中是靠流过线圈自身变化的电流提供一个变化的磁场它们同属电磁感应，所以自感现象遵循所有的电磁感应规律自感电动势仅仅是减缓了原电流的变化，不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化原电流最终还是要增加到稳定值或减小到零。自感现象只有在通过电路的电流发生变化时才会产生在判断电路性质时，一般分析方法是:当流过线圈 L 的电流突然增大瞬间,我们可以把 L 看成一个阻值很大的电阻；当流经 L 的电流突然减小的瞬间，我们可以把 L 看作一个电源，它提供一个跟原电流同向的电流 图 2 电路中，当 S 断开时，我们只看到 A 灯闪亮了一下后熄灭，那么 S 断 开时图 1 电
26、路中就没有自感电流?能否看到明 显的自感现象，不仅仅取决于自感电动势的大 小，还取决于电路的结构在图 2 电路中，我们预先在电路设计时取线圈的阻值远小于灯 A的阻值，使 S 断开前，并联电路中的电流 IL IR，S 断开瞬间，虽然 L 中电流在减小，但这一电流全部流过 A灯，仍比 S 断开前 A灯的电流大得多，且延滞了一段时间,所以 我们看到 A灯闪亮一下后熄灭，对图 1 的电路，S 断开瞬间也有自感电流，但 它 比 断开前流过两灯的电流还小，就不会出现闪亮一下的现象 例 11。如图所示，a、b 灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”，闭 合 电 键调节 R,能使 a、b 都正常发光
27、.断开电键后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么?稳定后那只灯较亮?再断开电键，又将看到什么现象？9 3 电磁感应规律的综合应用 a b R 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 一、电路问题 1、确定电源:首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源)，其次利用tn E 或 sin BLv E 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。2、分析电路结构,画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有闭合电路欧姆定律，串并联规律等 二、图象问题 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系 2、在图象中 E、I、B 等物理量的方向是通过正
28、负值来反映 3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达 例 12。（2011 江苏卷第 5 题）如图所示，水平面内有一 平 行 金 属 导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直。阻 值为 R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。T=0 时，将开关 S 由 1 掷到 2。Q、i、v 和 a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是（)D【解析】t=0 时，将开关 S 由 1 掷到 2，电容器放电，开始时EiR，因安培力作用使导体棒产生加速度，导体棒速度增大，产生反向感应电动势,使电流减小，安培力减小，加速度减小，减小至零时，速度达最大值 vm
29、做匀速运动，电容器两极电压为 BLvm(L 为导轨宽度），A、B、C错误,D 正确。如下图所示 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 例 13.（2011 海南第 6 题)如图，EOF 和 E O F 为空间一匀强磁场的边界,其中 EO E O,FO F O，且 EO OF;OO 为 EOF 的角平分线，OO 间的距离为 l;磁场方向垂直于纸面向里。一边长为 l 的正方形导线框沿 OO 方向匀速通过磁场，t=0 时刻恰好位于图示位置。规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流 i 与实践 t 的关系图线可能正确的是()B 例 14(江苏卷
30、）.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 R的阻值大于灯泡 D的阻值,在 t=0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在 t=t1时刻断开 S,下列表示 A、B 两点间电压 UAB随时间 t 变化的图像中，正确的是 选 B 考查自感和电压图象。难度：难【解析】开关闭合时，线圈的自感阻碍作用,可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电阻逐渐减小。电压ABU 逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同,形成回路，灯泡的电流与原来相反,并逐渐减小到 0，所以本题选 B.例 15如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足 够 长 且 电 阻c、d h
31、3h 图甲 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 不计。两质量、长度均相同的导体棒 c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度 h 处.磁场宽为 3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放 c，c 刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用 ac表示 c 的加速度，Ekd表示 d 的动能,xc、xd分别表示 c、d 相对释放点的位移。图乙中正确的是 A B C D 22、BD【解析】c 导体棒落入磁场之前做自由落体运动，加速度恒为 g,有 212h gt,v gt，c棒进入磁场以速度 v 做匀速直线运动时，d 棒开始
32、做自由落体运动，与 c 棒做自由落体运动的过程相同，此时 c 棒在磁场中做匀速直线运动的路程为 22 h vt gt h，d 棒进入磁场而 c 还没有传出磁场的过程，无电磁感应，两导体棒仅受到重力作用，加速度均为 g,知道 c 棒穿出磁场，B 正确。c 棒穿出磁场,d 棒切割磁感线产生电动势，在回路中产生感应电流，因此时 d 棒速度大于 c 进入磁场是切割磁感线的速度，故电动势、电流、安培力都大于 c 刚进入磁场时的大小,d 棒减速，直到穿出磁场仅受重力，做匀加速运动，结合匀变速直线运动 2 202 v v gh，可知加速过程动能与路程成正比,D 正确.例 16。（12 重庆 21）如题 21
33、 图所示,正方形区域 MNPQ 垂直纸面向里的匀强磁场。在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿 QN 方向匀速运边界中点。下列 动，t=0 时刻，其四个顶点 M、N、P、Q 恰好在磁场图象中能反映线框所受安培力 f 的大小随时间 t 变化规律的是 ac O h 2h 3h 4h 5h xc ac O h 2h 3h 4h 5h xc Ekd O h 2h 3h 4h 5h xd O h 2h 3h 4h 5h xd Ekd 图乙 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 B 三、动力学问题 这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通
34、过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是：注意：（1）电磁感应中的动态分析，是处理电磁感应问题的关键，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、动量方面来解决问题。（2)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。（3）注意2 2B L vF BILR r 的使用条件 例 17.（2011 全国卷 1 第 24 题）（15 分）如图,两 根足够长的金属导轨 ab、cd 竖直放置，导轨间距离为 L1电阻不计。在 导轨上端并接两个额定功率均为 P、电阻均为 R 的小灯泡。整个系统置 于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平
35、面垂直.现将一质量为 m、电阻可以忽略的金属棒 MN 从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程 中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。重力加速度为 g。求:F=BIL 临界状态 v与a方向关系 运动状态的分析 a 变化情况 F=ma 合外力 运动导体所受的安培力 感应电流 运动（磁通量变化）r REI 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生(1)磁感应强度的大小：(2）灯泡正常发光时导体棒的运动速率.解析：每个灯上的额定电流为PIR 额定电压为:P U R（1）最后 MN 匀速运动故：B2IL=mg求出:2mg PRBPL（
36、2）E=BLv得:2 PR PvBL mg 例 18。如图所示,质量为 M的导体棒 ab,垂直放在相距为 l 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 B、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 d 的平行金属板，R和 Rx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 Rx=R，释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流 I 及棒的速率 v。（2)改变 Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为 m、带电量为+q 的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的 Rx。35.（18 分)解：（1）当 Rx=R棒沿导轨匀速
37、下滑时，由平衡条件 sin Mg F 安培力 F BIl 解得sin MgIBl 感应电动势 E Blv 电流2EIR 解得 2 22 sin MgRvB l 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生（2)微粒水平射入金属板间，能匀速通过,由平衡条件Umg qd 棒沿导轨匀速，由平衡条件1sin Mg BI l 金属板间电压1 xU I R 解得sinxmldBRMq 四、能量转化、动量问题 无论是使闭合回路的磁通量发生变化，还是使闭合回路的部分导体切割磁感线，都要消耗其它形式的能量,转化为回路中的电能。这个过程不仅体现了能量的转化，而且保持守恒，使
38、我们进一步认识包含电和磁在内的能量的转化和守恒定律的普遍性.分析问题时,应当牢牢抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，就可知道有哪些形式的能量参与了相互转化，如有摩擦力做功，必然有内能出现；重力做功,就可能有机械能参与转化；安培力做负功就将其它形式能转化为电能,做正功将电能转化为其它形式的能；然后利用能量守恒列出方程求解。1、轻杆在导轨上滑行 例 19。(2011 福建第 17 题）如图，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成 角（0 90),其中 MN 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒 ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终
39、保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为 R，当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时,它的速度大小为 v,则金属棒 ab 在这一过程中 A。棒运动的平均速度大小为12 B.平滑位移大小为qRBL 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 C。产生的焦尔热为 qBL D.受到的最大安培力大小为2 2sinB LR B 例 20（18 分)如图所示,OACO为置于水平面 内的光滑闭合金属导轨,O、C 处分别接有短电阻丝（图中 粗 线 表示），R14、R28(导轨其它部分电阻不计）.导轨 OAC的形状满足方程 y 2sin（x/3）(单位：m）。磁
40、感强度B 0.2T 的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足 够长的金属棒在水平外力 F 作用下，以恒定的速率 v 5。0m s 水平向右在导轨上从 O点滑动到 C点，棒与导轨接触良好且始终保持与 OC导轨垂直，不计棒的电阻.求：（1）外力 F的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝 R1上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。解：(1）金属棒匀速运动 F外=F安=BLv I=/R总 F外=BIL=B2L2v/R总 Fmax=0。22225.03/8=0.3（N)（8 分)（2）P1=2/R1=B2L2v2/R1=0.22225。02/4=1（W）(4 分）（
41、3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化 L=2sin（x)(m）且 x=vt,=BLv，（6 分）高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 例 21(2012 上海卷）（14 分）如图，质量 为 M 的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上。一 电 阻不计，质量为 m的导体棒 PQ放置在导轨上,始终 与 导 轨接触良好,PQbc 构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为，棒左侧有两个固定于水平面的立柱.导轨 bc 段长为 L，开始时 PQ左侧导轨的总电阻为 R，右侧导轨单位长度的电阻为 R0。以 ef为界，其左侧匀强磁场方向竖直向上，右侧匀强磁场
42、水平向左，磁感应强度大小均为 B。在 t 0 时,一水平向左的拉力 F垂直作用于导轨的 bc 边上，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度为 a。（1）求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式；(2）经过多少时间拉力 F 达到最大值，拉力 F 的最大值为多少?(3)某一过程中回路产生的焦耳热为 Q,导轨克服摩擦力做功为 W，求导轨动能的增加量。答案：(1）感应电动势为 E BLv，导轨做初速为零的匀加速运动，v at,E BLat，s at2/2，感应电流的表达式为 I BLv/R总 BLat/（R 2R0at2/2)BLat/（R R0at2），（2）导轨受安培力 FA BIL B2
43、L2at/（R R0at2)，摩擦力为 Ff FN（mg BIL）mg B2L2at/（R R0at2），由牛顿定律 F FA Ff Ma，F Ma FA Ff Ma mg（1)B2L2at/（R R0at2),上式中当 R/t R0at 即 t 0RaR时外力 F 取最大值，F max Ma mg错误!（1）B2L20RaR,（3）设此过程中导轨运动距离为 s，由动能定理 W合 Ek,摩擦力为 Ff（mg FA），摩擦力做功为 W mgs WA mgs Q，s错误!，Ek Mas 错误!（W Q)，高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 如图所示
44、，相距为 d 的两水平虚线 p1、p2表示方向垂直纸面向里的匀强磁场的上下边界，磁场的磁感应强度为 B 正方形线框 abcd 的边长为 L（L d）、质量为 m、电阻为 R,线框处在磁场正上方，ab 边与虚线 p1相距 h 线框由静 止释放，下落过程中线框平面始终在竖直平面内,线框的 ab 边刚进人磁场时 加速度的三种可能：（1）a 0；（2）a=0；（3）a 0 例 22.如图所示,相距为 d 的两水平虚线 p1、p2表示方向垂直纸面向里的匀强磁场的上下边界，磁场的磁感应强度为 B正方形线框 abcd 的边长为 L（L d）、质量为 m、电阻为 R，线框处在磁场正上方,ab 边与虚线 p1相
45、距 h 线框由静止释放，下落过程中线框平面始终在竖直平面内，线框的 ab 边刚进人磁场时的速度 和 ab 边刚离开磁场时的速度相同在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（）A 线框克服安培力所做的功为 mgd B线框克服安培力所做的功为 mgL C线框的最小速度为22 2mgRB L D 线框的最小速度为 2()g h L d D A、根据动能定理求出线框的 ab 边刚进人磁场到 ab 边刚离开磁场这段过程中克服安培力做的功，即可知道线框从进入到全部穿过磁场的过程中克服安培力做的功 C、线框的 ab 边刚进人磁场时的速度和 ab 边刚离开磁场时的速度相同,而线框全部进入磁场后做匀
46、加速直线运动,可知线框刚完全进入磁场时的速度最小根据自由落体运动，先求出线框的 ab 边刚进人磁场时的速度，即可知道 ab 边刚离开磁场时的速度，再根据匀变速运动的公式高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 求出线框全部进入磁场后的速度 解:A、线框的 ab 边刚进人磁场到 ab 边刚离开磁场这段过程中，根据动能定理得：mgd-WA=0，所以 WA=mgd 线框的 ab 边刚进人磁场时的速度和 ab 边刚离开磁场时的速度相同，可知线框进磁场的过程和出磁场的过程是相同的,所以在线框从进入到全部穿过磁场的过程中，克服安培力做的功为 2mgd 故 A、B
47、 错误 C、线框刚完全进入磁场时的速度最小,线框的 ab 边刚进人磁场时的速度 v1=2gh，则 ab边刚离开磁场时的速度 v=2gh，由 v2v02=2g（dL），知 v0=2()g h L d,故线框的最小速度 2()g h L d 故 C 错误，D正确故选 D 五、电磁感应中的“双杆问题”电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等.要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题。高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 例 2
48、3（2011 天津第 11 题)（18 分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨 MN、PQ间距为 l=0。5m，其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角。完全相同的两金属棒 ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终 有良好接触,已知两棒的质量均为 0。02kg,电阻均为 R=0。1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感 应 强 度 为B=0.2T,棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用 下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd 恰好能保持静止。取 g=10m/s2,问：（1）通过 cd 棒的电流 I 是多少,方向如何?（2）棒 ab 受到的力 F 多大？(3）棒 c
49、d 每产生 Q=0。1J 的热量,力 F 做的功 W 是多少？解析：（1)棒 cd 受到的安培力 cdF IlB 棒 cd 在共点力作用下平衡，则 sin30cdF mg 由式代入数据解得 I=1A，方向由右手定则可知由 d 到 c。（2)棒 ab 与棒 cd 受到的安培力大小相等 Fab=Fcd 高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(word 版可编辑修改)点亮心灯/(v)照亮人生 对棒 ab 由共点力平衡有 sin30 F mg IlB 代入数据解得 F=0。2N（3）设在时间 t 内棒 cd 产生 Q=0。1J 热量，由焦耳定律可知 2Q I Rt 设 ab 棒匀速运动的速度大小为 v，则
50、产生的感应电动势 E=Blv 由闭合电路欧姆定律知 2EIR 由运动学公式知，在时间 t 内，棒 ab 沿导轨的位移 x=vt 力 F 做的功 W=Fx 综合上述各式，代入数据解得 W=0.4J 1、“双杆”向相反方向做匀速运动 当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。例 24。两根相距 d=0.20m 的平行金属长导轨固定在同一水平面内,并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B=0。2T,导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为 r=0。25,回路中其余部分的电阻可不计。已知两金属细杆在平行于导轨的拉力的作用下沿导轨朝相反方向匀速平移，速度大小都是