《高考物理二轮复习教学案 专题十八 电磁感应中的能量问题中学教育高考_中学教育-高考.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习教学案 专题十八 电磁感应中的能量问题中学教育高考_中学教育-高考.pdf（49页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学习好资料 欢迎下载 专题十八 电磁感应中的能量问题 【2011考纲解读】从 2011 高考考纲来看，电磁感应中的能量问题依然为高考命题的热点之一。通过历年高考试题的分析，不难发现电磁感应的题目往往综合性较强，与前面的知识联系较多，涉及力学知识（如牛顿运动定律、功、动能定理、能量守恒定律等）、电学知识（如电磁感应定律、楞次定律、安培力、直流电路知识、磁场知识等）等多个知识点，突出考查考生理解能力、分析综合能力，尤其从实际问题中抽象概括构建物理模型的创新能力。电磁感应中的力学问题为命题热点。【高考预测】电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一，这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化
2、情况，然后选用相应的规律进行解答。这类问题既要用到电磁感应知识，又要用到功能关系和能量守恒定律，是不少同学都感到困难的问题。这类题常以导轨上导体切割磁感线为模型，综合考查电磁感应、磁场、电路、牛顿定律、能量的转化等知识。解决这类问题应搞清楚以下思路：闭合导体在磁场中切割磁感线，产生感应电动势、感应电流，感应电流在磁场中受到安培力的作用，该力影响了导体棒的运动，尽而影响导体棒本身的受力问题，这个问题实际上就是运动和力的关系的体现。【专题解读】在物理学研究的问题中,能量是一个非常重要的课题,能量守恒是自然界的一个普遍的、重要的规律。在电磁感应现象中，由磁生电并不是创造了电能，而只是机械能转化为电能
3、而已。在力学中就已经知道：功是能量转化的量度。那么在机械能转化为电能的电磁感应现象中，是什么力在做功呢？是安培力在做功，在电学中，安培力做正功，是将电能转化为机械能（电动机），安培力做负功，是将机械能转化为电能（发电机），必须明确发生电磁感应现象中，是安培力做功导致能量的转化。（1）由tN决定的电磁感应现象中，无论磁场发生的增强变化还是减弱变化，磁场都通过感应导体对外输出能量（指电路闭合的情况下，下同）。磁场增强时，是其它形式的能量转化为磁场能中的一部分对外输出；磁场子削弱时，是消耗磁场自身储存的能量对外输出。（2）由sinBlv决定的电磁感应现象中，由于磁场本身不发生变化，一般认为磁场并不输
4、出能量，而是其它形式的能量，借助安培的功（做正功、负功）来实现能量的转化。（3）解决这类问题的基本方法：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动的大学习好资料 欢迎下载 小和方向；画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式；分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的变化所满足的方程。1.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距 1m，导轨平面与水平面成 =37角，下端连接阻值为 R的电阻匀强磁场方向与导轨平面垂直，质量为 0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为 0.25 （1）求金属棒
5、沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；（2）当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻 R消耗的功率为 8W，求该速度的大小；（3）在上问中，若 R=2，金属棒中的电流方向由 a 到 b，求磁感应强度的大小与方向（g=10m/s2，sin37=0.6，c0s37=0.8）2.如图所示，两根足够长的直金属导轨 MN、PQ 平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为 L0、M、P 两点间接有阻值为 R的电阻。一根质量为 m 的均匀直金属杆 ab 放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让 ab 杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆
6、接触良好，不计它们之间的摩擦。命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问
7、题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载（1）由 b 向 a 方向看到的装置如图所示，请在此图中画出 ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑过程中，当 ab 杆的速度大小为 v 时，求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，ab 杆可以达到的速度最大值。3如图所示，空间等间距分布着水平方向的条形匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度 B1 T，每一条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为 d0.5 m，现有一边长 l0.2 m、质量 m0.1 kg、电阻 R0.1 的正方形线框 MNOP 以 v07 m/s 的初速从左侧磁场边缘
8、水平进入磁场，求：命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实
9、际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 线框 MN 边刚进入磁场时受到安培力的大小 F；线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热 Q；线框能穿过的完整条形磁场区域的个数 n。解析：线框 MN 边刚进入磁场时有：02.8 NBlvFBlIBlR 设线框竖直下落 H 时，速度为 vH 由能量守恒得：220H1122mgHmvQmv 自由落体规律：2H2vgH 解得：2012.45 J2Qmv 线框穿过第 1 个条形磁场左边界过程中：2/BltFBlIBlR 根据动量定理：10F tmvmv 解得：2 310B lmvmvR 同理线框穿过第 1 个条形磁场右边界过程中有：12 3/1B
10、 lmvmvR 所以线框穿过第 1 个条形磁场过程中有：12 3/02B lmvmvR 设线框能穿过 n 个条形磁场，则有：2 3020B lnmvR 解得：02 34.42mv RnB l 可穿过 4 个完整条形磁场区域 命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识
11、又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 4如图所示，将边长为 a、质量为 m、电阻为 R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为 B、磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力 f 且线框不发生转动求：（1）线框在下落阶段匀速进人
12、磁场时的速度 V2；（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度 v1；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热 Q 解析：（1）由于线框匀速进入磁场，则合力为零.有 mgf22B a vR 解得：v22()mgf RB a（2）设线框离开磁场能上升的最大高度为 h，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中(mgf)h2112mv(mgf)h2212mv 解得：v12mgfvmgf22()()mgfmgf RB a（3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得:221111(2)()22mvmvmg baQ 解得：命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综
13、合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 Q2443()()()2m mgfm
14、gf Rmg baB a 1.2010全国卷18 如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界 b 和下边界 d 水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面 a 开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面 a、b 之间的距离。若线圈下边刚通过水平面 b、c（位于磁场中）和 d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为bF、cF和dF，则 AdFcFbF B.cFdFbFdF D.cFbF2E，a 端为正 B、1E2E，b 端为正 C、1E2E，a 端为正 D、1E2E，b 端为正 4.2010上海物理19 如右图，一有
15、界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图 【解析】在 0-1t，电流均匀增大，排除 CD.2t 在1t-2t，两边感应电流方向相同，大小相加，故电流大。在32tt，因右边离开磁场，只有一边产生感应电流，故电流小，所以选 A。本题考查感应电流及图象。难度：难。52010 海南物理2 一金属圆环水平固定放置。现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放，在条
16、形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环 命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本
17、身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 A始终相互吸引 B始终相互排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引【答案】D 【解析】由楞次定律可知，当条形磁铁靠近圆环时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，D 正确。62010 海南物理7下列说法正确的是 A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势 B当线圈中电流反向时线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反 C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【答案】A
18、C 【解析】由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，A 对；当线圈中电流反向时 相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B 错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，C 对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，D 错。72010 天津11如图所示，质量 m1=0.1kg，电阻 R1=0.3，长度 l=0.4m 的导体棒 ab 横放在 U 型金属框架上。框架质量 m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距 0.
19、4m 的 MM 、NN 相互平行，电阻不计且足够长。电阻 R2=0.1的 MN 垂直于 MM 。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.5T。垂直于 ab 施加 F=2N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与 MM 、NN 保持良好接触，当 ab 运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取 10m/s2.(1)求框架开始运动时 ab 速度 v 的大小；（2）从 ab 开始运动到框架开始运动的过程中，MN 上产生的热量 Q=0.1J，求该过程 ab 位移 x 的大小。命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性
20、较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 （2）闭合回路中产生的总热量 122RR
21、QQR总 由能量守恒定律，得 2112FxmvQ总 代入数据解得 1.1xm 82010 福建21 如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒 a 和 b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线 PQ 以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对 a 棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的 b 棒恰好静止。当 a 棒运动到磁场的上边界 PQ 处时，撤去拉力，a 棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时 b 棒已滑离导轨。当 a 棒再次滑回到磁场边界 PQ 处时，又恰能沿导轨匀速向下运命题的热
22、点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学
23、习好资料 欢迎下载 动。已知 a 棒、b 棒和定值电阻的阻值均为 R,b 棒的质量为 m，重力加速度为 g，导轨电阻不计。求（1）a 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a 棒中的电流强度 I，与定值电阻 R 中的电流强度 IR之比；（2）a 棒质量 ma;（3）a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力 F。答案：9.2010 上海物理32如图，宽度 L=0.5m的光滑金属框架 MNPQ 固定板个与水平面内，并处在磁感应强度大小 B=0.4T，方向竖直向下的匀强磁场中，框架的电阻非均匀分布，将质量 m=0.1kg，电阻可忽略的金属棒 ab 放置在框架上，并且框架接触良好，以 P为坐标原点，PQ方
24、向为 x 轴正方向建立坐标，金属棒从01xm处以02/vm s的初速度，沿 x 轴负方向 做22/am s的 匀 减 速 直 线 运 动，运 动 中 金 属 棒 仅 受 安 培 力 作 用。求：命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的
25、转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 （1）金属棒 ab 运动 0.5m，框架产生的焦耳热 Q；（2）框架中 aNPb部分的电阻 R随金属棒 ab 的位置 x 变化的函数关系；（3）为求金属棒 ab 沿 x 轴负方向运动 0.4s 过程中通过 ab 的电量 q，某同学解法为：先算出 金 属 棒 的 运 动 距 离s，以 及0.4s时 回 路 内 的 电 阻R，然 后 代 入q=BLsRR2022122222403
26、18.85*10/MBLsRScm ppalmlmRRqSEcN m E求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。20XX年高考题 一、选择题 命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思
27、路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 1.（09上海物理13）如图，金属棒 ab 置于水平放置的 U 形光滑导轨上，在 ef 右侧存在有界匀强磁场 B，磁场方向垂直导轨平面向下，在 ef 左侧的无磁场区域 cdef 内有一半径很小的金属圆环 L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒 ab 在水平恒力 F 作用下从磁场左边界 ef 处由静止开始向右运动后，圆环 L 有_（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_（填变大、变小、不变）。答案：收缩，变小
28、解析：由于金属棒 ab 在恒力 F 的作用下向右运动，则 abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。2.（09上海9）信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数 1 或 0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用 卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图 1 所示）。当信用卡磁条按图 2 所示方向以该
29、速度 拉过 阅读检 测头 时，在线 圈中产 生的 电压 随时 间的变 化关 系正 确的是 (B )3.（09山东21）如图所示，一导线弯成半径为 a 的半圆形闭合回路。虚线 MN 右侧有磁感应强度为 B 的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度 v 向右匀速进入磁场，直径 CD 始络与 MN 垂直。从 D 点到达边界开始到 C 点进入磁场为止，下列结论正确命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁
30、感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 的是 （ACD ）A感应电流方向不变 BCD 段直线始终不受安培力 C感应电动势最大值 EBav D感应电动势平均值14EBav 4.（09重庆20）题 20 图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的
31、圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XO Y运动，（O是线圈中心），则 （D ）A从 X 到 O，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 B从 X 到 O，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大 C从 O 到 Y，电流由 F 经 G 流向 E，先减小再增大 D从 O 到 Y，电流由 E 经 G 流向 F，先增大再减小 5.（09福建18）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为 R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中。一质量为
32、 m（质量分布均匀）的导体杆 ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F 作用下从静止开始沿导轨运动距离 L 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为 r，导轨电阻不计，重力加速度大小为 g。则此过程 （BD ）命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求
33、学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 A.杆的速度最大值为 B.流过电阻 R 的电量为 C.恒力 F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D.恒力 F 做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量 解析：当杆达到最大速度vm时，022rRvdBmgFm得22dBrRmgFvm，A错；由
34、公式rRBdLrRSBrRq，B 对；在棒从开始到达到最大速度的过程中由动能定理有：KfFEWWW安，其中mgWf，QW安，恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量与回路产生的焦耳热之和，C 错；恒力F做的功与安倍力做的功之和等于于杆动能的变化量与克服摩擦力做的功之和，D对。6.（09浙江17）如图所示，在磁感应强度大小为 B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 （B ）
35、Aadcba Bdabcd C先是dabcd，后是adcba D先是adcba，后是dabcd 解析：由楞次定律，一开始磁通量减小，后来磁通量增大，由“增反”“减同”可知电流方向是dabcd。7.（09海南物理4）一长直铁芯上绕有一固定线圈 M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环 N，N 可在木质圆柱上无摩擦移动。M 连接在如图所示的电路中，其中 R 为滑线变阻器，1E和2E为直流电源，S 为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到 N 向左运动的是 （C ）A在 S 断开的情况下，S 向 a 闭合的瞬间 命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前
36、面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 B在 S 断开的情况下，S 向 b 闭合的瞬间
37、C在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 c 端移动时 D在 S 已向 a 闭合的情况下，将 R 的滑动头向 d 端移动时 二、非选择题 8.（09全国卷24）)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率Bkt，k 为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求（1）导线中感应电流的大小；（2）磁场对方框作用力的大小随时间的变化。（1）8klsI；（2）2 28k l s。解析：本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势kltsBt221/在线框产生的感应电流,RI slR4,联立得8k
38、lsI (2)导线框所受磁场力的大小为BIlF,它随时间的变化率为tBIltF,由以上式联立可得822slktF。9.（09 北京 23）（18 分）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。传感器的结构如图所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极a和 c,a,c 间的距离等于测量管内径 D，测量管的轴线与 a、c 的连接放像以及通过电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极 a、c 的间出现感命题的
39、热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的
40、学习好资料 欢迎下载 应电动势 E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量 Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。（1）已知330.40,205 10,0.12/Dm BT Qs，设液体在测量管内各处流速相同，试求 E 的大小（去 3.0）（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，既液体由测量管出水口流入，从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正直的简便方法；（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为.R a、c 间导电液体的电阻 r 随液体电阻率色变化而变化，从
41、而会影响显示仪表的示数。试以 E、R。r 为参量，给出电极 a、c间输出电压 U 的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。10.（09上海物理24）（14 分）如图，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l，左侧接一阻值为 R的电阻。区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问
42、题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 磁场宽度为 s。一质量为 m，电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到 F0.5v0.4（N）（v 为金属棒运动速度）的水平力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大。（已知 l1m，m1kg，R
43、0.3，r0.2，s1m）（1）分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；（2）求磁感应强度 B 的大小；（3）若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 vv0B2l2m（Rr）x，且棒在运动到 ef 处时恰好静止，则外力 F 作用的时间为多少？（4）若在棒未出磁场区域时撤去外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。解析：（1）金属棒做匀加速运动，R 两端电压 U I v，U 随时间均匀增大，即 v 随时间均匀增大，加速度为 恒量；（2）FB2l2vRr ma，以 F0.5v0.4 代入得（0.5B2l2Rr）v0.4a a 与 v 无关，所以 a0.4m/s
44、2，（0.5B2l2Rr）0 得 B0.5T （3）x112 at2，v0B2l2m（Rr）x2at，x1x2s，所以12 at2m（Rr）B2l2 ats 得：0.2t20.8t10，t1s，（4）可能图线如下：11.（09广东物理18）（15 分）如图 18（a）所示，一个电阻值为 R，匝数为 n 的圆形金属线与阻值为 2R的电阻 R1连结成闭合回路。线圈的半径为 r1.在线圈中半径为 r2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 B 随时间 t 变化的关系图线如图 18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为 t0和 B0.导线的电阻不计。求 0 至 t1时间内 命题的热点之
45、一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好
46、资料 欢迎下载（1）通过电阻 R1上的电流大小和方向；（2）通过电阻 R1上的电量 q 及电阻 R1上产生的热量。解析：由图象分析可知，0 至1t时间内 00BBtt 由法拉第电磁感应定律有 BEnnstt 而22sr 由闭合电路欧姆定律有11EIRR 联立以上各式解得 通过电阻1R上的电流大小为202103nBrIRt 由楞次定律可判断通过电阻1R上的电流方向为从 b 到 a 通过电阻1R上的电量20211 103nBr tqI tRt 通过电阻1R上产生的热量2224202111 12029n Br tQI RtRt 20XX年高考试题 一、选择题 1.（08全国20）矩形导线框 abcd
47、 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低面向里，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，下列各图中正确的是 (D )命题的热点之一通过历年高考试题的分析不难发现电磁感应的题目往往综合性较强与前面的知识联系较多涉及力学知识如牛顿运动定律功动能定理能量守恒定律等电学知识如电磁感应定律楞次定律安培力直流电路知识磁场知识等等的力学问题为命题热点高考预测电磁感应中的能量问题是高考常考的题型之一这类问题要求学生能理清电磁感应过程中做功及能量的转化情况然后选相应的规律进行解答这类问题既要到电磁感应知识又要到功能关系和能量守恒定律
48、的转化等知识解决这类问题应搞清楚以下思路闭合导体在磁场中切割磁感线产生感应电动势感应电流感应电流在磁场中受到安培力的作该力影响了导体棒的运动尽而影响导体棒本身的受力问题这个问题实际上就是运动和力的关系的学习好资料 欢迎下载 解析：0-1s内 B 垂直纸面向里均匀增大，则由楞次定律及法拉第电磁感应定律可得线圈中产生恒定的感应电流，方向为逆时针方向，排除 A、C 选项；2s-3s内，B 垂直纸面向外均匀增大，同理可得线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向，排除 B 选项，D 正确。2.（08全国21）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；一个边长也为 l 的正方形导线框所
49、在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直，ba 的延长线平分导线框在 t=0 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 i-t关系的图示中，可能正确的是(C)解析：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大，A 项错误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线有效长度不变，故感应电流不变，B 项错；当正方形线框下边离开磁场，上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中，磁通量减少的稍慢，
50、故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等，D 项错，故正确选项为 C。3.（08四川17）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 (B )A维持不动 B将向使减小的方向转动 C将向使增大的方向转动 D将转动，因不知磁场方向，不能确定会增大还是会减小 解析：由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使减小的方向转动 a b 命题的热点之一通过历年高考试题