高考電磁感應-三類題型總結

1、高考電磁感應中的三類常見問題的解題思路一、與力學問題相關的電磁感應問題近年來，與安培力相關的平衡問題多次在高考中出現，需要做好“源”、“路”、“力”的分析，解決這類問題的一般思路如下：例題1、不計電阻的平行金屬導軌與水平面成某角度固定放置，兩完全相同的金屬導體棒a、b垂直于導軌靜止放置，且與導軌接觸良好，勻強磁場垂直穿過導軌平面，如圖所示，現用一平行于導軌的恒力f拉導體棒a，使其沿導軌向上運動，在a運動過程中，b始終保持靜止，則以下說法正確的是（）a導體棒a做勻變速直線運動b導體棒b所受摩擦力可能變?yōu)?c導體棒b所受摩擦力可能先增大后減小d導體棒b所受摩擦力方向可能沿導軌向下【題型點津】題目較

2、為容易，仔細體會一般步驟例題2、如圖所示，def、xyz為處于豎直向上勻強磁場中的兩個平行直角導軌，de、xy水平，ef、yz豎直mn和pq是兩個質量均為m、電阻均為r的相同金屬棒，分別與水平和豎直導軌良好接觸，并垂直導軌，且與導軌間的動摩擦因數均為當mn棒在水平恒力的作用下向右勻速運動時，pq棒恰好勻速下滑已知導軌間距為l，磁場的磁感應強度為b，導軌電阻不計，重力加速度為g，試求：（1）作用在mn棒上的水平恒力的大??；（2）金屬棒mn的運動速度大小【題型點津】解決此類問題的關鍵是：根據右手定則或楞次定律判斷感應電流方向，再根據左手定則判斷安培力的方向，進行受力分析，確定物體的運動情況，由動力

3、學方程結合物體的運動狀態(tài)進行求解。二、與能量問題相關的電磁感應問題能量轉化和守恒定律在電磁感應現象中的體現非常明顯，是高考題命題關注的熱點之一。主要包括以下兩個方面：由有效面積變化引起的電磁感應現象中，由于磁場本身不發(fā)生變化，一般認為磁場并不輸出能量，而是其他形式的能量借助安培力做功來實現能量的轉化。由磁場變化引起的電磁感應現象中，無論磁場增強還是減弱，在回路閉合的情況下，磁場通過感應導體對外輸出能量。解題思路如下：例題3、足夠長的平行金屬導軌mn、pq固定在同一水平面上，兩導軌間距為l，mp間連有電阻r，導軌上停放一質量為m的金屬桿ab，桿及導軌電阻忽略不計，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中

4、，（1）現用一外力沿導軌方向拉桿ab，使桿以速度v向右勻速運動時，求：水平拉力f的大??；電阻r消耗的電功率；克服安培力做功的功率；拉力f做功的功率（2）如果用一水平外力沿導軌方向拉桿，使之以加速度a從靜止做勻加速運動，運動時間為t，求：水平拉力f的大??；電阻r消耗的電功率；克服安培力做功的功率；拉力f做功的功率（3）如果用一水平恒定外力f沿導軌方向拉桿，使之從靜止開始運動，定性做出ab桿的速度與時間t的關圖像；求外力f做功的最大功率；求速度為v時的加速度；設桿從靜止開始運動到最大速度的位移為x，求電阻產生的焦耳熱q；設桿的最大速度為vm，所用時間為t，求桿從靜止開始運動到剛達到最大速度的過程中

5、，電阻r所產生的焦耳熱?！绢}型點津】題目模型較為簡單，但問題十分全面，需用心體會。解決第（3）問第小題時需注意用到動量定理和微分思想。例題4、如圖（a）所示，間距為l、電阻不計的光滑平行導軌固定在傾角為的斜面上在區(qū)域i內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為b；在區(qū)域內有垂直于斜面向下的勻強磁場，其磁感應強度bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖（b）所示t=0時刻，在軌道上端的金屬細棒ab從如圖位置由靜止開始沿導軌下滑，同時下端的另一金屬細棒cd在位于區(qū)域i內的導軌上由靜止釋放在ab棒運動到區(qū)域的下邊界ef處之前，cd棒始終靜止不動（不切割磁感線），兩棒均與導軌接觸良好已知cd棒的質量為m、電阻

6、為r，ab棒的質量、阻值均未知，區(qū)域沿斜面的長度為2l，在t=tx時刻（tx未知）ab棒恰進入區(qū)域，重力加速度為g求：（1）棒ab在區(qū)域ii內運動過程中，棒cd消耗的電功率；（2）ab棒開始下滑的位置到邊界ef的距離；（3）ab棒開始下滑至ef的過程中回路中產生的熱量【題型點津】求解此類問題通常先求解感應電動勢的大小和方向，從而確定回路中感應電流的大小和方向，由此分析導體的受力情況，進而分析能量，確定有幾種能量發(fā)生轉化，哪種能量轉化為哪種能量，根據功能關系、能量守恒定律等解決。三、求解電磁感應中通過導體的電荷量電磁感應本質是其他形式的能量通過安培力做功轉化為電能，電能的表現形式即為電流，電流的

7、本質是電荷的定向移動，求解有關電磁感應的問題時經常會碰到這類習題。解題思路如下：例題5、如圖所示，粗糙斜面的傾角=37，斜面上直徑d=0.4m的圓形區(qū)域內存在著垂直于斜面向下的勻強磁場，一個匝數為n=100匝的剛性正方形線框abcd，邊長為0.5m，通過松弛的柔軟導線與一個額定功率p=2w的小燈泡a相連，圓形磁場的一條直徑恰好過線框bc邊，已知線框質量m=2kg，總電阻r0=2，與斜面間的動摩擦因數=0.5，從t=0時起，磁場的磁感應強度按b=1t（t）的規(guī)律變化，開始時線框靜止在斜面上，在線框運動前，燈泡始終正常發(fā)光，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10m/s2，sin37=0.6，cos

8、37=0.8，求：（1）線框靜止時，回路中的電流i；（2）在線框保持不動的時間內，小燈泡產生的熱量q；（3）若線框剛好開始運動時即保持磁場不再變化，求線框從開始運動到bc邊離開磁場的過程中通過燈泡的電荷量q（柔軟導線及小燈泡對線框運動的影響可忽略，且斜面足夠長）【題型點津】通過回路某一橫截面的電荷量q=ndfr總例題6、如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導軌相距為l，與水平面的夾角為，整個空間存在垂直于導軌平面的勻強磁場，磁感應強度大小均為b，虛線上方軌道光滑且磁場方向垂直于導軌平面上，虛線下方軌道粗糙且磁場方向垂直于導軌平面向下，當導體棒ef以初速度v0沿導軌上滑至最大高度的過程中，導體棒mn一直靜止在導軌上若已知兩導體棒質量均為m、電阻均為r，導體棒ef上滑的最大位移為s，導軌