《高考備考指南 物理 》課件-能力課　電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用

電磁感應(yīng)第十章

能力課電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用(本講對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書P230)欄目導(dǎo)航0102題點(diǎn)

各個(gè)擊破03配套訓(xùn)練題點(diǎn)各個(gè)擊破1命題點(diǎn)一電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用［師生共研類］1.用“四步法”分析電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題解決電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)問題的一般思路是“先電后力”，具體思路如下：2.動(dòng)態(tài)分析的基本思路解決這類問題的關(guān)鍵是通過對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析，尋找過程中的臨界狀態(tài)，如速度、加速度最大或最小的條件.具體思路如下：

AC

1.(2023年天津卷)如圖，有一正方形線框，質(zhì)量為m，電阻為R，邊長(zhǎng)為l，靜止懸掛.一個(gè)三角形磁場(chǎng)垂直于線框所在平面，磁感線垂直紙面向里，且線框中磁場(chǎng)區(qū)域面積為線框面積的一半，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=kt(k>0).已知重力加速度為g.求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E；(2)線框開始向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻t0.

2.(多選)(2022年河北卷)如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由ab、bc、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中bc段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R.導(dǎo)軌上一金屬棒MN沿x軸正向以速度v0保持勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)刻通過坐標(biāo)原點(diǎn)O.金屬棒始終與x軸垂直.設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中通過電阻的電流強(qiáng)度為i，金屬棒受到的安培力大小為F，金屬棒克服安培力做功的功率為P，電阻兩端的電壓為U，導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好.忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻.下列圖像可能正確的是()AC

命題點(diǎn)二電磁感應(yīng)中的圖像問題［師生共研類］1.分析圖像的關(guān)鍵2.圖像問題的解題步驟3.解電磁感應(yīng)中圖像類選擇題的兩個(gè)常用方法排除法定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨勢(shì)(增大還是減小)、變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是分析物理量的正負(fù)，以排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)函數(shù)法根據(jù)題目所給條件定量寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖像進(jìn)行分析和判斷例2

(多選)如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在的平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)正方向，順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向，水平向右為ad邊所受安培力F的正方向.則下列圖像正確的是()BD1.(2023年北京模擬)如圖所示，MN和PQ是豎直放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，MP間接有一定值電阻R，電阻為r的金屬桿cd保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.桿cd由靜止開始下落并開始計(jì)時(shí)，桿cd兩端的電壓U、桿cd所受安培力F的大小隨時(shí)間t變化的圖像，以及通過桿cd的電流I、桿cd的加速度a的大小隨桿的速率v變化的圖像，合理的是()D

命題點(diǎn)三電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用［師生共研類］1.兩種狀態(tài)及處理方法狀態(tài)特征處理方法平衡態(tài)加速度為零根據(jù)平衡條件列式分析非平衡態(tài)加速度不為零根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或結(jié)合功能關(guān)系進(jìn)行分析2.力學(xué)規(guī)律和電學(xué)規(guī)律的聯(lián)系3.電磁感應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)臨界問題(1)解決這類問題的關(guān)鍵是通過對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析尋找過程中的臨界狀態(tài)，如求速度、加速度最大值或最小值的條件.(2)兩種常見類型類型“電—?jiǎng)印姟毙汀皠?dòng)—電—?jiǎng)印毙褪疽鈭D已知量棒ab長(zhǎng)l，質(zhì)量m，電阻R，導(dǎo)軌光滑水平，電阻不計(jì)棒ab長(zhǎng)l，質(zhì)量m，電阻R，導(dǎo)軌傾角α，導(dǎo)軌光滑，電阻不計(jì)類型“電—?jiǎng)印姟毙汀皠?dòng)—電—?jiǎng)印毙瓦^程分析例3

(多選)(2023年山東卷)足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為1m，電阻不計(jì).質(zhì)量為1kg長(zhǎng)為1m電阻為1Ω的導(dǎo)體棒MN放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌形成矩形回路并始終接觸良好，區(qū)域Ⅰ和Ⅱ內(nèi)分別存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，其中B1=2T，方向向下.用不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過固定輕滑輪將導(dǎo)軌CD段中點(diǎn)與質(zhì)量為0.1kg的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面，如圖所示.某時(shí)刻MN、CD同時(shí)分別進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ并做勻速直線運(yùn)動(dòng)，MN、CD與磁場(chǎng)邊界平行.MN的速度v1=2m/s，CD的速度為v2且v2>v1，MN和導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.重力加速度g取10m/s2.下列說法正確的是()A.B2的方向向上 B.B2的方向向下C.v2=5m/s D.v2=3m/sBD

1.(2022年長(zhǎng)沙模擬)如圖所示，兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌相距L=1m，金屬導(dǎo)軌由傾斜與水平兩部分組成，傾斜部分與水平方向的夾角為θ=37°，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬棒EF和MN的質(zhì)量均為m=0.2kg，電阻均為R=2Ω.EF置于水平導(dǎo)軌上，MN置于傾斜導(dǎo)軌上，兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.現(xiàn)在外力作用下使EF棒以速度v0=4m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)，MN棒恰能在傾斜導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài).傾斜導(dǎo)軌上端接一阻值也為R的定值電阻.重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(2)若將EF棒固定，將MN棒由靜止釋放，MN棒沿斜面下滑距離d=5m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度.求此過程中通過MN棒的電荷量.(3)求在(2)過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱.

(2)若將EF棒固定，將MN棒由靜止釋放，MN棒沿斜面下滑距離d=5m時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度.求此過程中通過MN棒的電荷量.

(3)求在(2)過程中整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱.

命題點(diǎn)四電磁感應(yīng)中的能量問題［師生共研類］1.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化2.求解焦耳熱Q的三種方法

(1)導(dǎo)體棒下滑至導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大??；(2)導(dǎo)體棒解除鎖定后的運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱.

(1)導(dǎo)體棒下滑至導(dǎo)軌末端時(shí)的加速度大??；

(2)導(dǎo)體棒解除鎖定后的運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的焦耳熱.1.(2023年深圳模擬)如圖甲所示，跳樓機(jī)將游客載至高空然后釋放，座艙自由下落一段時(shí)間后，先啟動(dòng)電磁制動(dòng)系統(tǒng)使座艙減速，再啟動(dòng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)減速，到達(dá)地面時(shí)剛好停下.如將鋼結(jié)構(gòu)座艙看作為一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)總電阻為R的單匝正方形線框，則座艙的下落過程可以簡(jiǎn)化為圖乙：線框先自由下落h后，下邊框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)線框開始減速，下邊框出磁場(chǎng)時(shí)，線框恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).已知座艙的總質(zhì)量為m，磁場(chǎng)區(qū)高度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，重力加速度為g.求：(1)座艙剛進(jìn)入磁場(chǎng)上邊界時(shí)，感應(yīng)電流的大小；(2)座艙穿過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱.

命題點(diǎn)五電磁感應(yīng)與動(dòng)量結(jié)合的問題［師生共研類］

2.動(dòng)量守恒在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用在“雙棒切割”系統(tǒng)中，在只有安培力作用下，系統(tǒng)的合外力為零，通常應(yīng)用動(dòng)量守恒定律求解.例5

(多選)如圖所示，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上.t=0時(shí)，棒ab以初速度v0向右滑動(dòng).運(yùn)動(dòng)過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示.下列圖像可能正確的是()AC【解析】導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流(逆時(shí)針)，導(dǎo)體棒ab受阻力F作用，速度減小.導(dǎo)體棒cd受安培力F'作用，速度增大，最終兩棒速度相等，如圖所示.

1.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，與磁場(chǎng)方向垂直的水平面內(nèi)有兩根固定且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上面平放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，兩棒彼此平行并構(gòu)成一矩形回路.導(dǎo)軌間距為l，導(dǎo)體棒的質(zhì)量都為m，電阻都為R，導(dǎo)軌部分電阻可忽略不計(jì).設(shè)導(dǎo)體棒可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑行，初始時(shí)刻ab棒靜