压轴突破专题4第10讲电磁感应中常考的3个问题教案.docx

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1、压轴突破专题4第10讲电磁感应中常考的3个问题教案学问互联网达人寄语科学复习、事半功倍完备H勺对接！2019年6月16日18时37分，我国的“神舟九号”载人飞船胜利放射两天后及“天宫号”在茫茫太空顺当实施了人工手控交会对接，令世人瞩目！北京航天飞行限制中心的科技团队是全世界最年轻的支E控队伍，平均年龄只有31岁.100%的E控胜利率，实现了他们青春及使命的完备对接.他们经常说：“细微环节确定成败，仔细才能取胜”；“胜利是差一点就失败，失败是差一点就胜利”.他们有时为了小数点后H勺第6位数而夜以继日.高考也是一次莘莘学子青春及使命!勺对接，让我们!勺青春及激情在拼搏中飞扬，实力及灵感在挑战中交会

2、，力求胜利！力求完备！“电路和电磁感应”是高考口勺“重头戏“力电综合”更有难度.明确对象、过程及回路，应用规律、方法和技巧，细上加细，慎之又慎，努力交一份完备的答卷.让“对接”来得更猛烈些吧！青春的火花在此刻闪耀！第10讲电磁感应中常考的I3个问题主要题型：选择题或计算题难度档次：选择题中等难度题，计算题难度较大.电磁感应学问点较少，一般及电路学问、安培力进行简洁口勺结合，或定性分析、或定量计算，通常涉及45个学问点.电磁感应中口勺计算题综合了力学，电学、安培力等学问，难度较大，尤其是导体棒模型和线框模型.，高考热点1.感应电流闭合电路的部分导体在磁场内做（1）产生条件切割磁感线运动I穿过闭合

3、电路的发生变更I右手定则：常用于状况（2）方向推断楞次定律：常用于状况阻碍磁通量的变更（增反减同）（3）阻碍的表现阻碍物体间的（来拒去留）阻碍的变更（自感现象）2 .感应电动势【向计算（1）法拉第电磁感应定律：E=11KT若B变，而S不变，则E=:若S变，而B不变，则E=，常用于计算图10-1电动势.(2)导体垂直切割磁感线：E=B1.v,主要用于求电动势的值.(3)如图10-1所示，导体棒Oa围绕棒的一端0在垂直磁场H勺平面内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势E=.3 .电磁感应综合问题中运动口勺动态结构和能量转化特点(1)运动的动态结构其他形式的能(如机械能)其他形式的能(如内能)能量

4、转化特点安培力三功匝囤电流做功，F,状元微博名师点睛解决电磁感应综合问题的一般思路是“先电后力”即先作“源”的分析一一分析电路中由电磁感应所产生的电源，求出电源参数E和r；再进行“路”H勺分析一一分析电路结构，弄清串并联关系，求出相关部分H勺电流大小，以便安培力的求解；然后是“力”H勺分析一一分析探讨对象(通常是金属杆、导体、线圈等)1月受力状况，尤其留意其所受I南安培力；接者进行“运动”状态的分析一一依据力和运动的关系，推断出正确的运动模型：最终是“能量”的分析一一找寻电磁感应过程和探讨对象的运动过程中其能量转化和守恒口勺关系常考问题30楞次定律及法拉第电磁感应定律的应用（选择题）图10-2

5、例1（2019福建理综，】8）如图102所示，一圆形闭合铜环由高处从静止起先卜落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线及条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向口勺X轴，则下图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标X变更的关系图象是（）.解析闭合铜环在下落过程中穿过铜环的磁场方向始终向上，磁通量先增加后削减，由楞次定律可推断感应电流H勺方向要发生变更,D项错误；因穿过闭合铜环的磁通量的变更率不是匀称变更,所以感应电流随X的变更关系不行能是线性关系，A项错误：铜环由静止起先下落，速度较小，所以穿过铜环的磁通量!勺变更率较小，产生的感应电流的最大值较小

6、，过O点后,铜环H勺速度增大，磁通量的变更率较大，所以感应电流的反向最大值大于正向最大值，故B项正确，C项错误.答案B本题考查了楞次定律、法拉第电磁感应定律等学问，旨在考查学生的理解实力和推理实力，难度适中.邈变矩形导线框abed固定在匀强磁场中（如图103甲所示），磁感线的方向及导线框所在平面垂直，规定磁场日勺方向垂直纸面对里，磁感应强度B随时间t变更的规律如图10-3乙所示，则().图10-3A.从0到11时间内，导线框中电流的方向为adcbaB.从0到t1.时间内，导线框中电流越来越小C.从t1.到t2时间内，导线框中电流越来越大D.从t1.到t2时间内，导线框be边受到安培力大小保持不

7、变,方法锦喔感应电流方向口勺推断方法方法-楞次定律的运用步骤方法二右手定则(适用于部分导体切割磁感线)应用法拉第电磁感应定律E=nKf时应留意：(1)探讨对象：E=n-ZTH勺探讨对象是一个回路：(2)物理意义：E=nZT求的是At时间内的平均感应电动势：(3)电动势口勺大小及Kr成正比，及无关.课堂笔记常考问题31电磁感应中的图象问题(选择题)图10-4例2(2019课标，20)如图10-4所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边及长直导线平行.己知在1=0到t=t1.的时间间隔内，直导线中电流i发生某种变更，而线框中的感应电流总是沿顺时针方向：线框受

8、到的安培力口勺合力先水平向左、后水平向右.设电流i正方向及图中箭头所示方向相同，则i随时间t变更的图线可能是().本题考查安培力、电磁感应现象、楞次定律的综合应用，考查考生的推理实力，难度中等.图10-5酗金如图105虚线上方空间有匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴。以角速度3匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针为正，则能正确表明线框转动一周感应电流变更状况的是().得分技巧解决电磁感应现象中图象问题H勺基本方法及要点分析1 .基本方法(1)在清横、纵坐标表示的物理量.(2)理解图象的物理意义.(3)画出对应的物理图象(常采纳分段法、数学法来处理).2 .要点分析(1)定性或定量地表示出所探

9、讨问题的函数关系.(2)留意横、纵坐标表达的物理量以及各物理量H勺单位.(3)留意在图象中E、I、B等物理量H勺方向是通过正负值来反映的，故确定大小变更的同时，还应确定方向的变更状况.3 .所用规律利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决感应电流的方向和感应电流的大小.常考问题32电磁感应规律及电路、力学规律口勺综合应用(计算题)图10-6【例3】(2019天津理综，11)如图106所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距1=0.5m,左端接有阻值R=0.3Q的电阻.一质量m=0.1.kg,三J0.r=().1Q的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖

10、直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由静止起先以a=2ms2的加速度做匀加速运动，当棒的位移X=9m时撤去外力，棒接着运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比QI:Q2=2：1.导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终及导轨垂直且两端及导轨保持良好接触.求(1)棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的!功WF.解析(1)设棒匀加速运动的时间为At,回路的磁通量变更量为,回路中H勺平均感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律得E=At其中中=BIXE设同路中的平均电流为I,由闭合电路

11、欧姆定律得I=记G则通过电阻R的电荷量为q=It联立式，代入数据得q=4.5C(2)设撤去外力时棒I内速度为V,对棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v2=2ax设棒在撤去外力后的运动过程中安培力所做I的功为W,由动能定理得W=O一加2撤去外力后回路中产生的J焦耳热Q2=-W联立式，代入数据得Q2=1.8J由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1.：Q2=2：1,可得Q1.=3.6J在棒运动的整个过程中，由功能关系可知WF=Q1.+Q2由式得WF=5.4J.答案(1)4.5C(2)1.8J(3)5.4J本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、匀变速直线运动公式、动能定理、能量守恒

12、定律等学问，主要考查考生的理解实力、分析综合实力.本题难度较大.图10-7预渊。如图107所示,足够长的金属导轨ABC和FED,二者相互平行且相距为1.,其中AB,EE是光滑弧形导轨，BCxED是水平放置的粗糙直导轨，在矩形区域BCDE内有竖直向上口勺匀强磁场，磁感应强度为B,金属棒MN质量为m、电阻为r,它及水平导轨间的动摩擦因数为U,导轨上A及F、C及D之间分别接有电阻R1.、R2,且R1.=R2=r,其余电阻忽视不计.现将金属棒MN从弧形导轨上离水平部分高为h处由静止释放，最终棒在导轨水平部分上前进了距离s后静止.(金属棒MN在通过轨道B、E交接处时不考虑能量损失，金属棒MN始终及两导轨

13、垂直，重力加速度为g)，求：(1)金属棒在导轨水平部分运动时的最大加速度；(2)整个过程中电阻R1.产生的焦耳热.，借题发挥1 .巧解电磁感应及力学综合题的两个基本观点(1)力H勺观点：是指应用牛顿其次定律和运动学公式解决问题，即选对探讨对象进行受力分析，依据受力变更应用牛顿其次定律推断加速度口勺变更状况，最终找出求解问题的方法.其流程图为:确定电源E=B1.v,F感应电流错误!运动导体所受安培力F=BI1.,F受力状况分析一一合外力F合=ma,F加速度状况a及v方向关系，F运动状态H勺分析一一临界状态.（2）能量的观点：动能定理、能量守恒定律在电磁感应中同样适用.2 .能量转化及焦耳热的求法

14、能量转化（2）求解焦耳热Q口勺几种方法课堂笔记高考阅卷老师揭秘电磁感应中的压轴大题常考的问题有以下四个方面1.电磁感应及力学综合问题3 .电磁感应及能量综合问题4 .电磁感应及电路综合问题5 .电磁感应及力、技术应用综合问题不论考查哪类问题，实质上就两个模型.模型1：电磁场中的导体棒模型（单棒）模型2：电磁场中的线框模型（含两根导体棒）模型一电磁场中的导体棒模型（单棒）【例1】（2019广东理综，35）图10-8如图10-8所示，质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为1的平行光滑金属导轨上.导轨平面及水平面的夹角为0,并处于一磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面对上的匀强磁场中.左侧是水平放置

15、、间距为d/、J平行金属板.R和RX分别表示定值电阻和滑动变阻器I均阻值，不计其他电阻.(1)调整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及棒口勺速率V.(2)变更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.解析(1)对匀速下滑的导体棒进行受力分析如图所示.导体棒所受安培力F安=BI1.导体棒匀速下滑，所以F安=MgSin。Mgsin联立式，解得I=一记一导体棒切割磁感线产生感应电动势E=BIVEE由闭合电路欧姆定律得I=R+R,且RX=R,所以I=加2MgRsinO联立式，解得V=B212由题意知，其等效电路图如图所示.由图知，平行金属板两板间的电压等于Rx两端口勺电压.设两板间的电压为U,由欧姆定律知U=IRXU要使带电的微粒匀速通过，则mg=qQ因为导体棒匀速卜.