《2019年高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应第12讲电磁感应规律及其应用课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理二轮复习专题四电路和电磁感应第12讲电磁感应规律及其应用课件.ppt（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题整合突破专题四电路和电磁感应专题四电路和电磁感应第第12讲电磁感应规律及其应用讲电磁感应规律及其应用1 1微微网网构构建建2 2高高考考真真题题3 3热热点点聚聚焦焦4 4复复习习练练案案微微 网网 构构 建建高高 考考 真真 题题B2(多多选选)(2018全全国国，19)如如图图，两两个个线线圈圈绕绕在在同同一一根根铁铁芯芯上上，其其中中一一线线圈圈通通过过开开关关与与电电源源连连接接，另另一一线线圈圈与与远远处处沿沿南南北北方方向向水水平平放放置置在在纸纸面面内内的的直直导导线线连连接接成成回回路路。将将一一小小磁磁针针悬悬挂挂在在直直导导线线正正上上方方，开开关关未未闭闭合合时时小小
2、磁磁针针处处于于静静止止状状态态。下下列列说法正确的是说法正确的是( )A开关开关闭合后的瞬合后的瞬间，小磁，小磁针的的N极朝垂直极朝垂直纸面向里的方向面向里的方向转动B开关开关闭合并保持一段合并保持一段时间后，小磁后，小磁针的的N极指向垂直极指向垂直纸面向里的方向面向里的方向C开关开关闭合并保持一段合并保持一段时间后，小磁后，小磁针的的N极指向垂直极指向垂直纸面向外的方向面向外的方向D开开关关闭合合并并保保持持一一段段时间再再断断开开后后的的瞬瞬间，小小磁磁针的的N极极朝朝垂垂直直纸面面向向外的方向外的方向转动AD 解析解析 根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。根据安培定则，开
3、关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。A对对：开开关关闭闭合合后后的的瞬瞬间间，根根据据楞楞次次定定律律，直直导导线线上上将将产产生生由由南南向向北北的的电电流流，根根据据安安培培定定则则，直直导导线线上上方方的的磁磁场场垂垂直直纸纸面面向向里里，故故小小磁磁针针的的N极极朝朝垂垂直直纸纸面面向向里的方向转动。里的方向转动。B、C错错：开开关关闭闭合合并并保保持持一一段段时时间间后后，直直导导线线上上没没有有感感应应电电流流，故故小小磁磁针针的的N极极指指北北。D对对：开开关关闭闭合合并并保保持持一一段段时时间间再再断断开开后后的的瞬瞬间间，根根据据楞楞次次定定律律，直直导导线线上上将将产产生生由
4、由北北向向南南的的电电流流，这这时时直直导导线线上上方方的的磁磁场场垂垂直直纸纸面面向向外外，故故小小磁针的磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动。极朝垂直纸面向外的方向转动。D4(多多选选)(2018全全国国，20)如如图图(a)，在在同同一一平平面面内内固固定定有有一一长长直直导导线线PQ和和一一导导线线框框R，R在在PQ的的右右侧侧。导导线线PQ中中通通有有正正弦弦交交流流电电i，i的的变变化化如如图图(b)所所示，规定从示，规定从Q到到P为电流正方向。导线框为电流正方向。导线框R中的感应电动势中的感应电动势( )图(a) 图(b) ACBC6(2018天天津津，12)真真空空管管道道超超高
5、高速速列列车车的的动动力力系系统统是是一一种种将将电电能能直直接接转转换换成成平平动动动动能能的的装装置置。图图1是是某某种种动动力力系系统统的的简简化化模模型型，图图中中粗粗实实线线表表示示固固定定在在水水平平面面上上间间距距为为l的的两两条条平平行行光光滑滑金金属属导导轨轨，电电阻阻忽忽略略不不计计。ab和和cd是是两两根根与与导导轨轨垂垂直直、长长度度均均为为l、电电阻阻均均为为R的的金金属属棒棒，通通过过绝绝缘缘材材料料固固定定在在列列车车底底部部，并并与与导导轨轨良良好好接接触触，其其间间距距也也为为l，列列车车的的总总质质量量为为m。列列车车启启动动前前，ab、cd处处于于磁磁感感
6、应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直于于导导轨轨平平面面向向下下，如如图图1所所示示。为为使使列列车车启启动动，需需在在M、N间间连连接接电电动动势势为为E的的直直流流电电源源，电电源源内内阻阻及及导导线线电电阻阻忽忽略略不计。列车启动后电源自动关闭。不计。列车启动后电源自动关闭。图1 图2 (1)要要使使列列车车向向右右运运行行，启启动动时时图图1中中M、N哪哪个个接接电电源源正正极极，并并简简要要说说明明理理由。由。(2)求刚接通电源时列车加速度求刚接通电源时列车加速度a的大小。的大小。(3)列列车车减减速速时时，需需在在前前方方设设置置如如图图2所所示示的
7、的一一系系列列磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场区区域域，磁磁场场宽宽度度和和相相邻邻磁磁场场间间距距均均大大于于l。若若某某时时刻刻列列车车的的速速度度为为v0，此此时时ab、cd均均在在无无磁磁场场区区域域，试试讨讨论论：要要使使列列车车停停下下来来，前前方方至至少少需需要要多多少少块块这这样样的的有有界磁场？界磁场？热热 点点 聚聚 焦焦1楞次定律中楞次定律中“阻碍阻碍”的表现的表现(1)阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化(增反减同增反减同)。(2)阻碍物体间的相对运动阻碍物体间的相对运动(来拒去留来拒去留)。(3)阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象)2楞次定律
8、和右手定则的适用对象楞次定律和右手定则的适用对象(1)楞次定律：一般适用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形。楞次定律：一般适用于线圈面积不变，磁感应强度发生变化的情形。(2)右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线的情形。右手定则：一般适用于导体棒切割磁感线的情形。热点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用热点一楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 (2018山山西西省省高高三三下下学学期期模模拟拟)如如图图，水水平平桌桌面面上上固固定定有有一一半半径径为为R的的光光滑滑金金属属细细圆圆环环，环环面面水水平平，圆圆环环总总电电阻阻为为r；空空间间有有一一匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大
9、小小为为B，方方向向竖竖直直向向下下；一一长长度度为为2R、电电阻阻可可忽忽略略的的导导体体棒棒AC置置于于圆圆环环左左侧侧并并与与环环相相切切，切切点点为为棒棒的的中中点点。一一拉拉力力作作用用于于棒棒中中点点使使其其以以恒恒定定加加速速度度a从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是从静止开始向右运动，运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是()典例典例 1D方法总结方法总结对电磁感应定律的理解对电磁感应定律的理解(1)EBlv的的“三性三性”正正交交性性：本本公公式式是是在在一一定定条条件件下下得得出出的的，除除磁磁场场为为匀匀强强磁磁场场外外，还还需需B、l、
10、v三者互相垂直。三者互相垂直。瞬时性：若瞬时性：若v为瞬时速度，则为瞬时速度，则E为相应的瞬时感应电动势。为相应的瞬时感应电动势。有效性：公式中的有效性：公式中的l为导体切割磁感线的有效长度。为导体切割磁感线的有效长度。A此时，金属环中感应电流沿顺时针方向此时，金属环中感应电流沿顺时针方向B此此后后，金金属属环环可可能能沿沿图图示示v0方方向向做做直直线线运运动动，直直到到速速度度减减为零为零C此后，金属环可能一直做曲线运动此后，金属环可能一直做曲线运动D此后，金属环先做曲线运动，再做匀速直线运动此后，金属环先做曲线运动，再做匀速直线运动AD1解决图象问题的一般步骤解决图象问题的一般步骤(1)
11、明明确确图图象象的的种种类类，是是Bt图图象象还还是是t图图象象，或或者者是是Et图图象象、It图图象象等。等。(2)分析电磁感应的具体过程。分析电磁感应的具体过程。(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。用右手定则或楞次定律确定方向对应关系。(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式。结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式。(5)根据函数关系式进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。根据函数关系式进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。(6)画出图象或判断图象。画出图象或判断图象。热点二电磁感应的图象问题热点二电磁感应的图象问题2电磁感应
12、中图象类选择题的两种常见解法电磁感应中图象类选择题的两种常见解法(1)排排除除法法：定定性性地地分分析析电电磁磁感感应应过过程程中中物物理理量量的的变变化化趋趋势势(增增大大还还是是减减小小)、变化快慢变化快慢(均匀变化还是非均匀变化均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项。，特别是物理量的正负，排除错误的选项。(2)函函数数法法：根根据据题题目目所所给给条条件件定定量量地地写写出出两两处处物物理理量量之之间间的的函函数数关关系系，然然后后由由函函数数关关系系对对图图象象作作出出分分析析和和判判断断，这这未未必必是是最最简简的的方方法法，但但却却是是最最有有效效的的方法。方
13、法。典例典例 2BC方法总结方法总结解决电磁感应图象问题的解决电磁感应图象问题的“三点关注三点关注”(1)关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向。关注初始时刻，如初始时刻感应电流是否为零，是正方向还是负方向。(2)关关注注变变化化过过程程，看看电电磁磁感感应应发发生生的的过过程程分分为为几几个个阶阶段段，这这几几个个阶阶段段是是否否和图象变化相对应。和图象变化相对应。(3)关关注注大大小小、方方向向的的变变化化趋趋势势，看看图图线线斜斜率率的的大大小小、图图线线的的曲曲、直直是是否否和和物理过程相对应。物理过程相对应。类类题题演演练练2(多多选选)(2018河河南南省省郑
14、郑州州市市二二模模)铁铁路路运运输输中中设设计计的的多多种种装装置置都都运运用用了了电电磁磁感感应应原原理理。有有一一种种电电磁磁装装置置可可以以向向控控制制中中心心传传输输信信号号以以确确定定火火车车的的位位置置和和运运动动状状态态，装装置置的的原原理理是是：将将能能产产生生匀匀强强磁磁场场的的磁磁铁铁安安装装在在火火车车首首节节车车厢厢下下面面，如如图图甲甲所所示示(俯俯视视图图)，当当它它经经过过安安放放在在两两铁铁轨轨间间的的矩矩形形线线圈圈时时，线线圈圈便便产产生生一一个个电电信信号号传传输输给给控控制制中中心心。线线圈圈长长为为L1，宽宽为为L2。匝匝数数为为n。若若匀匀强强磁磁场
15、场只只分分布布在在一一个个矩矩形形区区域域内内，当当火火车车首首节节车车厢厢通通过过线线圈圈时时，控控制制中中心心接接收收到到线线圈两端电压圈两端电压u与时间与时间t的关系如图乙所示的关系如图乙所示(ab、cd均为直线均为直线)，则在，则在t1t2时间内时间内( )BD热点三电磁感应中的电路和动力学问题热点三电磁感应中的电路和动力学问题2动力学问题中的动力学问题中的“两分析、两状态两分析、两状态”(1)受力情况、运动情况的分析受力情况、运动情况的分析导导体体切切割割磁磁感感线线运运动动产产生生感感应应电电动动势势，在在电电路路中中产产生生感感应应电电流流，导导体体在在磁场中受安培力，安培力将阻
16、碍导体运动。磁场中受安培力，安培力将阻碍导体运动。安安培培力力一一般般是是变变力力，导导体体做做切切割割磁磁感感线线运运动动的的加加速速度度发发生生变变化化，当当加加速速度为零时，导体达到稳定状态，最后做匀速直线运动。度为零时，导体达到稳定状态，最后做匀速直线运动。(2)两种状态处理两种状态处理导体处于平衡状态导体处于平衡状态静止或匀速直线运动状态。静止或匀速直线运动状态。处理方法：根据平衡状态时导体所受合力等于零列式分析。处理方法：根据平衡状态时导体所受合力等于零列式分析。导体处于非平衡状态导体处于非平衡状态加速度不为零。加速度不为零。处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析
17、。处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。(2018北北京京高高考考压压轴轴卷卷)在在同同一一水水平平面面中中的的光光滑滑平平行行导导轨轨P、Q相相距距L1m，导导轨轨左左端端接接有有如如图图所所示示的的电电路路。其其中中水水平平放放置置的的平平行行板板电电容容器器两两极极板板M、N间间距距离离d10mm，定定值值电电阻阻R1R212，R32，金金属属棒棒ab电电阻阻r2，其其它它电电阻阻不不计计。磁磁感感应应强强度度B1T的的匀匀强强磁磁场场竖竖直直穿穿过过导导轨轨平平面面，当当金金属属棒棒ab沿沿导导轨轨向向右右匀匀速速运运动动时时，悬悬浮浮于于电电容容器器两两极极板板之
18、之间间，质质量量m11014kg，带带电电量量q11014C的的微微粒粒恰恰好好静静止止不不动动取取g10m/s2，在在整整个个运运动动过过程程中中金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定。试求：金属棒与导轨接触良好，且运动速度保持恒定。试求：(1)匀强磁场的方向；匀强磁场的方向；(2)ab两端的路端电压；两端的路端电压；(3)金属棒金属棒ab运动的速度。运动的速度。典例典例 3 解解析析 (1)悬悬浮浮于于电电容容器器两两极极板板之之间间的的微微粒粒静静止止，重重力力与与电电场场力力平平衡衡，可可判判断断电电容容器器两两板板带带电电情情况况，来来确确定定电电路路感感应应电电流流方方向向，再再
19、由由右右手手定定则则确确定定磁磁场场方方向向。(2)由由粒粒子子平平衡衡，求求出出电电容容器器的的电电压压，根根据据串串并并联联电电路路特特点点，求求出出ab两两端端的路端电压。的路端电压。(3)由欧姆定律和感应电动势公式求出速度。由欧姆定律和感应电动势公式求出速度。(1)带带负负电电的的微微粒粒受受到到重重力力和和电电场场力力处处于于静静止止状状态态，因因重重力力竖竖直直向向下下，则则电电场场力力竖竖直直向向上上，故故M板板带带正正电电。ab棒棒向向右右切切割割磁磁感感线线产产生生感感应应电电动动势势，ab棒棒等等效效于于电电源源，感感应应电电流流方方向向由由ba，其其a端端为为电电源源的的
20、正正极极，由由右右手手定定则则可可判判断断，磁磁场方向竖直向下。场方向竖直向下。(1)若框架固定，求导体棒的最大速度若框架固定，求导体棒的最大速度vm；(2)若若框框架架固固定定，导导体体棒棒从从静静止止开开始始下下滑滑6m时时速速度度v14m/s，求求此此过过程程回回路路中产生的热量中产生的热量Q及流过导体棒的电量及流过导体棒的电量q；(3)若框架不固定，求当框架刚开始运动时导体棒的速度大小若框架不固定，求当框架刚开始运动时导体棒的速度大小v2。 解解析析 若若框框架架固固定定，导导体体棒棒匀匀速速下下滑滑时时速速度度最最大大，根根据据法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律、欧欧姆姆定定律律、
21、安安培培力力公公式式和和平平衡衡条条件件结结合合求求解解最最大大速速度度vm；根根据据能能量量转转化化和和守守恒恒定定律律求求解解热热量量Q。由由法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律、欧欧姆姆定定律律和和电电流流的的定定义义式式结结合合求求解解电电量量q。当当框框架架刚刚开开始始运运动动时时所所受受的的静静摩摩擦擦力力达达到到最最大大，由由平平衡衡条条件件求求解解回回路路中电流，再由法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求解。中电流，再由法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求解。热点四电磁感应与能量、动量的综合热点四电磁感应与能量、动量的综合(2018北北京京市市西西城城区区高高三三下下学学期期5月月模
22、模拟拟)近近日日，中中国国航航母母甲甲板板下下的的阻阻拦拦核核心心舱舱被被报报道道，细细节节展展示示了了国国产产阻阻拦拦装装置置的的工工作作过过程程。时时隔隔半半个个世世纪纪，中中国国自自主主研研制制突突破破外外界界层层层层封封锁锁，闭闭门门造造车车式式的的研研发发出出了了这这套套电电磁磁阻阻拦拦系系统统，军军方方专专业业人人事事预预计计马马伟伟明明院院士士团团队队研研制制的的国国产产电电磁磁阻阻拦拦索索已已经经成成功功。新新一一代代航航母母已已准准备备采采用用全全新新的的电电磁磁阻阻拦拦技技术术，它它的的阻阻拦拦技技术术原原理理是是，飞飞机机着着舰舰时时利利用用电电磁磁作作用用力力使使它它快
23、快速速停停止止。为为研研究究问问题题的的方方便便，我我们们将将其其简简化化为为如如图图所所示示的的模模型型。在在磁磁感感应应强强度度为为B、方方向向如如图图所所示示的的匀匀强强磁磁场场中中，两两根根平平行行金金属属轨轨道道MN、PQ固固定定在在水水平平面面内内，相相距距为为L，电电阻阻不不计计。轨轨道道端端点点MP间间接接有有阻阻值值为为R的的电电阻阻。一一个个长长为为L、质质量量为为m、阻阻值值为为r的的金金属属导导体体棒棒ab垂垂直直于于MN、PQ放放在在轨轨道道上上，与与轨轨道道接接触触良良好好。质质量量为为M的的飞飞机机以以水水平平速速度度v0迅迅速速钩钩住住导导体体棒棒ab，钩钩住住
24、之之后后关关闭闭动动力力系系统统并并立立即即获获得得共共同同的的速速度度。假假如如忽忽略略摩摩擦擦等等次次要要因因素素，飞飞机机和和金金属属棒棒系系统统仅仅在安培力作用下很快停下来。求：在安培力作用下很快停下来。求：典例典例 4(1)飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度v的大小；的大小；(2)飞机在阻拦减速过程中获得的加速度飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；的最大值；(3)从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离x。(1)两棒速度稳定时，两棒的速度分别是多少；两棒速度稳定时，两棒的速度分别是多少；(2)两棒落到地面后的距离是多少；两棒落到地面后的距离是多少；(3)整个过程中，两棒产生的焦耳热分别是多少。整个过程中，两棒产生的焦耳热分别是多少。
