《全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十章电磁感应第29讲电磁感应定律的综合应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十章电磁感应第29讲电磁感应定律的综合应用课件（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁感应第第 十十 章章第第29讲电磁感应定律的综合应用讲电磁感应定律的综合应用考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势1.电磁感应电路问题电磁感应电路问题2电磁感应动力学电磁感应动力学问题问题2016浙江卷，浙江卷，24高考对本专题内容的考查主要是以选择题高考对本专题内容的考查主要是以选择题的形式考查磁感应强度、安培定则、安培的形式考查磁感应强度、安培定则、安培力有时也出现涉及安培力的计算题，但力有时也出现涉及安培力的计算题，但一般难度不大一般难度不大板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三栏目导航板板 块块 四四1电磁感应中的电路问题电磁感应中的电路问题在在电电磁磁感感应应
2、中中，切切割割磁磁感感线线的的导导体体或或磁磁通通量量发发生生变变化化的的回回路路将将产产生生_，该该导导体体或或回回路路相相当当于于_.因因此此，电电磁磁感感应应问问题题往往往往又又和和电电路路问题联系在一起问题联系在一起解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法如下：解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法如下：(1)用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律和和楞楞次次定定律律(右右手手定定则则)确确定定感感应应电电动动势势的的_和和_(2)画等效电路图画等效电路图(3)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律、电功率等公式联立求解运用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律、电功率等公式联立求解感
3、应电动势感应电动势电源电源大小大小方向方向2电磁感应中的动力学问题电磁感应中的动力学问题(1)导体棒的两种运动状态导体棒的两种运动状态平衡状态平衡状态导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为导体棒处于静止状态或匀速直线运动状态，加速度为_；非平衡状态非平衡状态导体棒的加速度不为零导体棒的加速度不为零(2)两个研究对象及其关系两个研究对象及其关系电电磁磁感感应应中中导导体体棒棒既既可可看看作作电电学学对对象象(因因为为它它相相当当于于电电源源)，又又可可看看作作力力学学对对象象(因因为为有有感感应应电电流流而而受受到到安安培培力力)，而而感感应应电电流流I和和导导体体棒棒的的_是是联联系系
4、这这两两个个对象的纽带对象的纽带零零速度速度v 电源电源变减速变减速1如如图图所所示示，用用均均匀匀导导线线做做成成的的正正方方形形线线框框边边长长为为0.2 m，正正方方形形的的一一半半放放在在和和纸纸面面垂垂直直向向里里的的匀匀强强磁磁场场中中当当磁磁场场以以每每秒秒10 T的的变变化化率率增增加加时时，线线框框中中a、b两两点电势差点电势差()AUab0.1 VBUab0.1 VCUab0.2 V DUab0.2 VB ACD 3如如图图甲甲所所示示，导导体体圆圆环环所所围围的的面面积积为为10 cm2，电电容容器器的的电电容容为为2 F(电电容容器器的的体体积积很很小小)，垂垂直直穿穿
5、过过圆圆环环的的匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度随随时时间间变变化化的的图图线线如如图图乙乙所所示示，则则在在1 s末末电电容容器器的的带带电电荷荷量量为为_C；4 s末末电电容容器器的的带带电电荷荷量量为为_ C，带正电的极板是，带正电的极板是_021011a对电磁感应电源的理解对电磁感应电源的理解(1)电电源源的的正正负负极极可可用用右右手手定定则则或或楞楞次次定定律律判判定定，要要特特别别注注意意应应用用“在在内内电电路路中中电流由负极到正极电流由负极到正极”这一规律进行判定这一规律进行判定(2)电电磁磁感感应应电电路路中中的的电电源源与与恒恒定定电电流流的的电电路路中中的的电电
6、源源不不同同，前前者者是是由由于于导导体体切切割割磁磁感感线线产产生生的的，公公式式为为EBlv，其其大大小小可可能能变变化化，变变化化情情况况可可根根据据其其运运动动情情况况判判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的 一电磁感应中的电路问题一电磁感应中的电路问题(3)在在电电磁磁感感应应电电路路中中，相相当当于于电电源源的的导导体体(或或线线圈圈)两两端端的的电电压压与与恒恒定定电电流流的的电电路路中中电电源源两两端端的的电电压压一一样样，等等于于路路端端电电压压，而而不不等等于于电电动动势势，除除非非切切割割磁磁感感线线的的导导体或线圈
7、电阻为零体或线圈电阻为零(4)在外电路电流由正极经电阻流到负极，电流经电阻在外电路电流由正极经电阻流到负极，电流经电阻R产生电势降落产生电势降落UIR (2)识别电路结构、画出等效电路识别电路结构、画出等效电路分分析析电电路路结结构构，即即分分清清等等效效电电源源和和外外电电路路及及外外电电路路的的串串并并联联关关系系、判判断断等等效效电电源的正负极或电势的高低等源的正负极或电势的高低等(3)利用电路规律求解利用电路规律求解一一般般是是综综合合应应用用欧欧姆姆定定律律、串串并并联联电电路路特特点点、电电容容器器充充电电及及放放电电特特点点、电电功功和和电功率的知识、法拉第电磁感应定律等列方程求
8、解电功率的知识、法拉第电磁感应定律等列方程求解(1)在辐条在辐条OP转过转过60的过程中，求通过的过程中，求通过LED灯的电流；灯的电流；(2)求圆环每旋转一周，求圆环每旋转一周，LED灯消耗的电能；灯消耗的电能；(3)为使为使LED灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？(请写出三条措施请写出三条措施)提提示示：由由n个个电电动动势势和和内内电电阻阻都都相相同同的的电电池池连连成成的的并并联联电电池池组组，它它的的电电动动势势等等于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的于一个电池的电动势，它的内电阻等于一个电池的内电阻的n分之一分之一电电磁磁感
9、感应应现现象象中中产产生生的的感感应应电电流流在在磁磁场场中中受受到到安安培培力力的的作作用用，从从而而影影响响导导体体棒棒(或线圈或线圈)的受力情况和运动情况的受力情况和运动情况1两种状态及处理方法两种状态及处理方法二电磁感应中的动力学问题二电磁感应中的动力学问题状态状态特征特征处理方法处理方法平衡态平衡态加速度为零加速度为零根据平衡条件列式分析根据平衡条件列式分析非平衡态非平衡态加速度不为零加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析行分析2力学对象和电学对象的相互关系力学对象和电学对象的相互关系“四步法四步法”分析电磁感应中的
10、动力学问题分析电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中动力学问题的一般思路是解决电磁感应中动力学问题的一般思路是“先电后力先电后力”，具体思路如下：，具体思路如下：答案答案0.4 m/s /s2 22 A2 A3 3 m/m/s三电磁感应中的能量问题三电磁感应中的能量问题 例例33(2018浙浙江江宁宁波波模模拟拟)如如图图所所示示，有有一一个个上上、下下两两层层连连通通且且均均与与水水平平面面平平行行的的“U”型型的的光光滑滑金金属属平平行行导导轨轨，在在导导轨轨面面上上各各放放一一根根完完全全相相同同的的质质量量为为m的的匀匀质质金金属属杆杆A1和和A2，开开始始时时两两根根金金属属杆杆与与轨
11、轨道道垂垂直直，在在“U”型型导导轨轨的的右右侧侧空空间间存存在在磁磁感感应应强强度度大大小小为为B、方方向向竖竖直直向向上上的的匀匀强强磁磁场场，杆杆A1在在磁磁场场中中，杆杆A2在在磁磁场场之之外外设设两两导导轨轨面面相相距距为为H，平平行行导导轨轨宽宽为为L，导导轨轨足足够够长长且且电电阻阻不不计计，金金属属杆杆单单位位长长度度的的电电阻阻为为r.现现在在有有同同样样的的金金属属杆杆A3从从左左侧侧半半圆圆形形轨轨道道的的中中点点从从静静止止开开始始下下滑滑，在在下下面面与与金属杆金属杆A2发生碰撞，设碰撞后两杆立刻黏在一起并向右运动求：发生碰撞，设碰撞后两杆立刻黏在一起并向右运动求：(
12、1)回路内感应电流的最大值；回路内感应电流的最大值；(2)在整个运动过程中，感应电流最多产生的热量；在整个运动过程中，感应电流最多产生的热量；(3)当杆当杆A2、A3与杆与杆A1的速度之比为的速度之比为3 1时，时，A1受到的安培力大小受到的安培力大小解决电磁感应现象中能量问题的一般步骤解决电磁感应现象中能量问题的一般步骤(1)在在电电磁磁感感应应中中，切切割割磁磁感感线线的的导导体体或或磁磁通通量量发发生生变变化化的的回回路路将将产产生生感感应应电电动动势，该导体或回路就相当于电源势，该导体或回路就相当于电源(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化分析清楚有哪些力
13、做功，就可以知道有哪些形式的能量发生了相互转化(3)根据能量守恒列方程求解根据能量守恒列方程求解BD 所所以以a23a1，故故选选项项C错错误误，选选项项D正正确确；当当拉拉力力的的功功率率恒恒定定时时，随随着着速速度度增增大大，拉拉力力逐逐渐渐减减小小，最最后后匀匀速速运运动动时时拉拉力力最最小小，且且最最小小值值和和第第一一种种情情况况下下拉拉力力相相等等，因因此此最最后后都都达达到到速速度度2v时时，第第一一种种情情况况比比第第二二种种情情况况用用时时要要长长，当当两两种种情情况况下下都都达达到速度到速度v时，比较时，比较vt图象图象(如图所示如图所示)可知可知t1t2，故选项，故选项A
14、错误，选项错误，选项B正确正确2如如图图所所示示，纸纸面面内内有有一一矩矩形形导导体体闭闭合合线线框框abcd，ab边边长长大大于于bc边边长长，置置于于垂垂直直纸纸面面向向里里、边边界界为为MN的的匀匀强强磁磁场场外外，线线框框两两次次匀匀速速地地完完全全进进入入磁磁场场，两两次次速速度度大大小小相相同同，方方向向均均垂垂直直于于MN.第第一一次次ab边边平平行行MN进进入入磁磁场场，线线框框上上产产生生的的热热量量为为Q1，通通过过线线框框导导体体横横截截面面的的电电荷荷量量为为q1；第第二二次次bc边边平平行行MN进进入入磁磁场场，线线框框上上产产生生的热量为的热量为Q2，通过线框导体横
15、截面的电荷量为，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则，则()AQ1Q2q1q2 BQ1Q2q1q2CQ1Q2q1q2 DQ1Q2q1q2A3如如图图，两两固固定定的的绝绝缘缘斜斜面面倾倾角角均均为为，上上沿沿相相连连两两细细金金属属棒棒ab(仅仅标标出出a端端)和和cd(仅仅标标出出c端端)长长度度均均为为L，质质量量分分别别为为2m和和m；用用两两根根不不可可伸伸长长的的柔柔软软轻轻导导线线将将它它们们连连成成闭闭合合回回路路abdca，并并通通过过固固定定在在斜斜面面上上沿沿的的两两光光滑滑绝绝缘缘小小定定滑滑轮轮跨跨放放在在斜斜面面上上，使使两两金金属属棒棒水水平平右右斜斜面面上上存存在
16、在匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向垂垂直直于于斜斜面面向向上上已已知知两两根根导导线线刚刚好好不不在在磁磁场场中中，回回路路电电阻阻为为R，两两金金属属棒棒与与斜斜面面间间的的动动摩擦因数均为摩擦因数均为，重力加速度大小为，重力加速度大小为g.已知金属棒已知金属棒ab匀速下滑求：匀速下滑求：(1)作用在金属棒作用在金属棒ab上的安培力的大小；上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小金属棒运动速度的大小 例例11(12分分)如如图图甲甲，两两相相距距L0.5 m的的平平行行金金属属导导轨轨固固定定于于水水平平面面上上，导导轨轨左左端端与与阻阻值值R2 的的电电阻
17、阻连连接接，导导轨轨间间虚虚线线右右侧侧存存在在垂垂直直导导轨轨平平面面的的匀匀强强磁磁场场质质量量m0.2 kg的的金金属属杆杆垂垂直直置置于于导导轨轨上上，与与导导轨轨接接触触良良好好，导导轨轨与与金金属属杆杆的的电电阻阻可可忽忽略略杆杆在在水水平平向向右右的的恒恒定定拉拉力力作作用用下下由由静静止止开开始始运运动动，并并始始终终与与导导轨轨垂垂直直，其其vt图图象象如图乙所示在如图乙所示在15 s时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为0.求：求：(1)金属杆所受拉力的大小金属杆所受拉力的大小F；(2)015 s内匀强磁场的
18、磁感应强度大小内匀强磁场的磁感应强度大小B0；(3)1520 s内磁感应强度随时间的变化规律内磁感应强度随时间的变化规律 答题送检答题送检 来自阅卷名师报告来自阅卷名师报告错误错误致错原因致错原因扣分扣分(1)忽略了金属杆所受摩擦力，导致据牛顿第二定律所列方程错忽略了金属杆所受摩擦力，导致据牛顿第二定律所列方程错误误3(2)杆的受力忽略了摩擦，第杆的受力忽略了摩擦，第(1)问中问中F求错，导致以后求解错误求错，导致以后求解错误4(3)由于逻辑不缜密，忽略了线圈中的磁通量包括杆匀速运动阶由于逻辑不缜密，忽略了线圈中的磁通量包括杆匀速运动阶段的面积段的面积51如如图图所所示示，在在匀匀强强磁磁场场
19、中中有有一一倾倾斜斜的的平平行行金金属属导导轨轨，导导轨轨间间距距为为L，长长为为3d，导导轨轨平平面面与与水水平平面面的的夹夹角角为为，在在导导轨轨的的中中部部刷刷有有一一段段长长为为d的的薄薄绝绝缘缘涂涂层层匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，方方向向与与导导轨轨平平面面垂垂直直质质量量为为m的的导导体体棒棒从从导导轨轨的的顶顶端端由由静静止止释释放放，在在滑滑上上涂涂层层之之前前已已经经做做匀匀速速运运动动，并并一一直直匀匀速速滑滑到到导导轨轨底底端端导导体体棒棒始始终终与与导导轨轨垂垂直直，且且仅仅与与涂涂层层间间有有摩摩擦擦，接接在在两两导导轨轨间间的的电电阻阻为
20、为R，其其他他部部分分的的电电阻均不计，重力加速度为阻均不计，重力加速度为g.求：求：(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数导体棒与涂层间的动摩擦因数；(2)导体棒匀速运动的速度大小导体棒匀速运动的速度大小v；(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q2(2017湖湖南南十十三三校校联联考考一一)(多多选选)如如图图所所示示，虚虚线线框框内内为为某某种种电电磁磁缓缓冲冲车车的的结结构构示示意意图图，其其主主要要部部件件为为缓缓冲冲滑滑块块K和和质质量量为为m的的缓缓冲冲车车厢厢在在缓缓冲冲车车的的底底板板上上，沿沿车车的的轴轴线线固固定定着着两两个个光光滑滑水水平平绝绝
21、缘缘导导轨轨PQ、MN.缓缓冲冲车车的的底底部部安安装装电电磁磁铁铁(图图中中未未画画出出)，能能产产生生垂垂直直于于导导轨轨平平面面向向下下的的匀匀强强磁磁场场，磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度大大小小为为B，导导轨轨内内的的缓缓冲冲滑滑块块K由由高高强强度度绝绝缘缘材材料料制制成成，滑滑块块K上上绕绕有有闭闭合合矩矩形形线线圈圈abcd，线线圈圈的的总总电电阻阻为为R，匝匝数数为为n，ab边边长长为为L.假假设设缓缓冲冲车车以以速速度度v0与与障障碍碍物物C碰碰撞撞后后，滑滑块块K立立即即停停下下，而而缓缓冲冲车车厢厢继继续续向向前前移移动动距距离离L后后速速度度为为零零已已知知缓缓冲冲车车厢厢与与障障碍碍物物和和线线圈圈的的ab边边均均没没有有接接触触，不不计计一一切切摩摩擦擦阻阻力力在在这这个个缓缓冲冲过过程程中中，下下列列说说法法正正确确的的是是()BC
