高考物理复习第十章电磁感应专题强化十二电磁感应中的动力学和能量问题市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖.pptx

专题强化十二电磁感应中图象和电路问题第十章 电磁感应1/46专题解读1.本专题是运动学、动力学、恒定电流、电磁感应等观点综合应用，高考常以选择题形式命题.2.学好本专题，能够极大培养同学们数形结合推理能力和电路分析能力，针对性专题强化，能够提升同学们处理数形结合、电路分析信心.3.用到知识有：左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象等.2/46内容索引命题点一电磁感应中图象问题命题点二电磁感应中电路问题课时作业3/461命题点一 电磁感应中图象问题4/461.题型简述：借助图象考查电磁感应规律，一直是高考热点，这类题目普通分为两类：(1)由给定电磁感应过程选出正确图象；(2)由给定图象分析电磁感应过程，定性或定量求解对应物理量或推断出其它图象.常见图象有Bt图、Et图、it图、vt图及Ft图等.2.解题关键搞清初始条件、正负方向对应改变范围、所研究物理量函数表示式、进出磁场转折点等是处理这类问题关键.5/463.处理图象问题普通步骤(1)明确图象种类，即是Bt图还是t图，或者Et图、It图等；(2)分析电磁感应详细过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结正当拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出对应函数关系式；(5)依据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率改变、截距等；(6)画图象或判断图象.6/464.求解电磁感应图象类选择题两种惯用方法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量改变趋势(增大还是减小)、改变快慢(均匀改变还是非均匀改变)，尤其是分析物理量正负，以排除错误选项.(2)函数法：依据题目所给条件定量地写出两个物理量之间函数关系，然后由函数关系对图象进行分析和判断.7/46 (多项选择)(四川理综7)如图所表示，电阻不计、间距为L光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒水平外力F作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v关系是FF0kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨一直垂直且接触良好.金属棒中感应电流为i，受到安培力大小为F安，电阻R两端电压为UR，感应电流功率为P，它们随时间t改变图象可能正确有【例1】答案解析8/46电磁感应中图象问题分析技巧电磁感应中图象问题分析技巧1.对于图象选择问题惯用排除法：先看方向再看大小及特殊点.2.对于图象描绘：先定性或定量表示出所研究问题函数关系，注意横、纵坐标表示物理量及各物理量单位，画出对应物理图象(常有分段法、数学法).3.对图象了解：看清横、纵坐标表示量，了解图象物理意义.方法感悟方法感悟11/46题组阶题组阶梯突破梯突破1.如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上.在ab线圈中通以改变电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所表示.已知线圈内部磁场与流经线圈电流成正比，则以下描述线圈ab中电流随时间改变关系图中，可能正确是答案分析电压是恒定磁场是均匀改变12/462.(多项选择)如图甲所表示，光滑绝缘水平面，虚线MN右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B2 T匀强磁场，MN左侧有一质量为m0.1 kg矩形线圈bcde，bc边长L10.2 m，电阻R2.t0时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1 s，线圈bc边抵达磁场边界MN，此时马上将拉力F改为变力，又经过1 s，线圈恰好完全进入磁场，在整个运动过程中，线圈中感应电流i随时间t改变图象如图乙所表示.则A.恒定拉力大小为0.05 NB.线圈在第2 s内加速度大小为1 m/s2C.线圈be边长L20.5 mD.在第2 s内流过线圈电荷量为0.2 C答案解析13/463.如图所表示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里匀强磁场区域，磁场仅限于虚线边界所围区域，该区域形状与金属框完全相同，且金属框下边与磁场区域下边在一直线上.若取顺时针方向为电流正方向，则金属框穿过磁场过程中感应电流i随时间t改变图象是答案解析逆时针增加顺时针减小15/462命题点二 电磁感应中电路问题16/461.题型简述：在电磁感应问题中，切割磁感线运动导体或磁通量发生改变线圈都相当于电源，该部分导体或线圈与其它电阻、灯泡、电容器等用电器组成了电路.在这类问题中，常包括计算感应电动势大小、计算导体两端电压、经过导体电流、产生电热等.17/462.处理电磁感应中电路问题“三部曲”“源”分析分离出电路中发生电磁感应那部分导体或线圈即为电源，电阻即为内阻“路”分析分析“电源”和电路中其它元件连接方式，搞清串、并联关系“式”建立依据EBlv或En 结合闭合电路欧姆定律等列式求解注意注意：“等效电源”两端电压指是路端电压，而不是电动势或内压降.18/46 (多项选择)如图(a)所表示，一个电阻值为R、匝数为n圆形金属线圈与阻值为2R电阻R1连接成闭合回路.线圈半径为r1.在线圈中半径为r2圆形区域内存在垂直于线圈平面向里匀强磁场，磁感应强度B随时间t改变关系图线如图(b)所表示.图线与横、纵轴交点坐标分别为t0和B0.导线电阻不计.在0至t1时间内，以下说法正确是A.R1中电流方向由a到b经过R1B.电流大小为C.线圈两端电压大小为D.经过电阻R1电荷量为【例2】答案解析分析题眼题眼有效面积B减小19/46电磁感应中图象问题分析普通有定性与定量两种方法，定性分析主要是经过确定某一物理量方向以及大小改变情况判断对应图象，而定量分析则是经过列出某一物理量函数表示式确定其图象.方法感悟方法感悟21/46题组阶题组阶梯突破梯突破4.(多项选择)如图所表示，在竖直方向上有四条间距均为L0.5 m水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间和L3、L4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1 T，方向垂直于纸面向里.现有一矩形线圈abcd，长度ad3L，宽度cdL，质量为0.1 kg，电阻为1，将其从图示位置由静止释放(cd边与L1重合)，cd边经过磁场边界限L3时恰好做匀速直线运动，整个运动过程中线圈平面一直处于竖直方向，cd边水平.(g取10 m/s2)则A.cd边经过磁场边界限L3时经过线圈电荷量为0.5 CB.cd边经过磁场边界限L3时速度大小为4 m/sC.cd边经过磁场边界限L2和L4时间间隔为0.25 sD.线圈从开始运动到cd边经过磁场边界限L4过程，线圈产生热量为0.7 J答案解析分析22/465.(福建理综18)如图，由某种粗细均匀总电阻为3R金属条制成矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下匀强磁场B中.一接入电路电阻为R导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ一直与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动过程中A.PQ中电流先增大后减小B.PQ两端电压先减小后增大C.PQ上拉力功率先减小后增大D.线框消耗电功率先减小后增大答案解析25/46课时作业327/461.如图所表示，有一等腰直角三角形区域，其斜边长为2L，高为L.在该区域内分布着如图所表示磁场，左侧小三角形内磁场方向垂直纸面向外，右侧小三角形内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B.一边长为L、总电阻为R正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域.取沿abcda感应电流方向为正，则图中表示线框中电流i随bc边位置坐标x改变图象正确是345672128/46答案解析345672129/462.将一段导线绕成如图甲所表示闭合回路，并固定在水平面(纸面)内.回路ab边置于垂直纸面向里为匀强磁场中.回路圆环区域内有垂直纸面磁场，以向里为磁场正方向，其磁感应强度B随时间t改变图象如图乙所表示.用F表示ab边受到安培力，以水平向右为F正方向，能正确反应F随时间t改变图象是答案解析345672131/463.如图所表示匀强磁场中有一根弯成45金属线POQ，其所在平面与磁场垂直，长直导线MN与金属线紧密接触，起始时OAl0，且MNOQ，全部导线单位长度电阻均为r，MN匀速水平向右运动速度为v，使MN匀速运动外力为F，则外力F随时间改变规律图象正确是答案解析345672133/464.(多项选择)在光滑水平桌面上有一边长为l正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所表示，线框从图示位置在水平拉力F作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流it和Ft图象正确是(以逆时针方向为电流正方向，以水平向右拉力为正，时间单位为 )答案解析345672135/465.(多项选择)如图甲，固定在光滑水平面上正三角形金属线框，匝数n20，总电阻R2.5，边长L0.3 m，处于两个半径均为r 圆形匀强磁场区域中.线框顶点与右侧圆心重合，线框底边中点与左侧圆心重合.磁感应强度B1垂直水平面向上，大小不变；B2垂直水平面向下，大小随时间改变.B1、B2值如图乙所表示，则A.经过线框感应电流方向为逆时针方向B.t0时刻穿过线框磁通量为0.1 WbC.在0.6 s内经过线框中电荷量约为0.13 CD.经过0.6 s线框中产生热量约为0.07 J答案解析345672137/466.如图所表示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨电阻不计，间距为l0.5 m，左端经过导线与阻值R3 电阻连接，右端经过导线与阻值为RL6 小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内存在竖直向上、磁感应强度B0.2 T匀强磁场.一根阻值r0.5、质量m0.2 kg金属棒在恒力F2 N作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，经过t1 s刚好进入磁场区域.求金属棒刚进入磁场时：345672139/46(1)金属棒切割磁感线产生电动势；答案解析1 V01 s棒只受拉力，由牛顿第二定律得Fma，金属棒进入磁场前加速度a 10 m/s2.设其刚要进入磁场时速度为v，vat101 m/s10 m/s.金属棒进入磁场时切割磁感线，感应电动势EBlv0.20.510 V1 V.345672140/46(2)小灯泡两端电压和金属棒受到安培力.答案解析0.8 V0.04 N，方向水平向左小灯泡与电阻R并联，R并 2，经过金属棒电流大小I 0.4 A，小灯泡两端电压UEIr1 V0.40.5 V0.8 V.金属棒受到安培力大小FABIl0.20.40.5 N0.04 N，由右手定则和左手定则可判断安培力方向水平向左.345672141/467.如图甲所表示，两足够长平行光滑金属导轨MN、PQ相距0.8 m，导轨平面与水平面夹角为，导轨电阻不计.有一匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为1 m金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且一直与导轨接触良好，金属棒质量为0.1 kg、与导轨接触端间电阻为1.两金属导轨上端连接右端电路，电路中R2为一电阻箱.已知灯泡电阻RL4，定值电阻R12，调整电阻箱使R212，重力加速度g取10 m/s2.将开关S断开，金属棒由静止释放，1 s后闭合开关，如图乙所表示为金属棒速度随时间改变图象，求：(1)斜面倾角及磁感应强度B大小；300.5 T答案解析345672142/46(2)若金属棒下滑距离为60 m时速度恰到达最大，求金属棒由静止开始下滑100 m过程中，整个电路产生电热；32.42 J答案解析由动能定理有mgssin Q 0，得Qmgssin 32.42 J.345672144/46(3)改变电阻箱R2阻值，当R2为何值时，金属棒匀速下滑时R2功率最大，消耗最大功率为多少？1.562 5 W答案解析345672145/46