（A版）2019版高考物理一轮复习 考点考法 第11章 电磁感应课件 新人教版.ppt

第11章电磁感应 考点31电磁感应现象楞次定律 必备知识全面把握核心方法重点突破考法1关于感应电流产生的判定考法2楞次定律的理解考法例析成就能力题型1对产生感应电流条件的理解题型2楞次定律 右手定则的应用 必备知识全面把握 1 电磁感应现象 1 定义 在某一闭合电路中 无电源 当有磁通量发生变化时 回路中有感应电流产生的现象就叫电磁感应现象 2 条件 电路闭合 磁通量发生变化 3 判断是否有感应电流产生的方法根据磁通量的表达式 BSsin 产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化 引起磁通量变化一般有四种情况 磁感应强度B不变 有效面积S变化 则 t 0 B S 磁感应强度B变化 磁感线穿过的有效面积S不变 则 t 0 B S 线圈平面与磁场方向的夹角 发生变化 即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S Ssin 发生变化 从而引起穿过线圈的磁通量发生变化 磁感应强度B和回路面积S同时发生变化 t 0 B S 2 楞次定律 1 内容 感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2 适用范围穿过闭合电路的磁通量发生变化时 3 阻碍 的理解 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量变化 阻碍什么 阻碍的是穿过回路的磁通量的变化 而不是磁通量本身 如何阻碍 原磁通量增加时 感应电流磁场方向与原磁场方向相反 当原磁通量减少时 感应电流磁场方向与原磁场方向相同 即 增反减同 阻碍的结果 阻碍并不是阻止 结果是增加的还增加 减少的还减少 4 用楞次定律确定感应电流方向的步骤楞次定律本身并没有给出感应电流的方向 只是给定了感应电流的磁场与原磁场间存在 阻碍 关系 所谓 原磁场 是指闭合电路所在空间原来就存在的磁场 应用楞次定律确定感应电流的方向一般用于回路面积不变 磁感应强度的大小或方向发生变化的情况 其基本步骤如下 明确闭合电路范围内原磁场的方向 明确穿过闭合电路的磁通量的变化情况 即磁通量是增加还是减少的 根据感应电流的磁场与原磁场方向之间的关系 即 增反减同 的关系 确定前者的方向 根据感应电流与感应电流的磁场之间的因果关系 应用右手螺旋定则确定感应电流的方向 明确哪一部分导体相当于电源 根据在电源外部电路中电流由电源正极流向负极 电源内部电路的电流由负极流向正极 判定感应电流的方向 如果电路未闭合 电源正 负极的判定方法同上 只是需要假设电路是闭合的就可以了 3 右手定则的应用及互感问题 1 用右手定则确定感应电流方向的步骤如果是磁感应强度不变 回路面积变化 而面积变化主要是回路中有部分导体做切割磁感线运动 或者是构成回路的线框绕某一个轴做切割磁感线转动而产生感应电流的情况时 除了应用楞次定律外 更方便的方法是应用右手定则确定感应电流的方向 其基本步骤如下 明确闭合电路范围内原磁场的方向 明确闭合电路中做切割磁感线运动的那部分导体 即相当于电源的那部分导体 及其运动方向 应用右手定则 伸开右手 使拇指跟其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从掌心进入 并使拇指指向导体运动的方向 这时四指所指的方向就是导体中感应电流的方向 2 右手定则与楞次定律的关系右手定则与楞次定律是特殊与一般的关系 一切电磁感应现象都符合楞次定律 而右手定则只适用于单纯由于部分导体做切割磁感线运动所产生的电磁感应现象 右手定则和左手定则的对比 3 互感互不相连的并相互靠近的两个线圈 当一个线圈的电流变化时 它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势 这种现象叫互感 互感现象中产生的电动势叫互感电动势 考点31 核心方法重点突破 考法1关于感应电流产生的判定如图所示 闭合矩形铜框的两条长边与一闭合铜圆环相切 环可沿矩形框的长边滑动 整个装置处于匀强磁场中 若环沿框的长边向右匀速运动 则 A 因铜框所围面积内的磁通量不变化 铜环上无电流B 因铜环所围面积内的磁通量不变化 铜环上无电流C 铜框和铜环各部分均有电流D 铜框和铜环各部分均无电流 例1 解析 这里的闭合回路应该看EFAB和EFDC 而不是铜框ABCD和铜环EF 很显然 当环沿框的长边向右匀速运动时 EFAB回路中磁通量增加 EFDC回路中磁通量减少 所以铜框和铜环各部分均有电流 选项C正确 答案 C 例1 考法2楞次定律的理解 北京2018摸底调研 多选 如图所示 在一空心螺线管内部中点处悬挂一铜环 闭合开关瞬间 下列说法正确的是 A 从左往右看 铜环中有逆时针方向的感应电流B 从左往右看 铜环中有顺时针方向的感应电流C 铜环有收缩趋势D 铜环有扩张趋势 例2 解析 根据楞次定律 闭合开关瞬间 穿过铜环的磁通量向左增大 则铜环中产生的感应电流的磁场方向向右 从左往右看 铜环中感应电流沿顺时针方向 故A错误 B正确 穿过铜环的磁通量增大 根据楞次定律可知 铜环有收缩的趋势 故C正确 D错误 答案 B C 例2 考点31 考法例析成就能力 题型1对产生感应电流条件的理解 课标全国 2014 14 6分 在法拉第时代 下列验证 由磁产生电 的设想实验中 能观察到感应电流的是 A 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 然后观察电流表的变化B 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈 然后观察电流表的变化C 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接 往线圈中插入条形磁铁后 再到相邻房间去观察电流表的变化D 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 观察电流表的变化 例1 解析 绕在磁铁上的线圈磁通量不变 不会产生感应电流 A错误 通电线圈周围某一位置的磁场是恒定的 穿过线圈的磁通量不变 也不会产生感应电流 B错误 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接 往线圈中插入条形磁铁的过程会产生感应电流 磁铁放入线圈中后感应电流就消失了 所以再到相邻房间观察电流表时 回路中已经没有磁通量的变化 此时观察到的电流表没有变化 C错误 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 线圈电流发生变化 线圈内磁场发生变化 另一线圈的磁通量发生变化 会产生感应电流 D正确 答案 D 例1 题型2楞次定律 右手定则的应用1 增反减同 海南物理2014 1 3分 如图在一水平 固定的闭合导体圆环上方 有一条形磁铁 N极朝上 S极朝下 由静止开始下落 磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触 关于圆环中感应电流的方向 从上向下看 下列说法正确的是 A 总是顺时针B 总是逆时针C 先顺时针后逆时针D 先逆时针后顺时针 例2 解析 磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触 则导体环中 先是向上的磁通量增加 磁铁中点到达圆环所在平面后 向上的磁通量减少 根据楞次定律可知 产生的感应电流方向先顺时针后逆时针 选项C正确 答案 C 例2 2 来拒去留 大纲全国2014 20 6分 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放 形成一很长的竖直圆筒 一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置 其下端与圆筒上端开口平齐 让条形磁铁从静止开始下落 条形磁铁在圆筒中的运动速率 A 均匀增大B 先增大 后减小C 逐渐增大 趋于不变D 先增大 再减小 最后不变 例3 解析 竖直圆筒相当于闭合电路 磁铁穿过闭合电路 产生感应电流 根据楞次定律 来拒去留 的规律 磁铁受到向上的阻碍磁铁运动的安培力 开始时磁铁的速度小 产生的感应电流也小 安培力也小 磁铁加速运动 随着速度的增大 产生的感应电流增大 安培力也增大 直到安培力大小等于重力 磁铁匀速运动 选项C正确 答案 C 例3 3 增缩减扩 上海物理2014 17 4分 多选 如图 匀强磁场垂直于软导线回路平面 由于磁场发生变化 回路变为圆形 则磁场可能 A 逐渐增强 方向向外B 逐渐增强 方向向里C 逐渐减弱 方向向外D 逐渐减弱 方向向里 例4 解析 根据楞次定律 感应电流的磁场方向总是阻碍引起闭合回路中磁通量的变化 体现在面积上是 增缩减扩 而回路变为圆形 面积增加了 说明磁场逐渐减弱 因不知回路中感应电流的方向 故无法判定磁场方向 故C D都有可能 答案 CD 例4 课标全国 2017 15 6分 如图 在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨 导轨平面与磁场垂直 金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS 一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内 线框与导轨共面 现让金属杆PQ突然向右运动 在运动开始的瞬间 关于感应电流的方向 下列说法正确的是 A PQRS中沿顺时针方向 T中沿逆时针方向B PQRS中沿顺时针方向 T中沿顺时针方向C PQRS中沿逆时针方向 T中沿逆时针方向D PQRS中沿逆时针方向 T中沿顺时针方向 例5 解析 由于金属杆PQ突然向右运动 导致金属导轨与金属杆PQ所围的面积增大 磁通量增大 由楞次定律知 感应电流产生的磁场阻碍原磁场的变化 故感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向外 PQRS中的感应电流沿逆时针方向 对于圆环形金属线框T 金属杆由于运动产生的感应电流所产生的磁场使得T内的磁场的磁感应强度变小 磁通量减小 故线框T中感应电流产生的磁场方向应垂直于纸面向里 故T中的感应电流沿顺时针方向 故选项D正确 答案 D 例5 第11章 考点32法拉第电磁感应定律自感涡流 必备知识全面把握核心方法重点突破考法3感应电动势大小的计算考法4电磁感应的综合问题考法例析成就能力题型3感应电动势大小的计算题型4感应电荷量的计算题型5感应电流与安培力的综合应用题型6对电磁阻尼 涡流 自感的理解 必备知识全面把握 1 法拉第电磁感应定律 1 法拉第电磁感应定律 内容 闭合电路中感应电动势的大小 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 公式 2 磁通量 磁通量的变化量 磁通量的变化率 t的区别 磁通量 是指穿过某面积的磁感线的条数 计算式为 BSsin 其中 为磁感应强度B与线圈平面的夹角 磁通量的变化量 指线圈中末状态的磁通量 2与初状态的磁通量 1之差 2 1 计算磁通量以及磁通量变化量时 要注意磁通量的正负 3 利用E n t求感应电动势大小 4 动生电动势大小的计算 一般指导体切割磁感线时的感应电动势 导体棒与磁场方向垂直 磁场为匀强磁场 2 自感 1 自感与自感电动势 定义 当一个线圈中的电流变化时 它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势 同样也在它本身激发出感应电动势 这种现象称为自感 由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势 自感电动势的作用 总是阻碍导体中原电流的变化 即总是起着推迟电流变化的作用 自感电流的方向 自感电流总是阻碍导体中原来电流的变化 当原来电流增大时 自感电流的方向与原来电流的方向相反 当原来电流减小时 自感电流的方向与原来电流方向相同 2 自感现象中小灯泡 闪亮 与 不闪亮 的讨论 3 两种自感类型的比较 3 涡流 1 定义在变化的磁场中的导体内产生的感应电流 看起来就像水中的旋涡 所以叫涡电流 简称涡流 2 本质涡流的本质是电磁感应现象 与一般导体或线圈的最大区别是导体本身构成闭合回路 它同样遵循电磁感应定律 4 电磁阻尼和电磁驱动 1 定义 电磁阻尼当导体在磁场中运动时 感应电流会使导体受到安培力 安培力的方向总是阻碍导体的运动 称为电磁阻尼 电磁驱动磁场相对于导体运动时 在导体中会产生感应电流 感应电流使导体受到安培力的作用 安培力使导体运动起来 称为电磁驱动 2 电磁阻尼和电磁驱动的比较 考点32 核心方法重点突破 考法3感应电动势大小的计算 课标全国 2015 15 6分 如图 直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中 磁感应强度大小为B 方向平行于ab边向上 当金属框绕ab边以角速度 逆时针转动时 a b c三点的电势分别为 a b c 已知bc边的长度为l 下列判断正确的是 A a c 金属框中无电流B b c 金属框中电流方向沿a b c aC Ubc Bl2 金属框中无电流D Ubc Bl2 金属框中电流方向沿a c b a 例1 解析 bc边 ac边都在切割磁感线 通过右手定则判断 c端电势高 a b端电势低 两边的有效切割长度都为l 则Uac Ubc Bl2 所以 a b端电势相同 金属框中无电流 选项C正确 答案 C 例1 考法4电磁感应的综合问题 北京理综2015 22 16分 如图所示 足够长的平行光滑金属导轨水平放置 宽度L 0 4m 一端连接R 1 的电阻 导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场 磁感应强度B 1T 导体棒MN放在导轨上 其长度恰好等于导轨间距 与导轨接触良好 导轨和导体棒的电阻均可忽略不计 在平行于导轨的拉力F作用下 导体棒沿导轨向右匀速运动 速度v 5m s 求 1 感应电动势E和感应电流I 2 在0 1s时间内 拉力的冲量IF的大小 3 若将MN换为电阻r 1 的导体棒 其他条件不变 求导体棒两端的电压U 例2 解析 答案 1 2V2A 2 0 08N s 3 1V 例2 考点32 考法例析成就能力 题型3感应电动势大小的计算 北京理综2016 16 6分 如图所示 匀强磁场中有两个导体圆环a b 磁场方向与圆环所在平面垂直 磁感应强度B随时间均匀增大 两圆环半径之比为2 1 圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb 不考虑两圆环间的相互影响 下列说法正确的是 A Ea Eb 4 1 感应电流均沿逆时针方向B Ea Eb 4 1 感应电流均沿顺时针方向C Ea Eb 2 1 感应电流均沿逆时针方向D Ea Eb 2 1 感应电流均沿顺时针方向 例1 解析 答案 B 例1 题型4感应电荷量的计算 河北冀州2016模拟 多选 如图所示 在竖直方向上有四条间距均为L 0 5m的水平虚线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1T 方向垂直于纸面向里 现有一矩形线圈abcd 长度ad 3L 宽度cd L 质量为0 1kg 电阻为1 将其从图示位置由静止释放 cd边与L1重合 cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动 整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向 cd边水平 g取10m s2 则 A cd边经过磁场边界线L3时通过线圈的电荷量为0 5CB cd边经过磁场边界线L3时的速度大小为4m sC cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔为0 25sD 线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程 线圈产生的热量为0 7J 例2 解析 答案 BD 例2 题型5感应电流与安培力的综合应用 山东理综2014 16 6分 多选 如图 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定 导体棒与轨道垂直且接触良好 在向右匀速通过M N两区的过程中 导体棒所受安培力分别用FM FN表示 不计轨道电阻 以下叙述正确的是 A FM向右B FN向左C FM逐渐增大D FN逐渐减小 例3 解析 由安培定则知 M区的磁场方向垂直纸面向外 N区的磁场方向垂直纸面向里 导体棒不管在哪一区 安培力总是阻碍导体棒的运动 即安培力的方向总是向左 选项A错误 B正确 在M区 导体棒越来越靠近通电导线 其磁场越来越强 感应电流越来越大 安培力越来越大 选项C正确 同理在N区 导体棒越来越远离通电导线 安培力将越来越小 选项D正确 答案 BCD 例3 题型6对电磁阻尼 涡流 自感的理解 课标全国 2017 18 6分 扫描隧道显微镜 STM 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌 为了有效隔离外界振动对STM的扰动 在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板 并施加磁场来快速衰减其微小振动 如图所示 无扰动时 按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场 出现扰动后 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 例4 解析 施加磁场来衰减振动是利用电磁阻尼实现的 即振动过程中发生电磁感应现象 产生的感应电流在磁场中受安培力阻碍其振动 A图中紫铜薄板无论上下振动还是左右振动都会出现磁通量的变化 即产生电磁感应现象 B图中紫铜薄板上下振动时没有磁通量的变化 不会产生电磁感应现象 C图中紫铜薄板无论上下振动还是左右振动均不会产生电磁感应现象 D图中紫铜薄板上下振动时不会产生电磁感应现象 故最有效的方案是A 选项A正确 答案 A 例4 第11章 专题11电磁感应中的图像问题 必备知识全面把握核心方法重点突破考法5静态情况下的图像问题考法6动态情况下的图像问题考法例析成就能力 必备知识全面把握 1 静态情况下的图像问题处理静态情况下电磁感应的图像问题时 首先依据题意求出 等物理量的大小或变化趋势 再根据闭合电路欧姆定律求出闭合电路中的感应电流 最后写出安培力F 电功率P 磁感应强度B 加速度a等物理量的表达式 结合图像表示的意义 选出正确答案 2 动态情况下的图像问题 1 电磁感应图像问题的种类及分析方法 2 电磁感应图像类选择题的常用解法 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 增大还是减小 变化快慢 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 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 然后由函数关系对图像进行分析和判断 3 电磁感应现象中产生的感应电流i以及与此相对应的导体受到的安培力F等物理量 会因为磁场的变化规律 例如B kt 或切割磁感线运动的规律 例如匀速 以及电路的结构及组成情况而有规律地变化 反映在图像上就呈现有规律的曲线 解决此类问题 主要是应用法拉第电磁感应定律和串 并联电路规律 求出变量随时间变化的关系式 解题思路如下 找规律 导体或磁场做什么样的变化 变化规律如何 并列式 找关系 导体或磁场的变化 会使电阻 闭合电路面积或磁通量等发生什么变化 设出自变量 将其他变化量用这个自变量表示出来 应用公式E 或E BLv 依据电路已知条件 求出感应电流i等物理量的表达式 从而判断图像规律 4 线框进入磁场问题的一般模型 续表 5 线框进入磁场问题的注意点与拓展 6 解题要点 注意正方向的规定 例如i t图像上纵轴的正负表示电流i的方向 所以 应用楞次定律判断出某个时段原电流或感应电流的方向时 先要根据规定的正方向 确定它在坐标轴上的正负 在曲线的变化率上 原电流与感应电流在图像上呈 相反 的关系 原电流最大 变化率最小时 感应电流最小 但是请注意 感应电流i感及其相应的磁场 电动势的变化关系是相似的 高考题通常不会直接给出感应电流或变化的电流的情况 通常是已知两个电流间或磁场与电流间发生吸引或排斥等电磁感应现象 这时可依据已知的电磁感应现象 应用楞次定律判定原电流的变化情况 专题11 核心方法重点突破 考法5静态情况下的图像问题 课标全国 2014 18 6分 如图甲 线圈ab cd绕在同一软铁芯上 在ab线圈中通以变化的电流 用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示 已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中 可能正确的是 例1 解析 由于在线圈cd两端产生的电压是大小不变 方向变化的交变电压 因此在线圈ab两端通入的电流大小应该是均匀变化的 C正确 答案 C 例1 考法6动态情况下的图像问题1 以导体棒的形式运动 课标全国 2013 17 6分 如图 在水平面 纸面 内有三根相同的均匀金属棒ab ac和MN 其中ab ac在a点接触 构成 V 字形导轨 空间存在垂直于纸面的均匀磁场 用力使MN向右匀速运动 从图示位置开始计时 运动中MN始终与 bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触 下列关于回路中电流i与时间t的关系图线 可能正确的是 例2 解析 答案 A 例2 2 以导线框的形式运动 课标全国 2013 16 6分 如图 在光滑水平桌面上有一边长为L 电阻为R的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为d d L 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列v t图像中 可能正确描述上述过程的是 例3 解析 答案 D 例3 第11章 专题12电磁感应的综合问题 必备知识全面把握核心方法重点突破考法7以力学问题为主的电磁感应问题考法8以能量为主的电磁感应问题考法9以电路问题为主的电磁感应问题考法例析成就能力 必备知识全面把握 1 电磁感应中的动力学问题 1 电磁感应中的安培力闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时 产生的感应电动势E BLv 在闭合电路中形成的感应电流I 导体中由于有电流存在而受到所在磁场的安培力F BIL 综合以上各式得F 2 安培力方向的判断 由右手定则和左手定则判断先用右手定则判断感应电流的方向 再用左手定则判断安培力的方向 由楞次定律判断根据楞次定律可知 感应电流引起的效果总是阻碍引起感应电流的原因 因此安培力总是阻碍导体切割磁感线的运动 3 解答电磁感应中的动力学问题的一般思路 电路分析 等效电路图 导体棒相当于电源 电路方程 I 受力分析 受力分析图 安培力大小 方向 对过程分析的基本思路 依据临界状态特点 列方程求解 2 电磁感应中的能量转化问题 1 电磁感应中的能量转化闭合电路中产生感应电流的过程 是其他形式的能向电能转化的过程 电磁感应现象中能量问题的实质是电能的转化问题 桥梁是安培力 外力 克服安培力做多少功 就有多少其他形式的能转化为电能 同理 安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程 安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能 因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化 2 求解焦耳热Q的三种方法 专题12 核心方法重点突破 考法7以力学问题为主的电磁感应问题1 研究对象 一根导体棒 安徽宿州2016一模 多选 两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置 顶端接一电阻R 导轨所在平面与匀强磁场垂直 将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接 金属棒和导轨接触良好 重力加速度为g 如图所示 现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放 则 A 金属棒在最低点的加速度小于gB 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量C 当弹簧弹力等于金属棒的重力时 金属棒下落速度最大D 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度 例1 解析 金属棒先向下做加速运动 后向下做减速运动 假设没有磁场 金属棒运动到最低点时 根据简谐运动的对称性可知 最低点的加速度等于刚释放时的加速度g 由于金属棒向下运动的过程中产生感应电流 受到安培力 而安培力是阻力 则知金属棒下降的高度小于没有磁场时的高度 故金属棒在最低点的加速度小于g 故A正确 根据能量守恒定律得知 回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量与弹簧弹性势能增加量之差 故B错误 金属棒向下运动的过程中 受到重力 弹簧的弹力和安培力三个力作用 当三力平衡时 速度最大 即当弹簧弹力 安培力之和等于金属棒的重力时 金属棒下落速度最大 故C错误 由于产生内能 且弹簧具有弹性势能 由能量守恒定律可知 金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于由静止释放时的高度 故D正确 答案 AD 例1 2 研究对象 两根导体棒 山东枣庄2016调研 如图所示 电阻不计的 形足够长且平行的导轨 间距L 1m 导轨倾斜部分的倾角 53 并与定值电阻R相连 整个空间存在着B 5T 方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场 金属棒ab cd的阻值Rab Rcd R cd棒质量m 1kg ab棒光滑 cd与导轨间动摩擦因数 0 3 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 g取10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 ab棒由静止释放 当滑至某一位置时 cd棒恰好开始滑动 求这一时刻ab棒中的电流 2 若ab棒无论从多高的位置释放 cd棒都不动 分析ab棒质量应满足的条件 3 若cd棒与导轨间的动摩擦因数 0 3 ab棒无论质量多大 从多高的位置释放 cd棒始终不动 求cd棒与导轨间的动摩擦因数 应满足的条件 例2 解析 答案 1 3 34A 2 mab 2 08kg 3 0 75 例2 考法8以能量为主的电磁感应问题1 一根导体棒平动切割磁感线的情形 江苏物理2014 13 15分 如图所示 在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨 导轨间距为L 长为3d 导轨平面与水平面的夹角为 在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层 匀强磁场的磁感应强度大小为B 方向与导轨平面垂直 质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放 在滑上涂层之前已经做匀速运动 并一直匀速滑到导轨底端 导体棒始终与导轨垂直 且仅与涂层间有摩擦 接在两导轨间的电阻为R 其他部分的电阻均不计 重力加速度为g 求 1 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v 3 整个运动过程中 电阻产生的焦耳热Q 例3 解析 答案 例3 2 两根导体棒平动切割磁感线的情形 天津理综2014 11 18分 如图所示 两根足够长的平行金属导轨固定在倾角 30 的斜面上 导轨电阻不计 间距L 0 4m 导轨所在空间被分成区域 和 两区域的边界与斜面的交线为MN 中的匀强磁场方向垂直斜面向下 中的匀强磁场方向垂直斜面向上 两磁场的磁感应强度大小均为B 0 5T 在区域 中 将质量m1 0 1kg 电阻R1 0 1 的金属条ab放在导轨上 ab刚好不下滑 然后 在区域 中将质量m2 0 4kg 电阻R2 0 1 的光滑导体棒cd置于导轨上 由静止开始下滑 cd在滑动过程中始终处于区域 的磁场中 ab cd始终与导轨垂直且两端与轨道保持良好接触 g取10m s2 问 1 cd下滑的过程中 ab中的电流方向 2 ab将要向上滑动时 cd的速度v为多大 3 从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中 cd滑动的距离x 3 8m 此过程中ab上产生的热量Q是多少 例4 解析 答案 1 从a到b 2 5m s 3 1 3J 例4 3 一根导体棒转动切割磁感线的情形 课标全国 2014 25 19分 半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内 一长为r 质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面 BA的延长线通过圆导轨中心O 装置的俯视图如图所示 整个装置位于一匀强磁场中 磁感应强度的大小为B 方向竖直向下 在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻 图中未画出 直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕O逆时针匀速转动 在转动过程中始终与导轨保持良好接触 设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 导体棒和导轨的电阻均可忽略 重力加速度大小为g 求 1 通过电阻R的感应电流的方向和大小 2 外力的功率 例5 解析 例5 答案 考法9以电路问题为主的电磁感应问题 湖北咸宁2016联考 如图所示 水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置 导轨的电阻不计 间距为l 0 5m 左端通过导线与阻值R 3 的电阻连接 右端通过导线与阻值为RL 6 的小灯泡L连接 在CDFE矩形区域内有竖直向上 磁感应强度B 0 2T的匀强磁场 一根阻值r 0 5 质量m 0 2kg的金属棒在恒力F 2N的作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动 经过t 1s刚好进入磁场区域 求金属棒刚进入磁场时 1 金属棒切割磁感线产生的电动势 2 小灯泡两端的电压和金属棒受到的安培力 例6 解析 答案 1 1V 2 0 8V0 04N 方向水平向左 例6 谢谢观赏