江苏省徐州市王杰中学2022届高考物理 《电磁感应备考研究》导学案 新人教版选修3-2

江苏省徐州市王杰中学2022届高考物理《电磁感应备考研究》导学案电磁感应部分的考点及要求：相关知识：①法拉第电磁感应定律：②导体切割产生的感应电动势：③电阻的串并联④闭合电路欧姆定律⑤安培力的计算式：⑥牛顿运动定律⑦电流的定义式：⑧焦耳定律：⑨正弦交流电的有效值与峰值的关系⑩动能定理/功能关系1．按照感应电动势的产生原因分为感生与动生【例1】如图所示，空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为、边长为的正方形线框，静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上，边与轴重合。边的电阻为，边的电阻为，线框其余部分电阻不计。（1）若磁场随时间的变化规律为(为大于零的已知常数)，求线框中感应电流的大小和方向。（2）若磁场不随时间变化，而是按照下列情况分布：磁感应强度沿轴方向均匀分布，沿轴方向按规律变化(为大于零的已知常数)，线框从=0时刻、以初速度由图示位置向轴正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。（3）在第（2）问中，若，求在整个运动过程中，电阻产生的焦耳热。第4页共4页\n2．按研究对象常见的有轨道切割类和线圈穿越类【例2】如图所示，足够长金属导轨MN和PQ放置在水平面上，相互平行，间距为L=0.4m，竖直向下的匀强磁场垂直穿过导轨平面。磁感应强度大小为B=0.5T，导轨左端接有电阻R=0.6Ω。现将一根长为L的直导体棒ab垂直放置在导轨上，导体棒的电阻为r=0.2Ω，导轨光滑，电阻不计。现用外力F拉导体棒ab，使之以v=2m/s的速度向右沿导轨匀速运动，试求：××××××××××MNPQRFBab（1）导体棒ab两端的电压，并指出哪端电势高；（2）拉力F的大小；（3）若在外力作用下，导体棒ab在导轨上来回往复运动，速度与时间的变化关系为：v=2sin10πt，则此时电阻R消耗的电功率大小为多少？MNB甲乙0I/At/s1236450.20.40.6【例3】如图甲所示，一边长为L＝2.5m、质量为m＝0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B＝0.8T的有界匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平向左的力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示，在金属线框被拉出的过程中：（1）求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；（2）写出水平力F随时间变化的表达式；（3）已知在这5s内力F做功为1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？第4页共4页\n3．图象结合问题【例4】如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定，轨距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻，Q、N间接变阻箱R。现从静止释放ab，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取l0m/s2。求：（1）金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；（2）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的加速度为gsinq时，此时金属杆ab运动的速度；（3）当变阻箱R取4Ω时，且金属杆ab运动的速度为时，定值电阻R1消耗的电功率。【例5】如图（a）所示，倾角为θ的平行金属轨道AN和A′N′间距为L，与绝缘光滑曲面在NN′处用平滑圆弧相连接，金属轨道的NN′和MM′区间处于与轨道面垂直的匀强磁场中，轨道顶端接有定值电阻R和电压传感器，不计金属轨道电阻和一切摩擦，PP′是质量为m、电阻为r的金属棒。现开启电压传感器，将该金属棒从斜面上高H处静止释放，测得初始一段时间内的U-t（电压与时间关系）图像如图（b）所示（图中Uo为已知）。求：（1）t3-t4时间内金属棒所受安培力的大小和方向；（2）t3时刻金属轨道的速度大小；（3）t1-t4时间内电阻R产生的总热能；U（a）（b）U0-U0Ot1t2t3t4t第4页共4页\n【高考真题】如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：（1）磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值Im。【高考模拟】如图所示，MN、PQ为放置在水平面上的两条平行的光滑金属轨道，间距为L，其左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在ac之间的区域内，ac间的距离为d，质量为m、电阻为r的金属棒垂直导轨放置。今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电阻均不计，b为ac的中点。求：××××MNPQRBabcv0（1）棒刚进行磁场时，MN两点间的电势差；（2）棒运动到c的过程中通过电阻R的电量；（3）棒运动到b时的加速度大小；（4）棒运动到b的过程中电阻R上产生的热量。第4页共4页