1、2016年高考三套全国卷，都有电磁感应的计算题，其中甲卷和丙卷还各有1道选择题可见，电磁感应在高考中仍然是热点和重点.2017年选修35纳入必考动量定理和动量守恒定律在电磁感应中的应用会成为命题的新生点【重难解读】高考对法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则及右手定则的考查一般会结合具体情况和过程命题，主要方向：结合函数图象，结合电路分析，联系力学过程，贯穿能量守恒杆导轨或导线框是常见模型，属于考查热点该题型知识跨度大，思维综合性强，试题难度一般比较大【典题例证】 (14分)如图所示，正方形单匝线框bcde边长L0.4 m，每边电阻相同，总电阻R0.16 .一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小
2、光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体P，手持物体P使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距也为L0.4 m，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B1.0 T，磁场的下边界与线框的上边eb相距h1.6 m现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内，eb边保持水平，刚好以v4.0 m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度g10 m/s2，不计空气阻力(1)线框eb边进入磁场中运动时，e、b两点间的电势差Ueb为多少？(2)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热Q为多少？(3)若在线框eb边刚
3、进入磁场时，立即给物体P施加一竖直向下的力F，使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力F做功WF3.6 J，求eb边上产生的焦耳Qeb为多少？解析(1)线框eb边以v4.0 m/s的速度进入磁场并匀速运动，产生的感应电动势为EBLv1.6 V(1分)e、b两点间的电势差UebE1.2 V(1分)(2)法一：线框进入磁场后立即做匀速运动，并匀速穿过磁场区，线框受安培力F安BLI，I，解得F安4 N克服安培力做功W安F安2L3.2 J(6分)法二：设物体P质量为M，线框质量为m，线框进入磁场后立即做匀速运动F安(Mm)g(1分)而IF安BLI4 N(1分)线框进入磁场前，
4、向上运动的加速度为a5 m/s2(1分)又(Mm)g(Mm)a(1分)联立解得M0.6 kg，m0.2 kg(1分)对系统，根据动能定理有(Mm)g2LW安Ek0而QW安故该过程中产生的焦耳热Q(Mm)g2L3.2 J(1分)(3)法一：设线框出磁场区域的速度大小为v1，则vv22a2L，aa(1分)整理得(Mm)(vv2)(Mm)g2L(1分)线框穿过磁场区域过程中，力F和安培力都是变力，根据动能定理有WFW安(Mm)g2L(Mm)(vv2)(1分)联立得WFW安0(1分)而W安Q故Q3.6 J又QI2rtr(1分)故eb边上产生的焦耳热QebQ0.9 J(1分)法二：因为线框在磁场中运动的
5、加速度与进入前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体P的总机械能保持不变，故力F做的功WF等于整个线框中产生的焦耳热Q，即WFQ，又QI2rtr，(3分)故eb边上产生的焦耳热QebQ0.9 J(3分)答案(1)1.2 V(2)3.2 J(3)0.9 J用动力学观点、能量观点解答电磁感应问题的一般步骤 【突破训练】1(多选)如图，在水平桌面上放置两条相距l的平行光滑导轨ab与cd，阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上(图中未画出)，磁感应强度的大小为B.导体棒的中点系一个不可伸长的轻
6、绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m的物块相连，绳处于拉直状态现若从静止开始释放物块，用h表示物块下落的高度(物块不会触地)，g表示重力加速度，其他电阻不计，则 ()A电阻R中的感应电流方向由a到cB物块下落的最大加速度为gC若h足够大，物块下落的最大速度为D通过电阻R的电荷量为解析：选CD.题中导体棒向右运动切割磁感线，由右手定则可得回路中产生顺时针方向的感应电流，则电阻R中的电流方向由c到a，A错误；对导体棒应用牛顿第二定律有FTF安ma，又F安Bl，再对物块应用牛顿第二定律有mgFTma，则联立可得：a，则物块下落的最大加速度am，B错误；当a0时，速度最大为vm，C正确
7、；下落h的过程，回路中的面积变化量Slh，则通过电阻R的电荷量q，D正确2如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度大小以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 W
8、D15 m/s9 W解析：选B .小灯泡稳定发光说明棒做匀速直线运动此时：F安对棒满足：mgsin mgcos 0因为R灯R棒，则：P灯P棒再依据功能关系：mgsin vmgcos vP灯P棒联立解得v5 m/s，P灯1 W，所以B项正确3.如图所示，光滑斜面的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M.斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行于底边，则
9、下列说法正确的是()A线框进入磁场前运动的加速度为B线框进入磁场时匀速运动的速度为C线框做匀速运动的总时间为D该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mgmgsin )l2解析：选D.由牛顿第二定律得，Mgmgsin (Mm)a，解得线框进入磁场前运动的加速度为，A错误；由平衡条件，Mgmgsin F安0，F安BIl1，I，EBl1v，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v，B错误；线框做匀速运动的总时间为t，C错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量，为(Mgmgsin )l2，D正确4.(多选)在倾角为足够长的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场，
10、磁场方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度均为L，如图所示一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t0时刻以速度v0进入磁场，恰好做匀速直线运动，若经过时间t0，线框ab边到达gg与ff中间位置时，线框又恰好做匀速运动，则下列说法正确的是()A当ab边刚越过ff时，线框加速度的大小为gsin Bt0时刻线框匀速运动的速度为Ct0时间内线框中产生的焦耳热为mgLsin mvD离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动解析：选BC.当ab边进入磁场时，有EBLv0，I，mgsin BIL，有mgsin .当ab边刚越过ff时，线框的感应电动势和电流均加倍，则线框做减速运动，有4mgsin
11、 ，加速度方向沿斜面向上且大小为3gsin ，A错误；t0时刻线框匀速运动的速度为v，则有mgsin ，解得v，B正确；线框从进入磁场到再次做匀速运动的过程，沿斜面向下运动距离为L，则由功能关系得线框中产生的焦耳热为Q，C正确；线框离开磁场时做加速运动，D错误5.(2017河南郑州模拟)如图所示，在xOy平面内有一扇形金属框abc，其半径为r，ac边与y轴重合，bc边与x轴重合，且c位于坐标原点，ac边与bc边的电阻不计，圆弧ab上单位长度的电阻为R.金属杆MN长度为L，放在金属框abc上，MN与ac边紧邻且重叠部分的电阻为R0.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面现对MN杆施加一
12、个外力(图中未画出)，使之以c点为轴心顺时针匀速转动，角速度为.求：(1)在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度间的关系；(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少？解析：(1)电路中感应电动势EBr2当MN杆转过角度为时总电阻R总R0R0杆中电流I与杆转过的角度的关系为I.(2)由于总电阻R总R0R0(22)当时，总电阻R总有最大值此时，R总R0电路消耗电功率的最小值是P.答案：(1)I(2)6.如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l0.5 m，左端接有阻值R0.3 的电阻一质量m0.1 kg，电阻r0.1 的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场
13、中，磁场的磁感应强度B0.4 T金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x9 m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求：(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；(3)外力做的功WF.解析：(1)设金属棒匀加速运动的时间为t，回路的磁通量的变化量为，回路中的平均感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得E其中Blx设回路中的平均电流为I，由闭合电路欧姆定律得I则通
14、过电阻R的电荷量为qIt联立式，得q代入数据得q4.5 C.(2)设撤去外力时金属棒的速度为v，对于金属棒的匀加速运动过程，由运动学公式得v22ax设金属棒在撤去外力后的运动过程中克服安培力所做的功为W，由动能定理得W0mv2撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2W联立式，代入数据得Q21.8 J(3)由题意知，撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1Q221，可得Q13.6 J在金属棒运动的整个过程中，外力F克服安培力做功，由功能关系可知WFQ1Q2由式得WF5.4 J.答案：(1)4.5 C(2)1.8 J(3)5.4 J7如图所示，半径为L12 m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强
15、磁场，磁感应强度大小均为B1 T长度也为L1、电阻为R的金属杆ab，一端处于圆环中心，另一端恰好搭接在金属环上，绕着a端沿逆时针方向匀速转动，角速度为 rad/s.通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中(连接a端的导线与圆环不接触，图中的定值电阻R1R，滑片P位于R2的正中央，R2的总阻值为4R)，图中的平行板长度为L22 m，宽度为d2 m图示位置为计时起点，在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v00.5 m/s向右运动，并恰好能从平行板的右边缘飞出，之后进入到有界匀强磁场中，其磁感应强度大小为B2，左边界为图中的虚线位置，右侧及上下范围均足够大(忽略金属杆与圆环的接触电阻
16、、圆环电阻及导线电阻，忽略电容器的充放电时间，忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响，不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求：(1)在04 s内，平行板间的电势差UMN；(2)带电粒子飞出电场时的速度；(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场，则磁感应强度B2应满足的条件解析：(1)金属杆产生的感应电动势恒为EB1L2 V由电路的连接特点知：EI4RU0I2R1 VT120 s由右手定则知：在04 s时间内，金属杆ab中的电流方向为b a，则ab则在04 s时间内，MN，UMN1 V.(2)粒子在平行板电容器内做类平抛运动，在0时间内水平方向L2v0t1t14 sd时离开磁场后不会第二次进入电场，即B22 T.答案：(1)1 V(2) m/s与水平方向成45夹角(3)B22 T
