1、走向高考 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 高考总复习走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场电磁感应 第九章第一部分 同步复习讲练 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场第3讲 电磁感应中的综合应用第九章 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验 题 型 突 破 学科特色素养 课 时 作 业 2341走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场电磁感应中的动力学问题基础自测1.(2014山东菏泽一模)如图所示，足够长的平行光滑导轨固定在水平
2、面上，导轨间距为 L1m，其右端连接有定值电阻R2，整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度 B1T 的匀强磁场中。一质量 m2kg 的金属棒在恒定的水平拉力 F10N的作用下，在导轨上由静止开始向左运动，运动中金属棒始终与导轨垂直。导轨及金属棒的电阻不计，下列说法正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A产生的感应电流方向在金属棒中由 a 指向 bB金属棒向左做先加速后减速运动直到静止C金属棒的最大加速度为 5m/s2D水平拉力的最大功率为 200W答案 ACD走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析 金属棒向左运动切割磁感线，根据右手定则判断得知产
3、生的感应电流方向由 ab，A 正确；金属棒所受的安培力先小于拉力，棒做加速运动，后等于拉力做匀速直线运动，速度达到最大，B 错误；根据牛顿第二定律得：FB2L2vRma，可知棒的速度 v 增大，加速度 a 减小，所以棒刚开始运动时加速度最大，最大加速度 amaxFm102 m/s25m/s2，C 正确；当棒的加速度 a0 时速度最大，设最大速度为 vmax，则有 FB2L2vmaxR，所以 vmax FRB2L21021212m/s20m/s，所以水平拉力的最大功率 PmaxFvmax1020W200W，D 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理通过导体的感应电
4、流在_中将受到安培力作用，电磁感应往往和力学问题结合在一起。解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、_)及力学中的有关规律(_、动能定理等)。磁场楞次定律牛顿定律走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1解决电磁感应中的力学问题的方法(1)选择研究对象，即是哪一根导体棒或哪几根导体棒组成的系统；(2)用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；(3)求回路中的电流大小；(4)分析其受力情况；(5)分析研究对象所受各力的做功情况和合外力做功情况，选定所要应用的物理规律；(6)运用物理规律列方程，求解。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分
5、 第八章 磁场2明确两大研究对象及其之间相互制约的关系走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(3)动态分析：求解电磁感应中的力学问题时，要抓好受力分析和运动情况的动态分析。导体在拉力作用下运动，切割磁感线产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化，周而复始地循环。当循环结束时，加速度等于零，导体达到稳定运动状态。此时 a0，而速度 v 通过加速达到最大值，做匀速直线运动；或通过减速达到稳定值，做匀速直线运动。(4)两种状态的处理：当导体处于平衡态静止状态或匀速直线运动状态时，处理的途径是：根据合外力等于零分析。当导体处于非平衡态变速运动时，处理的途径是
6、：根据牛顿第二定律进行动态分析。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场电磁感应中的能量问题基础自测2(2014广东韶关一模)如图所示，先后以速度 v1 和 v2 匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v12v2，在先后两种情况下()A线圈中的感应电流之比 I1I221B线圈中的感应电流之比 I1I212C线圈中产生的焦耳热之比 Q1Q241D通过线圈某截面的电荷量之比 q1q211走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 AD解析 由于 v12v2，根据 EBLv 得感应电动势之比E1E221，感应电流 IER，则感应电流之比为I1I221，A 正确，B
7、错误；线圈出磁场所用的时间 tLv，则时间比为t1t212，根据 QI2Rt 可知热量之比为 Q1Q221，C 错误；根据 q ItER ttR tR 得q1q211，D 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理产生感应电流的过程，就是能量转化的过程。电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到_的作用，因此，要维持_的存在，必须有“外力”克服安培力做功，此过程中，其他形式的能量转化为_，“外力”克服安培力做了多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。当感应电流通过用电器时，电能又转化为其他形式的能量。安培力做功的过程，是_转化为其他形式能的过程。安培力做了多少功，
8、就有多少电能转化为其他形式的能。安培力感应电流电能电能走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1电磁感应过程往往涉及多种能量的转化如图中金属棒 ab 沿导轨由静止下滑时，重力势能减少，一部分用来克服安培力做功转化为感应电流的电能，最终在 R上转化为焦耳热，另一部分转化为金属棒的动能。若导轨足够长，棒最终达稳定状态匀速运动时，重力势能的减小则完全用来克服安培力做功转化为感应电流的电能。因此，从功和能的观点入手，分析清楚电磁感应过程中能量转化的关系，是解决电磁感应中能量问题的重要途径之一。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场2安培力的功和电能变化的特定对
9、应关系“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的能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场3解决此类问题的步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(包括右手定则)确定感应电动势的大小和方向。(2)画出等效电路图，写出回路中电阻消耗的电功率的表达式。(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系和稳定状态时受力特点及功率关系列方程，联立求解。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场题 型 突 破走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场电
10、磁感应中的电路问题命题规律 根据法拉第电磁感应定律或部分导体切割磁感线产生感应电动势(相当于电源)，确定电路连接，画出电路图，求出相应的电流、电功等物理量。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014湖北部分重点中学联考)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数 n100，线圈面积 S200cm2，线圈的电阻 r1，线圈外接一个阻值 R4 的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙方所示。下列说法中正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A线圈中的感应电流方向为顺时针方向B电阻 R 两端的电压随时间均匀增大C线圈
11、电阻 r 消耗的功率为 4104WD前 4 s 内通过 R 的电荷量为 4104C走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析 由图可知，穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得：线圈产生的感应电流逆时针，故 A 错误。根据法拉第电磁感应定律，可知，磁通量的变化率恒定，所以电动势恒定，则电阻两端的电压恒定，故 B 错误；由法拉第电磁感应定律：ENtNBSt 1000.40.240.02 V0.1 V，由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为 I ERr 0.141 A0.02 A，所以线圈电阻 r 消耗的功率 PI2R0.0221 W4104 W，故 C正确；前 4 s内通过 R 的
12、电荷量 QIt0.024 C0.08 C，故 D 错误。答案 C走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014大连四校联考)如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的光滑半圆形导体框架，OC 为一能绕 O在框架上滑动的导体棒，OC 之间连一个电阻 R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使 OC 能以角速度 匀速转动，则外力做功的功率是()A.B22r4R B.B22r42RC.B22r44R D.B22r48R走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 C解析 匀速转动，外力做功的功率与安培力的功率相同，克服安培力做的功转化为系统的内能，
13、即外力做功的功率与发热功率相同。转动 OC 切割磁感线产生的电动势大小为 E12Br2，外力的功率为 PE2R B22r44R，C 项正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场电磁感应中的力学问题命题规律 根据物体所受的力，分析运动状态，确定某时刻的速度或加速度、最终速度等物理量。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场如图甲所示，一对足够长的平行光滑轨道固定在水平面上，两轨道间距 l0.5m，左侧接一阻值为 R1 的电阻。有一金属棒静止地放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面竖直向下的匀强磁场中。t0 时，用一外
14、力 F 沿轨道方向拉金属棒，使金属棒以加速度 a0.2m/s2 做匀加速运动，外力 F 与时间 t的关系如图乙所示。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(1)求金属棒的质量 m；(2)求磁感应强度 B；(3)当力 F 达到某一值时，保持 F 不再变化，金属棒继续运动 3s，速度达到 1.6m/s 且不再变化，测得在这 3s 内金属棒的位移 s4.7m，求这段时间内电阻 R 消耗的电能。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析 由图乙知 F0.10.05t(N)(1)F 合FF 安(0.10.05t)B2l2vR ma当 t0 时，vat0，F 合0.1N
15、由牛顿第二定律得：mF合a 0.10.20.5(kg)(2)金属棒做匀加速运动，则：F 合(0.10.05t)B2l2atR0.1(0.05B2l2aR)t常数所以 0.05B2l2aR 0，解得：B1T。(3)F 变为恒力后，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，经过 3s 后，速度达到最大 vm1.6m/s，此后金属棒做匀速运动。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场vm1.6m/s 时，F 合0，FF 安B2l2vmR120.521.610.4(N)将 F0.4N 代入 F0.10.05t，求出金属棒做变加速运动的起始时间为：t6s该时刻金属棒的速度为 v1at0.261
16、.2(m/s)这段时间内电阻 R 消耗的电能EWFEkFs12m(v2mv21)0.44.7120.5(1.621.22)1.6(J)。答案(1)0.5kg(2)1T(3)1.6J走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014山东枣庄一模)如图，光滑斜面 PMNQ 的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框 abcd，其中 ab 边长为 l1，bc 边长为 l2，线框质量为 m、电阻为 R，有界匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于斜面向上，ef 为磁场的边界，且 efMN。线框在恒力 F 作用下从静止开始运动，其 ab 边始终保持与底边 MN 平行，F 沿斜面向上且与斜面平行。已
17、知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A线框进入磁场前的加速度为FmgsinmB线框进入磁场时的速度为FmgsinRB2l21C线框进入磁场时有 abcd 方向的感应电流D线框进入磁场的过程中产生的热量为(Fmgsin)l1走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 ABC解析 线框进入磁场前，根据牛顿第二定律得：线框的加速度 aFmgsinm，故 A 正确；线框刚进入磁场时做匀速运动，由 F 安mgsinF，而 F 安BIL1B2L21vR，解得 vFmgsinRB2l21，故 B 正确。线框进入磁场时，
18、穿过线框的磁通量 增 加，根 据 楞 次 定 律 判 断 知 线 框 中 感 应 电 流 方 向 为abcd，C 正确；由于线框刚进入磁场时做匀速运动，根据功能关系可知产生的热量 Q(Fmgsin)l2，故 D 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场学科特色素养走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场31电磁感应中的能量问题命题规律 根据能量守恒定律，确定焦耳热或其他力所做的功。(2014山东济南一模)如图所示，固定在同一水平面上的两平行金属导轨 AB、CD，两端接有阻值相同的两个定值电阻。质量为 m 的导体棒垂直放在导轨上，轻弹簧左端固定，右端连接导体
19、棒，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。当导体棒静止在 OO位置时，弹簧处于原长状态。此时给导体棒一个水平向右的初速度 v0，它能向右运动的最远距离为 d，且能再次经过 OO位置。已知导体棒所受的摩擦力大小恒为 f，导体棒向右运动过程中左侧电阻产生的热量为 Q，不计导轨和导体棒的电阻。则()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A弹簧的弹性势能最大为12mv20QfdB弹簧的弹性势能最大为12mv202QfdC导体棒再次回到 OO位置时的动能等于12mv204Q2fdD导体棒再次回到 OO位置时的动能大于12mv204Q2fd走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章
20、磁场解析 当导体棒向右运动的过程中，根据能量守恒定律得：12mv20Ep2Qfd，所以 Ep12mv202Qfd，故 A 错误，B 正确；由于产生了电能和内能，导体棒的机械能不断减少，所以导体棒在同一个位置时，向右的速度大于向左的速度。所以导体棒向左运动的过程中产生的电能小于导体棒向右运动的过程中产生的电能，即 2Q12mv204Q2fd，故 C 错误，D 正确。答案 BD走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014唐山统考)如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场区域。区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场边界
21、 MN、PQ、GH 均平行于斜面底边，MP、PG 均为 L。一个质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中 ab 边始终与斜面底边平行。t1时刻 ab 边刚越过 GH 进入磁场区域，此时导线框恰好以速度v1 做匀速直线运动；t2 时刻 ab 边下滑到 PQ 与 MN 的中间位置，此时导线框又恰好以速度 v2 做匀速直线运动。重力加速度为 g，下列说法中正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A当 ab 边刚越过 PQ 时，导线框的加速度大小为 agsinB导线框两次做匀速直线运动的速度之比 v1v241C从 t1 到 t2
22、 的过程中，导线框克服安培力做的功等于机械能的减少量D从 t1 到 t2 的过程中，有mv21v222机械能转化为电能走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 BC解析 本题考查楞次定律、能量守恒定律、牛顿第二定律、法拉第电磁感应定律等知识点，意在考查考生的综合应用能力。线框在区域内做匀速直线运动，其合力为零，则 mgsinB2L2v1R0；线框的 ab 边刚越过 PQ 时，两边都在切割磁感线，都受到沿斜面向上的安培力，则 mgsin4B2L2v1Rma，a3gsin，选项 A 错误；线框再次匀速时，其合力也为零，则 mgsin4B2L2v2R0，则v1v241，选项 B 正确；走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场从 t1到 t2 的过程中，安培力做负功，重力做正功，根据能量守恒定律，可得 WGWF12mv2112mv22，则克服安培力所做的功等于线框机械能的减少量，减少的动能和重力势能转化为电能，选项 C 正确，选项 D 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场课 时 作 业（点此链接）
