專 題 六 電磁感應(yīng)和電路高考對本部分內(nèi)容的要求較高，常在選擇題中考查電磁感應(yīng)中高考對本部分內(nèi)容的要求較高，常在選擇題中考查電磁感應(yīng)中的圖象問題，在計算題中作為壓軸題，以導(dǎo)體棒運動為背景，的圖象問題，在計算題中作為壓軸題，以導(dǎo)體棒運動為背景，綜合應(yīng)用電路的相關(guān)知識、牛頓運動定律和能量守恒定律解決綜合應(yīng)用電路的相關(guān)知識、牛頓運動定律和能量守恒定律解決導(dǎo)體棒類問題導(dǎo)體棒類問題本專題考查的重點有以下幾個方面：本專題考查的重點有以下幾個方面：楞次定律的理解和應(yīng)用；楞次定律的理解和應(yīng)用；感應(yīng)電流的圖象問題；感應(yīng)電流的圖象問題；電磁感電磁感應(yīng)過程中的動態(tài)分析問題；應(yīng)過程中的動態(tài)分析問題；綜合應(yīng)用電路知識和能量觀點解綜合應(yīng)用電路知識和能量觀點解決電磁感應(yīng)問題；決電磁感應(yīng)問題；直流電路的分析直流電路的分析專題定位對本專題的復(fù)習(xí)應(yīng)注意對本專題的復(fù)習(xí)應(yīng)注意“抓住兩個定律，運用兩種觀點，分抓住兩個定律，運用兩種觀點，分析兩種電路析兩種電路”兩個定律是指楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定兩個定律是指楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律；兩種觀點是指動力學(xué)觀點和能量觀點；兩種電路指直流律；兩種觀點是指動力學(xué)觀點和能量觀點；兩種電路指直流電路和感應(yīng)電路電路和感應(yīng)電路應(yīng)考策略 知 識 方 法 聚 焦 熱 點 考 向 例 析 審題破題 真題演練欄目索引知識方法聚焦 知識回扣 1(2)相對運動相對運動 (3)原電流原電流3磁通量磁通量4焦耳定律焦耳定律 能量守恒定律能量守恒定律5(1)電熱電熱 (2)大于大于 I2Rt I2R6(1)EI UI知識方法聚焦規(guī)律方法1解決感應(yīng)電路綜合問題的一般思路是解決感應(yīng)電路綜合問題的一般思路是“先電后力先電后力”，即：，即：先作先作“源源”的分析的分析分析電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，分析電路中由電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的電源，求出電源參數(shù)求出電源參數(shù)E和和r；接著進行接著進行“路路”的分析的分析分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串、并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便求解安培力；然后是然后是“力力”的分析的分析分析研究對象分析研究對象(通常是金屬棒、導(dǎo)體、通常是金屬棒、導(dǎo)體、線圈等線圈等)的受力情況，尤其注意其所受的安培力；的受力情況，尤其注意其所受的安培力；知識方法聚焦規(guī)律方法接著進行接著進行“運動狀態(tài)運動狀態(tài)”的分析的分析根據(jù)力和運動的關(guān)系，判根據(jù)力和運動的關(guān)系，判斷出正確的運動模型；斷出正確的運動模型；最后是最后是“能量能量”的分析的分析尋找電磁感應(yīng)過程和研究對象的尋找電磁感應(yīng)過程和研究對象的運動過程中，其能量轉(zhuǎn)化和守恒的關(guān)系運動過程中，其能量轉(zhuǎn)化和守恒的關(guān)系知識方法聚焦規(guī)律方法2直流電路動態(tài)分析方法直流電路動態(tài)分析方法(1)程序法：基本思路是程序法：基本思路是“部分部分整體整體部分部分”即從阻值的即從阻值的變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定變化入手，由串、并聯(lián)規(guī)律判定R總總的變化情況，再由歐姆定的變化情況，再由歐姆定律判斷律判斷I總總和和U端端的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)的變化情況，最后由部分電路歐姆定律及串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況分壓、并聯(lián)分流等規(guī)律判斷各部分的變化情況知識方法聚焦規(guī)律方法(2)結(jié)論法結(jié)論法“并同串反并同串反”：“并同并同”：指某一電阻增大：指某一電阻增大(減小減小)時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小減小)“串反串反”：指某一電阻增大：指某一電阻增大(減小減小)時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大增大).熱點考向例析考向1楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用例例1如圖如圖2甲所示，螺線管匝數(shù)甲所示，螺線管匝數(shù)n1 000匝，橫截面積匝，橫截面積S10 cm2，螺線管導(dǎo)線電阻，螺線管導(dǎo)線電阻r1 ，電阻，電阻R4 ，磁感應(yīng)強，磁感應(yīng)強度度B的的Bt圖象如圖乙所示圖象如圖乙所示(以向右為正方向以向右為正方向)，下列說法正，下列說法正確的是確的是()圖圖2A.通過電阻通過電阻R的電流是交變電流的電流是交變電流B.感應(yīng)電流的大小保持不變感應(yīng)電流的大小保持不變C.電阻電阻R兩端的電壓為兩端的電壓為6 VD.C點的電勢為點的電勢為4.8 V解析解析根據(jù)楞次定律可知，根據(jù)楞次定律可知，0到到1秒內(nèi)，電流從秒內(nèi)，電流從C流過流過R到到A，在在1秒到秒到2秒內(nèi)，電流從秒內(nèi)，電流從A流過流過R到到C，因此電流為交流電，因此電流為交流電，故故A正確；正確；計算知感應(yīng)電流的大小恒為計算知感應(yīng)電流的大小恒為1.2 A，電阻，電阻R兩端的電壓兩端的電壓UIR1.24 V4.8 V，故，故B正確，正確，C錯誤；錯誤；當(dāng)螺線管左端是正極時，當(dāng)螺線管左端是正極時，C點的電勢才為點的電勢才為4.8 V，當(dāng)右端是，當(dāng)右端是正極時，則正極時，則C點電勢為點電勢為4.8 V，故，故D錯誤錯誤答案答案AB以題說法2楞次定律中的楞次定律中的“阻礙阻礙”有三層含義：阻礙磁通量的變化；有三層含義：阻礙磁通量的變化；阻礙物體間的相對運動；阻礙原電流的變化要注意靈活阻礙物體間的相對運動；阻礙原電流的變化要注意靈活應(yīng)用應(yīng)用針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 如圖如圖3所示，在邊長為所示，在邊長為a的正方形區(qū)的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為域內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，其方向垂，其方向垂直紙面向外，一個邊長也為直紙面向外，一個邊長也為a的單匝正方形導(dǎo)的單匝正方形導(dǎo)線框架線框架EFGH正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，正好與上述磁場區(qū)域的邊界重合，導(dǎo)線框的電阻為導(dǎo)線框的電阻為R.現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期現(xiàn)使導(dǎo)線框以周期T繞其中心繞其中心O點在紙面點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過 導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則在這 時時間內(nèi)間內(nèi)()圖圖3解析解析由線框的磁通量變小可以判斷出感應(yīng)電流的方向為：由線框的磁通量變小可以判斷出感應(yīng)電流的方向為：EHGFE，故，故A錯誤錯誤答案答案CD熱點考向例析考向2電磁感應(yīng)圖象問題的分析例例2(單選單選)(2014新課標(biāo)新課標(biāo)18)如如圖圖4(a)，線圈，線圈ab、cd繞在同一軟鐵繞在同一軟鐵芯上在芯上在ab線圈中通以變化的電線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈流，用示波器測得線圈cd間電壓間電壓如圖如圖(b)所示已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正所示已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可中電流隨時間變化關(guān)系的圖中，可能正確的是能正確的是()圖圖4解析解析由題圖由題圖(b)可知在可知在cd間不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒間不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的電壓是恒定的，所以在該時間段內(nèi)線圈定的，所以在該時間段內(nèi)線圈ab中的磁場是均勻變化的，中的磁場是均勻變化的，則線圈則線圈ab中的電流是均勻變化的，故選項中的電流是均勻變化的，故選項A、B、D錯誤，錯誤，選項選項C正確正確答案答案C以題說法對于電磁感應(yīng)圖象問題的分析要注意以下三個方面：對于電磁感應(yīng)圖象問題的分析要注意以下三個方面：(1)注意初始時刻的特征，如初始時刻感應(yīng)電流是否為零，注意初始時刻的特征，如初始時刻感應(yīng)電流是否為零，感應(yīng)電流的方向如何感應(yīng)電流的方向如何(2)注意看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個階段，這幾個階段注意看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個階段，這幾個階段是否和圖象變化相對應(yīng)是否和圖象變化相對應(yīng)(3)注意觀察圖象的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的注意觀察圖象的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的曲直是否和物理過程對應(yīng)曲直是否和物理過程對應(yīng)針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 如圖如圖5所示，一個所示，一個“”“”形光滑導(dǎo)形光滑導(dǎo)軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強度為軌垂直于磁場固定在磁感應(yīng)強度為B的勻強的勻強磁場中，磁場中，ab是與導(dǎo)軌材料、粗細相同的導(dǎo)體是與導(dǎo)軌材料、粗細相同的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好在拉力作用下，棒，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好在拉力作用下，導(dǎo)體棒以恒定速度導(dǎo)體棒以恒定速度v向右運動，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的向右運動，以導(dǎo)體棒在圖中所示位置的時刻作為計時起點，則回路中感應(yīng)電動勢時刻作為計時起點，則回路中感應(yīng)電動勢E、感應(yīng)電流、感應(yīng)電流I、導(dǎo)體棒所受拉力的功率導(dǎo)體棒所受拉力的功率P和回路中產(chǎn)生的焦耳熱和回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q隨時間變隨時間變化的圖象中正確的是化的圖象中正確的是()圖圖5解析解析設(shè)設(shè)“”“”形導(dǎo)軌的角度為形導(dǎo)軌的角度為，則經(jīng)時間，則經(jīng)時間t，產(chǎn)生的感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢電動勢EBLvB(vttan )vBv2ttan ，可知感應(yīng)電動勢與，可知感應(yīng)電動勢與時間成正比，時間成正比，A正確；正確；由于勻速運動，拉力的功率等于產(chǎn)生焦耳熱的功率，由于勻速運動，拉力的功率等于產(chǎn)生焦耳熱的功率，PI2R，由于，由于I恒定不變，而恒定不變，而R與時間成正比，因此功率與時間成正比，因此功率P與時與時間成正比，是一條傾斜的直線，間成正比，是一條傾斜的直線，C正確；正確；而產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生的熱量QPt，這樣，這樣Q與時間的平方成正比，圖象為與時間的平方成正比，圖象為一條曲線，一條曲線，D錯誤錯誤答案答案AC熱點考向例析考向3電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題分析電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題分析例例3如圖如圖6甲所示，電流傳感器甲所示，電流傳感器(相當(dāng)于一只理想電流表相當(dāng)于一只理想電流表)能能將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機，經(jīng)將各時刻的電流數(shù)據(jù)實時通過數(shù)據(jù)采集器傳輸給計算機，經(jīng)計算機處理后在屏幕上同步顯示出計算機處理后在屏幕上同步顯示出It圖象電阻不計的足圖象電阻不計的足夠長光滑平行金屬軌道寬夠長光滑平行金屬軌道寬L1.0 m，與水平面的夾角，與水平面的夾角37.軌道上端連接阻值軌道上端連接阻值R1.0 的定值電阻，金屬桿的定值電阻，金屬桿MN長長與軌道寬相等，其電阻與軌道寬相等，其電阻r0.50 、質(zhì)量、質(zhì)量m0.02 kg.在軌道區(qū)在軌道區(qū)域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓金屬桿從圖示位置域加一垂直軌道平面向下的勻強磁場，讓金屬桿從圖示位置由靜止開始釋放，桿在整個運動過程中與軌道垂直，此后由靜止開始釋放，桿在整個運動過程中與軌道垂直，此后計算機屏幕上顯示出如圖乙所示的計算機屏幕上顯示出如圖乙所示的It圖象重力加速度圖象重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，試求：，試求：圖圖6審題突破審題突破金屬桿在傾斜軌道上運動時受到幾個力作用？安金屬桿在傾斜軌道上運動時受到幾個力作用？安培力有什么特點？圖象反映金屬桿運動情況如何？根據(jù)哪個培力有什么特點？圖象反映金屬桿運動情況如何？根據(jù)哪個過程可求磁感應(yīng)強度過程可求磁感應(yīng)強度B的大?。康拇笮?？(1)t1.2 s時電阻時電阻R的熱功率；的熱功率；解析解析由由It圖象可知，當(dāng)圖象可知，當(dāng)t1.2 s時，時，I0.15 API2R0.1521.0 W0.022 5 W答案答案0.022 5 W(2)勻強磁場的磁感應(yīng)強度勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；的大??；解析解析由題圖乙知，當(dāng)金屬桿穩(wěn)定運動時的電流為由題圖乙知，當(dāng)金屬桿穩(wěn)定運動時的電流為0.16 A穩(wěn)定時桿勻速運動，受力平衡，則有：穩(wěn)定時桿勻速運動，受力平衡，則有：mgsin BIL代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：B0.75 T答案答案0.75 T(3)t1.2 s時金屬桿的速度大小和加速度大小時金屬桿的速度大小和加速度大小解析解析t1.2 s時電源電動勢時電源電動勢EI(Rr)BLv代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：v0.3 m/smgsin BILma以題說法電磁感應(yīng)與動力學(xué)問題的解題策略電磁感應(yīng)與動力學(xué)問題的解題策略在此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解在此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決問題前要建立決問題前要建立“動動電電動動”的思維順序，可概括為：的思維順序，可概括為：(1)找準(zhǔn)主動運動者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求找準(zhǔn)主動運動者，用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求解感應(yīng)電動勢的大小和方向解感應(yīng)電動勢的大小和方向(2)根據(jù)等效電路圖，求解回路中的電流根據(jù)等效電路圖，求解回路中的電流以題說法(3)分析安培力對導(dǎo)體棒運動速度、加速度的影響，從而推分析安培力對導(dǎo)體棒運動速度、加速度的影響，從而推理得出對電路中的電流的影響，最后定性分析導(dǎo)體棒最終理得出對電路中的電流的影響，最后定性分析導(dǎo)體棒最終的運動情況的運動情況(4)列牛頓第二定律或平衡方程求解列牛頓第二定律或平衡方程求解針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 如圖如圖7所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根所示，固定在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d，其右端接有阻值為，其右端接有阻值為R的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為的電阻，整個裝置處在豎直向上磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中一質(zhì)量為的勻強磁場中一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體的導(dǎo)體桿桿ab垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間垂直于導(dǎo)軌放置，且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸，桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離止開始沿導(dǎo)軌運動距離L時，速度恰好達到最大時，速度恰好達到最大(運動過程中桿始運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直終與導(dǎo)軌保持垂直)設(shè)桿接入電路的電阻為設(shè)桿接入電路的電阻為r，導(dǎo)軌電阻不計，重，導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度大小為力加速度大小為g.求：求：圖圖7(1)此過程桿的速度最大值此過程桿的速度最大值vm；解析解析當(dāng)桿達到最大速度當(dāng)桿達到最大速度vm時，時，EBdvm勻速時合力為零勻速時合力為零(2)此過程流過電阻此過程流過電阻R的電量的電量熱點考向例析考向4直流電路的動態(tài)分析直流電路的動態(tài)分析例例4(單選單選)如圖如圖8所示，平行金屬板中帶所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點電質(zhì)點P原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，表和電壓表對電路的影響，R1的阻值和電的阻值和電源內(nèi)阻源內(nèi)阻r相等當(dāng)滑動變阻器相等當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向的滑片向b端移動時，則端移動時，則()AR3上消耗的功率逐漸增大上消耗的功率逐漸增大B電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)增大C電源的輸出功率逐漸增大電源的輸出功率逐漸增大D質(zhì)點質(zhì)點P將向上運動將向上運動圖圖8審題突破審題突破當(dāng)當(dāng)R4的滑片向的滑片向b端移動時，其電阻如何變化？電端移動時，其電阻如何變化？電容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電源的容器兩極板間電壓和哪部分電路電壓相等？如何分析電源的輸出功率變化情況？輸出功率變化情況？解析解析滑動變阻器滑動變阻器R4的滑片向的滑片向b端移動時，端移動時，R4的阻值越來越的阻值越來越小，故并聯(lián)電路的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律小，故并聯(lián)電路的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得：可得：R3的電壓減小，消耗的功率減小，故的電壓減小，消耗的功率減小，故A錯誤；錯誤；電容器電壓等于電容器電壓等于R3的，故也減小，所以質(zhì)點的，故也減小，所以質(zhì)點P將向下運動，將向下運動，所以所以D錯誤；錯誤；外電路總電阻減小，所以干路電流外電路總電阻減小，所以干路電流I1增大，而增大，而R3的電流的電流I3減減小，根據(jù)小，根據(jù)I1I3IA，可得電流表讀數(shù)，可得電流表讀數(shù)IA增大，所以增大，所以B錯誤；錯誤；因因R1的阻值和電源內(nèi)阻的阻值和電源內(nèi)阻r相等，故外電路電阻大于電源內(nèi)阻，相等，故外電路電阻大于電源內(nèi)阻，且逐漸減小，由輸出功率與外電阻的關(guān)系可得：電源的輸且逐漸減小，由輸出功率與外電阻的關(guān)系可得：電源的輸出功率在增大，所以出功率在增大，所以C正確正確答案答案C針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練4 (單選單選)某同學(xué)準(zhǔn)備用一種某同學(xué)準(zhǔn)備用一種金屬絲制作一只電阻溫度計他先通金屬絲制作一只電阻溫度計他先通過實驗描繪出一段金屬絲的過實驗描繪出一段金屬絲的UI曲線，曲線，如圖如圖9甲所示再將該金屬絲與某一定甲所示再將該金屬絲與某一定值電阻值電阻R0串聯(lián)接在電路中，用電壓表串聯(lián)接在電路中，用電壓表(電壓表的內(nèi)阻遠大于金電壓表的內(nèi)阻遠大于金屬絲的電阻屬絲的電阻)與金屬絲并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標(biāo)注溫度值，與金屬絲并聯(lián)，并在電壓表的表盤上標(biāo)注溫度值，制成電阻溫度計，如圖乙所示下列說法中正確的是制成電阻溫度計，如圖乙所示下列說法中正確的是()圖圖9A從圖甲可知，該金屬絲的阻值隨溫度的升高而減小從圖甲可知，該金屬絲的阻值隨溫度的升高而減小B圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越小圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，溫度值越小C選用不同阻值的選用不同阻值的R0可以改變溫度計的量程，可以改變溫度計的量程，R0越大，量越大，量 程越大程越大D溫度越高，電源消耗的功率越大溫度越高，電源消耗的功率越大解析解析從圖甲可知，圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的從圖甲可知，圖線上的點與原點連線的斜率表示電阻的大小，故該金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以大小，故該金屬絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以A錯誤；錯誤；圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，說明圖乙中電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角越大，說明RT的阻值越大，即溫度的阻值越大，即溫度越高，所以越高，所以B錯誤；錯誤；若若R0越大，電壓表要偏轉(zhuǎn)同樣的角度，需越大，電壓表要偏轉(zhuǎn)同樣的角度，需RT的阻值更大，即溫的阻值更大，即溫度更高，量程越大，所以度更高，量程越大，所以C正確；正確；溫度越高，溫度越高，RT的阻值越大，電路電流越小，所以電源消耗的功的阻值越大，電路電流越小，所以電源消耗的功率率PEI越小，故越小，故D錯誤錯誤答案答案C審題破題 真題演練10.綜合應(yīng)用動力學(xué)觀點和能量觀點分析電磁感應(yīng)問題例例5(22分分)如圖如圖10所示，平行金屬導(dǎo)軌與水所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為平面間夾角均為37，導(dǎo)軌間距為，導(dǎo)軌間距為1 m，電阻，電阻不計，導(dǎo)軌足夠長兩根金屬棒不計，導(dǎo)軌足夠長兩根金屬棒ab和以和以ab的質(zhì)量都是的質(zhì)量都是0.2 kg，電阻都是，電阻都是1 ，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良，與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為好，金屬棒和導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0.25，兩個導(dǎo)軌平面，兩個導(dǎo)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場處均存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場(圖中未畫出圖中未畫出)，磁，磁圖圖10感應(yīng)強度感應(yīng)強度B的大小相同讓的大小相同讓ab固定不動，將金屬棒固定不動，將金屬棒ab由靜由靜止釋放，當(dāng)止釋放，當(dāng)ab下滑速度達到穩(wěn)定時，整個回路消耗的電功率為下滑速度達到穩(wěn)定時，整個回路消耗的電功率為8 W求：求：(1)ab下滑的最大加速度；下滑的最大加速度；(2)ab下落了下落了30 m高度時，其下滑速度已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程高度時，其下滑速度已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？為多大？(3)如果將如果將ab與與ab同時由靜止釋放，當(dāng)同時由靜止釋放，當(dāng)ab下落了下落了30 m高度時，高度時，其下滑速度也已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量其下滑速度也已經(jīng)達到穩(wěn)定，則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大？為多大？(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)思維導(dǎo)圖答題模板解析解析(1)當(dāng)當(dāng)ab棒剛下滑時，棒剛下滑時，ab棒的加速度有最大值：棒的加速度有最大值：agsin gcos 4 m/s2.(2分分)(2)ab棒達到最大速度時做勻速運動，有棒達到最大速度時做勻速運動，有mgsin BILmgcos ，(2分分)整個回路消耗的電功率整個回路消耗的電功率P電電BILvm(mgsin mgcos )vm8 W，(2分分)則則ab棒的最大速度為：棒的最大速度為：vm10 m/s(1分分)答題模板得：得：B0.4 T(1分分)解得：解得：Q30 J(1分分)答題模板(3)由對稱性可知，當(dāng)由對稱性可知，當(dāng)ab下落下落30 m穩(wěn)定時其速度為穩(wěn)定時其速度為v，ab也下落也下落30 m，其速度也為，其速度也為v，ab和和ab都切割磁都切割磁感線產(chǎn)生電動勢，總電動勢等于兩者之和感線產(chǎn)生電動勢，總電動勢等于兩者之和根據(jù)共點力平衡條件，對根據(jù)共點力平衡條件，對ab棒受力分析，棒受力分析，得得mgsin BILmgcos (2分分)答題模板代入解得代入解得v5 m/s (1分分)代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得Q75 J (1分分)答案答案(1)4 m/s2(2)30 J(3)75 J高 考 現(xiàn) 場 (限時：15分鐘，滿分16分)(2014安徽安徽23)如圖如圖11甲所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度甲所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為為0.5 T，其方向垂直于傾角，其方向垂直于傾角為為30的斜面向上絕緣斜面的斜面向上絕緣斜面上固定有上固定有“”“”形狀的光滑金屬導(dǎo)軌形狀的光滑金屬導(dǎo)軌MPN(電阻忽略不計電阻忽略不計)，MP和和NP長度均為長度均為2.5 m，MN連線水平，長為連線水平，長為3 m以以MN中點中點O為原點、為原點、OP為為x軸建立一維坐標(biāo)系軸建立一維坐標(biāo)系Ox.一根粗細均勻一根粗細均勻的金屬桿的金屬桿CD，長度，長度d為為3 m、質(zhì)量、質(zhì)量m為為1 kg、電阻、電阻R為為0.3 ，在拉力在拉力F的作用下，從的作用下，從MN處以恒定速度處以恒定速度v1 m/s在導(dǎo)軌上在導(dǎo)軌上沿沿x軸正向運動軸正向運動(金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好)g取取10 m/s2.圖圖11(1)求金屬桿求金屬桿CD運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢運動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E及運動到及運動到x0.8 m處電勢差處電勢差UCD；解析解析金屬桿金屬桿CD在勻速運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢在勻速運動中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBlv(ld)E1.5 V(D點電勢高點電勢高)當(dāng)當(dāng)x0.8 m時，金屬時，金屬桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零桿在導(dǎo)軌間的電勢差為零設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為設(shè)此時桿在導(dǎo)軌外的長度為l外外，得得l外外1.2 m由楞次定律判斷由楞次定律判斷D點電勢高，故點電勢高，故C、D兩端電勢差兩端電勢差UCDBl外外v0.6 V.答案答案1.5 V0.6 V(2)推導(dǎo)金屬桿推導(dǎo)金屬桿CD從從MN處運動到處運動到P點過程中拉力點過程中拉力F與位置坐與位置坐標(biāo)標(biāo)x的關(guān)系式，并在圖乙中畫出的關(guān)系式，并在圖乙中畫出Fx關(guān)系圖像；關(guān)系圖像；解析解析桿在導(dǎo)軌間的長度桿在導(dǎo)軌間的長度l與位置與位置x的關(guān)系是的關(guān)系是桿受的安培力為桿受的安培力為F安安BIl7.53.75x根據(jù)平衡條件得根據(jù)平衡條件得FF安安mgsin F12.53.75x(0 x2)畫出的畫出的Fx圖象如圖所示圖象如圖所示答案答案F12.53.75x(0 x2)見解析圖見解析圖(3)求金屬桿求金屬桿CD從從MN處運動到處運動到P點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱點的全過程產(chǎn)生的焦耳熱解析解析外力外力F所做的功所做的功WF等于等于Fx圖線下所圍的面積圖線下所圍的面積而桿的重力勢能增加量而桿的重力勢能增加量EpmgOPsin 故全過程產(chǎn)生的焦耳熱故全過程產(chǎn)生的焦耳熱QWFEp7.5 J.答案答案7.5 J