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江苏省徐州市王杰中学2013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:法拉第电磁感应定律: 导体切割产生的感应电动势:电阻的串并联 闭合电路欧姆定律 安培力的计算式:牛顿运动定律 电流的定义式: 焦耳定律:正弦交流电的有效值与峰值的关系动能定理/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。 2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=0.6。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=0.2,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=2sin10t,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L2.5m、质量为m0.5kg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B0.8T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?3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4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4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,倾角为的平行金属轨道AN和AN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【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
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