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1、增分策略20162016年高考年高考物理物理（四）電路和電磁感應(yīng)（四）電路和電磁感應(yīng) 2.電磁感應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用 1如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤如圖，一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動現(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速在圓盤減速過程中，的有界勻強(qiáng)磁場，圓盤開始減速在圓盤減速過程中，以下說法正確的是以下說法正確的是()A處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高處于磁場中的圓盤部分，靠近圓心處電勢高B所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動C若所加磁場反向，圓盤將加速轉(zhuǎn)動若所加磁場反向，圓盤將

2、加速轉(zhuǎn)動D若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動若所加磁場穿過整個圓盤，圓盤將勻速轉(zhuǎn)動 解析：把金屬圓盤看成由無數(shù)條沿半徑的金屬棒構(gòu)成，由右手定則，圓盤轉(zhuǎn)動過程中，靠近圓心處電勢高，A正確；由公式EBlv可知，所加磁場越強(qiáng)，則感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，產(chǎn)生的電功率越大，消耗的機(jī)械能越快，則圓盤越容易停止轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)B正確；若加反向磁場，根據(jù)楞次定律可知安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動，圓盤仍減速轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)C錯誤，若所加的磁場穿過整個圓盤，則圓盤中無感應(yīng)電流，不消耗機(jī)械能，圓盤勻速轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)D正確 答案：ABD 21824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方

3、用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖所示實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后下列說法正確的是() A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 解析：小磁針產(chǎn)生的磁場，在圓盤的左半部進(jìn)入，在圓盤的右半部穿出，穿過整體圓盤的磁通量沒有發(fā)生變化，C錯，但與磁針平行的圓盤直徑切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在圓盤內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，此渦電流產(chǎn)生的磁場又要帶動小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A、B對，D錯 答

4、案：AB 3如圖，直角三角形金屬框abc放置在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向平行于ab邊向上當(dāng)金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，a、b、c三點(diǎn)的電勢分別為Ua、Ub、Uc，已知bc邊的長度為l.下列判斷正確的是() 4如圖甲，R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時，a、b間的電壓uab為正，下列uabt圖象可能正確的是() 解析：在第一個0.25 T0時間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時針逐漸增加，由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)內(nèi)a端電勢高于b端，因電流的變化率

5、逐漸減小，故內(nèi)環(huán)的電動勢逐漸減小，同理在第0.25 T00.5 T0時間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時針逐漸減小，由楞次定律可判斷內(nèi)環(huán)a端電勢低于b端，因電流的變化率逐漸變大，故內(nèi)環(huán)的電動勢逐漸變大，C正確 答案：C 主要題型選擇題或計算題 知識熱點(diǎn) (1)楞次定律的理解及應(yīng)用 (2)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 (3)法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律的綜合應(yīng)用，如電路問題、圖象問題、動力學(xué)問題、能量問題等 物理方法 (1)圖象法(2)等效法(3)守恒法(4)模型法 命題趨勢 (1)預(yù)計2016年高考仍將以電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的計算和圖象表達(dá)為主 (2)結(jié)合新技術(shù)，對科技類問題的建模，

6、運(yùn)用力學(xué)和電學(xué)知識解決電磁感應(yīng)類的問題，復(fù)習(xí)時應(yīng)予以高度關(guān)注1.電磁感應(yīng)的圖象問題圖象圖象類型類型(1)隨時間變化的圖象，如隨時間變化的圖象，如Bt圖象、圖象、t圖象、圖象、Et圖象、圖象、Ft圖象和圖象和it圖象圖象(2)隨位移隨位移x變化的圖象，如變化的圖象，如Ex圖象和圖象和ix圖象圖象問題問題類型類型(1)由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出圖象由給定的電磁感應(yīng)過程判斷或畫出圖象(2)由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物由給定的有關(guān)圖象分析電磁感應(yīng)過程，求解相應(yīng)的物理量理量應(yīng)用應(yīng)用知識知識左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉第電磁左手定則、安培定則、右手定則、楞次定律、法拉

7、第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、函數(shù)圖象等感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律、函數(shù)圖象等 典例1 如圖(a)，線圈ab、cd繞在同一軟鐵芯上，在ab線圈中通以變化的電流，用示波器測得線圈cd間電壓如圖(b)所示已知線圈內(nèi)部的磁場與流經(jīng)線圈的電流成正比，則下列描述線圈ab中電流隨時間變化關(guān)系的圖中可能正確的是() 第二步：審問題明確目標(biāo) 要產(chǎn)生圖(b)中Ucd與t的關(guān)系圖線需穿過cd的磁通量分段均勻變化需ab中電流分段均勻變化得C項(xiàng)正確 1解決電磁感應(yīng)圖象問題的“三點(diǎn)關(guān)注”： (1)關(guān)注初始時刻，如初始時刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向(2)關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程分為幾個

8、階段，這幾個關(guān)注變化過程，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)階段是否和圖象變化相對應(yīng)(3)關(guān)注大小、方向的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的曲、關(guān)注大小、方向的變化趨勢，看圖象斜率的大小、圖象的曲、直是否和物理過程對應(yīng)直是否和物理過程對應(yīng) 2解決電磁感應(yīng)圖象問題的一般步驟： (1)明確圖象的種類，即是B-t圖還是-t圖，或者E-t圖、I-t圖等 (2)分析電磁感應(yīng)的具體過程 (3)用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系 (4)結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式 (5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化，截距等 (6)畫圖象

9、或判斷圖象 1如圖乙所示的四個選項(xiàng)中，虛線上方空間都存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場A、B中的導(dǎo)線框?yàn)檎叫?，C、D中的導(dǎo)線框?yàn)橹苯巧刃胃鲗?dǎo)線框均繞垂直紙面的軸O在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向如箭頭所示，轉(zhuǎn)動周期均為T.從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點(diǎn)指向O點(diǎn)的方向?yàn)楦袘?yīng)電流i的正方向則在如圖乙所示的四個情景中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律如圖甲所示的是()乙乙 甲甲答案：答案：C 解析：線框速度vat，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間均勻增大，感應(yīng)電流均勻增大，A錯誤；安培力隨時間均勻增大，外力F隨時間變化關(guān)系是一次函數(shù)，但不是成正比，功率PEI隨時間變化關(guān)系是二次函數(shù)，其圖象是拋物線

10、，所以C正確、B錯誤；通過導(dǎo)體橫截面的電荷量qIt，隨時間變化關(guān)系是二次函數(shù)，其圖象是拋物線，選項(xiàng)D錯誤 答案：C2.電磁感應(yīng)電路和動力學(xué)問題 應(yīng)用動力學(xué)觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象問題的思路和方法應(yīng)用動力學(xué)觀點(diǎn)解決電磁感應(yīng)現(xiàn)象問題的思路和方法1思路：明確電源，畫出等效電路，判斷電流方向或電勢高思路：明確電源，畫出等效電路，判斷電流方向或電勢高低低2受力分析和運(yùn)動過程分析：導(dǎo)體棒和磁場中切割磁感線運(yùn)動受力分析和運(yùn)動過程分析：導(dǎo)體棒和磁場中切割磁感線運(yùn)動時，動力學(xué)特征是時，動力學(xué)特征是 3牛頓第二定律：通過分析導(dǎo)體棒的受力情況和運(yùn)動情況，建立力和運(yùn)動量之間的聯(lián)系，計算穩(wěn)定態(tài)的物理量或者對運(yùn)動過程進(jìn)行動態(tài)

11、分析 典例2如圖所示，在水平桌面上放置兩條相距為l的平行光滑導(dǎo)軌ab與cd，阻值為R的電阻與導(dǎo)軌的a、c端相連質(zhì)量為m、電阻也為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置并可沿導(dǎo)軌自由滑動整個裝置放于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.導(dǎo)體棒的中點(diǎn)系一個不可伸長的輕繩，繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后，與一個質(zhì)量也為m的物塊相連，繩處于拉直狀態(tài)現(xiàn)若從靜止開始釋放物塊，用h表示物塊下落的高度(物塊不會觸地)，g表示重力加速度，其他電阻不計，則() 1電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題應(yīng)抓住的“兩個對象”： 2電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題的解題策略： 此類問題中力現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象相互聯(lián)系、相互制約，解決問題前首先要建立“

12、動電動”的思維順序，可概括為： (1)找準(zhǔn)主動運(yùn)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 (2)根據(jù)等效電路圖，求解回路中電流的大小及方向 (3)分析安培力對導(dǎo)體棒運(yùn)動速度、加速度的影響，從而推理得出對電路中的電流有什么影響，最后定性分析導(dǎo)體棒的最終運(yùn)動情況 (4)列牛頓第二定律或平衡方程求解 (1)試判斷金屬桿ab在勻強(qiáng)磁場中做何種運(yùn)動請寫出推理過程 (2)求電阻R的阻值 (3)求金屬桿ab自靜止開始下滑通過位移x1 m所需的時間t.3.電磁感應(yīng)中的能量問題1解決電磁感應(yīng)綜合問題的一般思路解決電磁感應(yīng)綜合問題的一般思路(1)先作先作“源源”的分析的分析分析電路中由電磁感

13、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；(2)再進(jìn)行再進(jìn)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)系，求分析電路結(jié)構(gòu)，弄清串并聯(lián)關(guān)系，求出相關(guān)部分的電流大小，以便安培力的求解；出相關(guān)部分的電流大小，以便安培力的求解；(3)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(通常是金屬桿、導(dǎo)體、通常是金屬桿、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； (4)接著進(jìn)行“運(yùn)動”狀態(tài)的分析根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系，判斷出正確的運(yùn)動模型； (5)最后是“能量”的分析尋找電磁感應(yīng)過程和研究對象的運(yùn)動過程中其

14、能量轉(zhuǎn)化的守恒的關(guān)系 2求解焦耳熱Q的幾種方法 典例3 如圖所示，一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距l(xiāng)0.5 m，左端接有阻值R0.3 的電阻一質(zhì)量m0.1 kg，電阻r0.1 的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a2 m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動，當(dāng)棒的位移x9 m時撤去外力，棒繼續(xù)運(yùn)動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1 Q22 1.導(dǎo)軌足夠長且電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸求： (1)棒在勻加速運(yùn)動過程中，通過電阻R的電荷量q；

15、 (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2； (3)外力做的功WF. 2三種求解電能的思路利用克服安培力做的功利用克服安培力做的功求解求解電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功所做的功利用能量守恒求解利用能量守恒求解其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能其他形式的能的減少量等于產(chǎn)生的電能利用電路特征來求解利用電路特征來求解通過電路中所產(chǎn)生的電能來計算通過電路中所產(chǎn)生的電能來計算 (1)電阻R消耗的功率； (2)水平外力的大小 (1)該圈肌肉組織的電阻R； (2)該圈肌肉組織中的感應(yīng)電動勢E； (3)0.3 s內(nèi)該圈肌肉組織中產(chǎn)生的熱量Q.電磁感應(yīng)與電路的綜合應(yīng)用

16、電磁感應(yīng)與電路的綜合應(yīng)用易誤警示易誤警示電磁感應(yīng)與電路綜合問題，通常的情境是切割磁感線的導(dǎo)體或磁電磁感應(yīng)與電路綜合問題，通常的情境是切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電通量發(fā)生變化的回路產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源本題型往往涉及楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、閉源本題型往往涉及楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、右手定則、閉合電路或部分電路的歐姆定律、串并聯(lián)知識、電功率的計算公式等，合電路或部分電路的歐姆定律、串并聯(lián)知識、電功率的計算公式等，電路的分析計算是考查的重點(diǎn)本題型內(nèi)容的知識綜合性較強(qiáng)，涉及電路的分析計算是考查的重點(diǎn)本題型內(nèi)容的知識

17、綜合性較強(qiáng)，涉及物理的主干知識多，是近幾年高考命題的熱點(diǎn)之一物理的主干知識多，是近幾年高考命題的熱點(diǎn)之一 (1)線框ab邊將離開磁場時做勻速運(yùn)動的速度大小是cd邊剛進(jìn)入磁場時的幾倍； (2)磁場上下邊界間的距離H. 常見誤區(qū)易錯角度易錯角度錯因剖析錯因剖析錯誤的利用自由落體運(yùn)錯誤的利用自由落體運(yùn)動規(guī)律求速度動規(guī)律求速度對題意理解不透徹，不能正解設(shè)出對題意理解不透徹，不能正解設(shè)出題目的未知量，不能利用平衡條件題目的未知量，不能利用平衡條件列出方程來表示出速度的表達(dá)式列出方程來表示出速度的表達(dá)式錯誤的認(rèn)為磁場的寬度錯誤的認(rèn)為磁場的寬度等于線框的高度等于線框的高度2l對線框下落過程中產(chǎn)生的熱量為對線

18、框下落過程中產(chǎn)生的熱量為Q理理解不透，不能利用能量守恒定律到解不透，不能利用能量守恒定律到方程來求方程來求H 防范措施 (1)認(rèn)真審題，弄清題目給出的情境和運(yùn)動過程的關(guān)鍵點(diǎn) (2)明確等效電源，畫出等效電路，進(jìn)行電路分析并列式(3)確定研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖確定研究對象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖(4)寫出安培力的表達(dá)式，抓住關(guān)鍵狀態(tài)列出表達(dá)式寫出安培力的表達(dá)式，抓住關(guān)鍵狀態(tài)列出表達(dá)式(5)確定研究過程，明確能量的轉(zhuǎn)化過程，列出能量守恒方程確定研究過程，明確能量的轉(zhuǎn)化過程，列出能量守恒方程 (1)金屬棒MN在導(dǎo)軌上運(yùn)動時感應(yīng)電流的最大值； (2)外力F的最大值； (3)金屬棒MN滑塊導(dǎo)軌OC段，整個回路產(chǎn)生的熱量