物理（新课标）总复习第一轮复习教师用书：第十章突破全国卷 .docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

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3。5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L＝0.4m,每边电阻相同，总电阻R＝0.16Ω.一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮,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L＝0。4m，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小B＝1.0T，磁场的下边界与线框的上边eb相距h＝1.6m．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v＝4。0m/s的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度g＝10m/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WF＝3。6J，求eb边上产生的焦耳Qeb为多少？

［解析](1）线框eb边以v＝4.0m/s的速度进入磁场并匀速运动，产生的感应电动势为E＝BLv＝1.6V(1分）

e、b两点间的电势差Ueb＝eq\f（3，4)E＝1。2V．（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＝eq\f(E，R),解得F安＝4N

克服安培力做功W安＝F安×2L＝3.2J．(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＝（M－m)g（1分)

而I＝eq\f(E，R）

F安＝BLI＝4N（1分）

线框进入磁场前，向上运动的加速度为

a＝eq\f(v2,2h）＝5m/s2(1分)

又(M－m）g＝(M＋m）a(1分）

联立解得M＝0.6kg，m＝0。2kg(1分）

对系统，根据动能定理有(M－m）g×2L－W安＝ΔEk＝0

而Q＝W安

故该过程中产生的焦耳热Q＝(M－m)g×2L＝3。2J．(1分)

(3)法一：设线框出磁场区域的速度大小为v1，则

veq\o\al(2，1)－v2＝2a′·2L，a′＝a＝eq\f（（M－m）g，M＋m)(1分)

整理得eq\f（1,2）（M＋m)（veq\o\al（2,1）－v2)＝(M－m）g·2L(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

WF－W′安＋（M－m）g·2L＝eq\f(1,2）(M＋m)(veq\o\al(2,1）－v2)(1分)

联立得WF－W′安＝0(1分)

而W′安＝Q′

故Q′＝3.6J

又Q＝I2rt∝r（1分）

故eb边上产生的焦耳热Qeb＝eq\f（1，4）Q′＝0。9J．（1分）

法二：因为线框在磁场中运动的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WF＝Q′，又Q＝I2rt∝r，（3分）

故eb边上产生的焦耳热Qeb＝eq\f（1,4）Q′＝0。9J．(3分)

［答案］(1）1.2V（2)3.2J(3)0.9J

eq\a\vs4\al(）

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c

B．物块下落的最大加速度为g

C．若h足够大，物块下落的最大速度为eq\