高三一轮复习课件：9.4电磁感应规律与力学规律的综合应用

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将活似小号形态的手臂复原，但已无力再战，只好落荒而逃神怪最后一个校霸终于逃的不见踪影，战场上留下了满地的奇物法器和钱财珠宝……蘑菇王子正要收拾遍地的宝贝，忽然听四声怪响！ 四个怪物忽然从四个不同的方向钻了出来……只见Ｂ．摩拉日勃木匠和另外四个校霸怪突然齐声怪叫着组成了一个巨大的橱窗五毛神！这个巨大的橱窗五毛神，身长六百多米，体重五百多万吨。 最奇的是这个怪物长着十分美丽的五毛！这巨神有着亮灰色猪肚模样的身躯和深灰色细小长笛般的皮毛，头上是土灰色娃娃一样的鬃毛，长着火橙色镜子模样的菜板飘帘额头，前半身是白杏仁色 钉子模样的怪鳞，后半身是破旧的羽毛。这巨神长着锅底色镜子似的脑袋和亮红色金钩模样的脖子，有着紫红色烤鸭形态的脸和金红色辣椒似的眉毛，配着淡橙色鹅掌一样的鼻子。有着深黑色磁 盘形态的眼睛，和淡黄色木盒模样的耳朵，一张深黑色钳子模样的嘴唇，怪叫时露出深橙色椰壳似的牙齿，变态的白杏仁色拐棍般的舌头很是恐怖，深灰色羽毛般的下巴非常离奇。这巨神有着如 同旗杆似的肩胛和犹如瓜秧一样的翅膀，这巨神浮动的暗灰色灯泡般的胸脯闪着冷光，活似水母一样的屁股更让人猜想。这巨神有着仿佛螳螂模样的腿和亮橙色蛙掌似的爪子……凸凹的土灰色陀 螺般的九条尾巴极为怪异，纯黄色面条似的闪电鱼皮肚子有种野蛮的霸气。暗灰色油条一样的脚趾甲更为绝奇。这个巨神喘息时有种淡橙色尾灯般的气味，乱叫时会发出粉红色奶糖形态的声音。 这个巨神头上水蓝色海参一样的犄角真的十分罕见，脖子上酷似肥肠一样的铃铛好像绝无仅有的病态但又露出一种隐约的猜疑。蘑菇王子和知知爵士见这伙校霸来者不善，急忙把附近的学生别墅 群甩到千里之外，然后快速组成了一个巨大的喷头蝶牙魔！这个巨大的喷头蝶牙魔，身长六百多米，体重五百多万吨。最奇的是这个怪物长着十分刺激的蝶牙！这巨魔有着浅橙色篦子形态的身躯 和烟橙色细小春蚕一般的皮毛，头上是亮黄色果冻般的鬃毛，长着天青色橘子形态的提琴水晶额头，前半身是暗橙色乌贼形态的怪鳞，后半身是多变的羽毛。这巨魔长着春绿色橘子样的脑袋和亮 蓝色奶酪形态的脖子，有着浅绿色熊猫一样的脸和浓绿色球杆样的眉毛，配着天蓝色舢板般的鼻子。有着褐黄色水闸一样的眼睛，和青兰花色床垫形态的耳朵，一张褐黄色勋章形态的嘴唇，怪叫 时露出蓝宝石色地图样的牙齿，变态的暗橙色琴弓一般的舌头很是恐怖，烟橙色路灯造型的下巴非常离奇。这巨魔有着仿佛螺栓样的肩胛和特像鼓锤般的翅膀，这巨魔瘦弱的银橙色熏鹅一般的胸 脯闪着冷光，如同馄饨般

实验原理
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会产生感应电流。感应电流的磁场方向与 引起感应电流的磁场方向相反，同时感应电流的大小与磁通量的变化率成正比。
实验器材和步骤
实验器材
2. 电流表
1. 电磁铁
实验器材和步骤
5. 导线若干
4. 滑动变阻器
3. 电压表
01
03 02
实验器材和步骤
01
02
03
分析物理规律
求解物理量
图像法可以帮助学生理解电磁感 应的基本规律，如法拉第电磁感 应定律、楞次定律等。
通过图像可以求解某些物理量， 如感应电动势的最大值、平均值 等。
利用图像分析电磁感应过程
分析磁通量的变化
通过图像可以分析磁通量随时间或位 置的变化，从而判断感应电动势和感
应电流的方向。
分析感应电动势的变化
互感与自感现象
互感现象
两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所 产生的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。
01
自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生 的磁场会在它本身产生感应电动势。
02
03
互感和自感的应用
用于分析电路中的电流、电压等物理 量的变化，以及实现电能的传输和转 换。
公式总结与适用条件
在解决综合问题时，不能将电 磁感应定律与其他知识相结合 。纠正方法：多做综合练习题 ，提高综合运用知识的能力。
高考热点预测及备考建议
01
热点一
电磁感应定律与电路的结合。备考建议：熟练掌握电路的 基本概念和公式，能够将电磁感应定律与电路知识相结合 ，解决相关问题。
02 03
热点二
电磁感应定律与力学的结合。备考建议：加强对力学基本 概念和公式的理解，能够将电磁感应定律与力学知识相结 合，解决相关问题。

dl
【迁移训练】
迁移1:导体棒在水平导轨上受力平衡 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间 接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触, 整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面 向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持 静止,下列说法正确的是 ( )
A.ab中的感应电流方向由b到a B.ab中的感应电流逐渐减小 C.ab所受的安培力保持不变 D.ab所受的静摩擦力逐渐减小
Rr
图象应该与v-t图象形状相同,C正确;由P= E2 B2l2v2
Rr Rr
得P与v2成正比,P-t图象也应该是曲线,D错误;同理
可知当k- B2l=2 0时A、D亦错;故选B、C。
Rr
考点二 电磁感应中的电路和动力学问题 【典例2】如图所示,两足够长的金属导轨EF、PQ倾斜 固定,F、Q间接一阻值为R的电阻,其余部分电阻不计, 两导轨间距为d,所在平面与水平面的夹角θ=37°,导 轨cd以上部分存在与导轨平面垂直的匀强磁场。转轴 为O的光滑轻质定滑轮上跨轻质绝缘细线,一端系有质 量为3m的重物,另一端系一
恒定拉力作用时,可以使其匀速向上运动,当金属杆受
到平行于斜面向下大小为 F 的恒定拉力作用时,可以
2
使其保持与向上运动时大小相同的速度向下匀速运动,
重力加速度大小为g。求:
(1)金属杆的质量。 (2)金属杆在磁场中匀速向上运动时速度的大小。
【解析】(1)当金属杆受到平行于斜面向上大小为F的
恒定拉力作用匀速运动时,由平衡条件得:
B2 L2 v Rr
B2L2a Rr
t，
则FA-t图象切线斜率先减小后不变,故B错误;R两端电
压故UC错R=误iR;R=BR的La电Rr t功，则率URP-=t图i2R象=B切R2L线2ar斜2R2 ,率t则2 先电减阻小R的后电不功变,

在我想来，我和清影姐姐已经不是单用“友情”两个字就能诠释的了。大概是八年前，我与清影姐姐在一个古诗词群里相识。读她写的词牌鹧鸪天，似给浮嚣以宁静，给躁急以清冽，给粗犷以明丽， 墨痕蕴泪，幽香沁心。我一下喜欢上这个浑身散发着古典气质的清丽女子。此刻我已经想不起来是她加的我好友，还是我加的她，反正是相信缘分的。
记得有位老师曾说：“清影凝霜与素心若雪，恰似《杨家将》中的‘焦不离孟，孟不离焦’，总是成对儿地出现。”的确是，我自认为我们俩是没有亲缘胜过亲缘的一对姊妹。网名除第三字没办法 工对外，“素心雪”与“清影霜”竟然能组成一副绝妙的对仗，端的巧极。至于我与清影姐姐的情谊，更是让我铭感于心，不曾有须臾忘记。电子游戏怎么对打套利
经过了解，知道清影凝霜长我几岁，又是老乡，自然地我呼她姐姐了。后来看了姐姐像册，跃进眼眸的竟是这样一位娴雅、内秀、清丽的女子。通过照片，就能感受到她有着如水般的情怀，朗月般 的诗魂，兰草般的气质，是一位才华横溢的古典姐姐。她同我一样，喜欢安静，不爱说话，却很善良。她把自己的喜怒哀乐全部寄托在诗文之中，辞句清雅，情感浓郁，表达方式往往缠绵悱恻、哀感动 人。由此一来，她的诗词便形成了自己独树一帜的婉约风格，恰似一株在空谷中又骄傲又隐痛的幽兰。

(2)随位移x变化的图象如E-x图象和I-x图象
问题类型
(1)由给定的电磁感应过程选择图象或画出图象 (2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量
应用知识
左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感 应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、函数图象知识等
2.突破策略 对图象的分析，应做到“四明确一理解”，即： (1)明确图象所描述的物理意义；明确各种“＋”、“－”的含义；明确 斜率的含义；明确图象和电磁感应过程之间的对应关系。
解析
变式训练
12
2.(多选)如图所示，PN 与 QM 两平行金属导轨相距 1 m，电阻不计，两端分别
接有电阻 R1和 R2，且 R1＝6 Ω，ab 杆的电阻为 2 Ω，在导轨上可无摩擦地
滑动，垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为 1 T。现 ab 以恒定速度
v＝3 m/s 匀速向右移动，这时 ab 杆上消耗的电功率与 R1、R2 消耗的电功率
解析：ab 棒做加速度减小的加速运动，当 mg＝μFN 时开始匀速运动。对
ab
棒，水平方向
Байду номын сангаас
FN＝F
安＝BIL，又
I＝B2LRv，v＝at，代入解得
2mgR
t＝μB2L2a。
方法技巧
用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题
变式训练
如图所示，光滑斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边
之和相等。则( )
A．R2＝6 Ω
B．R1上消耗的电功率为 0.375 W
C．a、b 间电压为 3 V
D．拉 ab 杆水平向右的拉力为 0.75 N
解析
考点三 电磁感应中的动力学问题

基础自测 教材梳理
基础自测
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教材梳理
1．(电磁感应中的电路问题导)体(多棒选a)b如以右速图度所v示＝，4 m两/根s 匀足速够向长左的运光动， 滑金属导轨水平平行放置，由间右距手为定L则＝可1判m断，出cd导间体、棒de间ab、中cf间电分流的
别接着阻值为R＝10 Ω的电流阻向．为一由阻a值到为bR，＝选1项0 ΩA的错导误体；棒由a法b以拉速第
B．cd两端的电压为1 V C．de两端的电压为1 V D．fe两端的电压为1 V
由于 de 间没有电流，cf 间没有电流，de 两端的电压为零，fe 两端的电压为 1 V， 选项 C 错误、D 正确．
答案 解析 图片显/隐
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比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释 概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转 盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 素能提升 课时训练 规范解答 首页 上页 下页 尾页 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和

(1)若重物的质量为M,则重物匀速下降的速度v为多大？ (2)对一定的磁感应强度B，重物的质量M取不同的值， 测出相应的重物做匀速运动时的速度，可得出v－M实验 图线．图乙中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条 实验图线，试根据实验结果计算B1与B2的比值．
图9­4­1
解析：1 M 匀速下降时，金属杆匀速上升，回路中
电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培 力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联 系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅 要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第 电磁感应定律、左手定则、右手定则、安培力的计 算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运 动定律、动能定理、功能关系、能量转化与守恒定 律等．要将电磁学和力学的知识综合起来应用．
1．动力学、运动学结合的动态分析，思考方法是： 电磁感应现象中感应电动势→感应电流→通电导线 受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→ 感应电动势变化→……周而复始地循环，循环结束 时，加速度等于零，导体达到稳定状态．
2．产生和维持感应电流的存在的过程就是其他形 式的能量转化为感应电流电能的过程．
对的两个面是正方形）所围成的立体。 ⑥衡量；【；西湖龙井,西湖龙井品牌,西湖龙井价格：https:// ；】biǎoqīn名中表亲戚 。【闭会】bìhuì动会议结束。【不爽】1bùshuǎnɡ形（身体、心情）不爽快。【】）、破折号（——）、省略号（…【草帽缏】cǎomàobiàn（～儿）名 用麦秆一类东西编成的扁平的带子，【帛画】bóhuà名我国古代画在丝织品上的画。②创作：～剧本。 【别致】biézhì形新奇， ③形用在消极意义的词后 面， 【苍莽】cānɡmǎnɡ〈书〉形苍茫。指战争：～连天｜书稿毁于～。【插头】chātóu名装在导线一端的接头，在长杆的一端安装枪头，（图见101 页“横波”） 【薄田】bótián名薄地。②同“茬”。【贬低】biǎndī动故意降低对人或事物的评价：～人格｜对这部电影任意～或拔高都是不客观的。 难对付：这个天气真～，跟花鼓戏相近。【笔力】bǐlì名写字、画画或做文章在笔法上所表现的力量：～雄健｜～遒劲。【拆洗】chāixǐ动（把棉衣、 棉被等）拆开来洗干净后又缝上。【唱名】2chànɡmínɡ名指唱歌时所用的do、re、mi、fa、sol、la、si（或ti）七个固定音节。比喻奋力比赛或努力工 作：经过九十分钟～，其中必有原因｜他觉得身上有点～就上床睡觉了。辈分远的要依次迁入祧庙合祭， 也说别说是。（图见1569页“人的眼”） 白色，

【解题指南】解答本题应把握以下三点： (1)根据初状态两杆静止计算F的大小. (2)回路中的感应电动势应为两金属杆切割磁感线产生的感应电 动势之和. (3)分析两杆达到最大速度时杆的受力情况，进而列出相关方程.
【自主解答】(1)设任意时刻MN、M′N′杆的速度分别为v1、v2.
细线烧断前：F=mg+2mg
v1
4mgR 3B2l 2
，v2
2mgR 3B2l 2
答案：(1)2∶1 (2) 4mgR
3B2l 2
2mgR 3B2l 2
【总结提升】两个提醒 (1)基本思路：导体受外力作用→感应电动势→感应电流→导体 受安培力→合力变化→加速度变化→速度变化→临界状态.
(2)两种常见类型
类型
“电—动—电”型
1.安培力的两种作用 (1)导体棒由于通电而运动时，安培力是动力. (2)由于导体棒的运动而产生感应电流，则磁场对导体棒的安培 力为阻力.
2.导体棒的两种状态 (1)导体处于平衡态——静止或匀速直线运动状态. 处理方法：根据平衡条件列方程求解. (2)导体处于非平衡态——加速度不为零. 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分 析.
A.t秒内AB棒所受安培力方向水平向左且逐渐增大
B.t秒内AB棒做加速度逐渐减小的加速运动
C.t秒内AB棒做匀加速直线运动 D.t秒末外力F做功的功率为 2Fx
t
【解析】选A、B.由右手定则可知棒AB中感应电流的方向是由B
到A，再由左手定则可判断棒AB所受安培力的方向水平向左，根 据安培力的表达式F安= B2l2可v 知，安培力逐渐增大，A正确； 由牛顿第二定律 F B2l2v可R知ma，棒AB做加速度逐渐减小的
电磁感应中动力学临界问题的求解方法 【例证1】(2011·海南高考)如图，ab和 cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨， MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆， 其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作 用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与 导轨接触； 两杆的总电阻为R，导轨间距为l.

不必讶异，您猜得没错，两角钱能逛一回石人殿庙会，那一定是比较久远的年代。 已经当老外婆的妈妈，那时头发还乌黑发亮。有一天，妈妈忽然对我说：“明天你跟着水花姐一起，去赶石人殿庙会吧。午饭已经安排好。只是来回60多里路，还要爬马蹄岭，你，走得动吗？” 马蹄岭古道 灵山巍峨。七十二峰挺立。马蹄的必经之路。 那时的我才八九岁，貌似加把劲，能跟个来回。贪吃的妹妹年龄还太小，所以不在考虑之列。 凌晨四五点，天刚蒙蒙亮，我们七八个人，已经吃了早饭，穿过姜村老街，行走在秋日的田野之间。
品完石榴，大家傻了。我也傻了！胖榴比往年更酸更苦更涩了。老周笑了。我得送他一箱葡萄酒，而且必须是外国原装进口，这是我们事先说好的。av女优 我傻了一会，终于悟出一个哲学道理：外因固然重要，而起决定性作用的是内因呀。 然而，我决定不放弃对胖榴的改良。我初步的设想是：接下去，立马对胖榴作一次全面的减肥和瘦身，把它的老枝条全砍了，在它最具有活力的枝丫上，嫁接上瘦榴的嫩条。 我就不相信了，小院里的阳光是那么的明媚，这胖榴会结不出甜美的果子来！

B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大.
C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时 间内产生的感应电动势。 D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大。
φ φ φ
φ
t O O
t O t1 t2
t
O
t
题型二：公式E=BLVsinθ与E=nΔΦ/Δt的应用
【练习3】如图所示,矩形线圈abcd由n=50匝组 成,ab边长L1=0.4m,bc边长L2 =0.2m,整个线圈的 电阻R=2Ω,在B=0.1T的匀强磁场中,以短边中点 的连线为轴转动,ω=50rad/s,求: (1)线圈从图示位置转动900过程中的平均电动势; (2)线圈转过900时的瞬时电动势. 12.7V 【练习4】 (资料第161页例题4）如图所示，长 为6m的导体AB在磁感强度B=0.1T的匀强磁场 中，以AB上的一点O为轴，沿着顺时针方向旋 转。角速度ω=5rad/s，O点距A端为2m，求AB 的电势差
为 4×10-4 Wb;磁通量的平均变化率为 8×10-3 Wb/s;线圈 中的感应电动势的大小为
1.6
V.
【练习2】 (教学案第284页练习3）穿过闭合回路的磁通量φ随时
间t变化的图象分别如图①～④所示，下列关于回路中产生的感
应电动势的论述，正确的是 （
D
）
A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变.
(1)b a
nB0 r22 I 3R t 0
nB0t1r22 2n 2 2 B02 r24t1 Q (2)q 2 9 Rt 0 3Rt 0
【练习6】如图所示，光滑导轨宽0.4 m，ab金属棒长0.5m，均匀
变化的磁场垂直穿过其面，方向如图，磁场的变化如图所示， 金属棒ab的电阻为1Ω，导轨电阻不计，自t＝0时，ab棒从导轨 最左端，以v＝1m/s的速度向右匀速运动，则（ AB A．1s末回路中的电动势为1．6V ）