2016届高考物理二轮复习 专题整合突破四 电路和电磁感应 第11讲 电磁感应规律及应用课件

电磁感应与电路的综合应用般以选择题或计算题出现，涉及楞次定律法拉第电磁感应定律右手定则闭合电路或部分电路的欧姆定律，串并联电路知识，电功电功率的计算等知识。

答案解析由于灯泡亮度始终不变，棒在时刻进入磁场以后，做匀速直线运动，受力平衡，受力如右图列平衡方程安安联立得切割磁感线，相当于电源，等效电路如右图由电路的并联关系得灯所以灯灯由法拉第电磁感应定律可知并并代入得灯泡亮度始终不变，在进入之间的等效电路如图并灯并进入磁场前做匀加速直线运动，由法拉第电磁感应定律可知其中，联立得从到做匀速直线运动整个过程小灯泡的热量灯拓展提升解决电磁感应与电路问题的方法和步骤解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。

画等效电路图。

运用全电路欧姆定律串并联电路性质电功率等公式联立求解。

解决电磁感应中电路问题的基本步骤“源”的分析用法拉第电磁感应定律算出的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向感应电流方向是电源内部电流的方向，从而确定电源正负极，明确内阻。

“路”的分析根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路。

根据或，结合闭合电路欧姆定律串并联电路知识和电功率焦耳定律等关系式联立求解。

类题演练衡水调多选如图所示，边长为不可形变的正方形导线框电阻不计内有半径为的圆形磁场区域。

其磁感应强度随时间的变化关系为常量。

回路中滑动变阻器的最大阻值为，滑动片位于滑动变阻器中央。

定值电阻，闭合开关，电压表的示数为，不考虑虚线右侧导体的感应电动势。

则两端的电压为电容器的极板带正电滑动变阻器的热功率为电阻的倍正方形导线框中的感应电动势为解析由法拉第电磁感应定律可知，因此选项是错误的。

由于导线框不计电阻，所以路端电压等于电动势，外电路是与并联，再与和另外串联，由闭合电路欧姆定律可知并，的电压与并联电压相等并，所以选项是正确的。

由于滑片在滑动变阻器的中央，与阻值相等，因此过的电流为，过滑动变阻器的右端的电流也为，所以，而滑动变阻器，滑动变阻器，因此选项是正确的。

由楞次定律可知，在正方形线框内产生逆时针的感应电流，因此可知板电势高，带正电，电势低，带负电，所以选项是错误的。

安徽高考如图所示，为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。

已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。

则电路中感应电动势的大小为电路中感应电流的大小为金属杆所受安培力的大小为金属杆的热功率为解析切割磁感线的有效长度为，电动势为，选项错误。

根据题意，回路电阻，由欧姆定律有，选项正确。

安培力，选项错误。

金属杆的热功率为，选项错误。

电磁感应与力学的综合问题电磁感应中的动力学问题是高考中的热点，考查形式既有选择题，又有计算题，主要与牛顿第二定律运动学知识结合的动态分析，还有电磁感应中纯力学问题，涉及受力动能定理功能关系等问题。

解析切割磁感线产生感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律得，故错误。

对于棒根据牛顿第二定律得，又联立解得故正确。

对于棒根据感应电量公式总得，则得，故正确。

设导体棒在水平恒力撤去后产生的焦耳热为，由于的电阻与相同，两者串联，则产生的焦耳热也为。

根据能量守恒得，又，解得，故正确。

若棒在外力作用下以恒定的加速度做初速度为零的匀加速直线运动，则棒经多对地面的压力为零答案解析感生电动势为由闭合电路欧姆定律得时刻的磁感应强度为杆受力平衡联立得时间为。

电磁感应与能量的综合问题般以计算题为主，常涉及电磁感应与电路的串并联动能定理能量守恒等知识的综合应用，考查学生分析问题解决问题的能力。

答案解析设磁场的磁感应强度大小为，边刚进入磁场时，线框做匀速运动的速度为，边上的感应电动势为，由法拉第电磁感应定律，有设线框总电阻为，此时线框中电流为，由闭合电路欧姆定律，有设此时线框所受安培力为，有由于线框做匀速运动，其受力平衡，有由式得设边离开磁场之前，线框做匀速运动的速度为，同理可得由式得线框自释放直到边进入磁场前，由机械能守恒定律，有线框完全穿过磁场的过程中，由能量守恒定律，有由式得⑩拓展提升电磁感应与能量问题的解题方法解答能量问题的基本方法安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，用框图表示如下电能安安其他形式的能明确功能关系，确定有哪些形式的能量发生了转化。

如有摩擦力做功，必有内能产生有重力做功，重力势能必然发生变化安培力做负功，必然有其他形式的能转化为电能根据不同物理情景选择动能定理能量守恒定律或功能关系，列方程求解问题。

求解焦耳热的三个途径感应电路为纯电阻电路时产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即克安，般用于电流变化的电路感应电路中电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功，即，般用于电流恒定的电路感应电路中产生的焦耳热可通过能量守恒定律列方程求解。

类题演练湖南十三校联考多选如图所示，虚线框内为种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块和质量为的缓冲车厢。

在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨。

缓冲车的底部，安装电磁铁图中未画出，能产生垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。

导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为，匝数为，边长为，假设缓冲车以速度与障碍物碰撞后，滑块立即停下，而缓冲车厢继续向前移动距离后速度为零。

已知缓冲车厢与障碍物和线圈的边均没有接触，不计切摩擦阻力。

在这个缓冲过程中，下列说法正确的是线圈中的感应电流沿逆时针方向俯视，最大感应电流为线圈对电磁铁的作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲此过程中，线圈产生的焦耳热为此过程中，通过线圈的电荷量为解析缓冲滑块被障碍物挡住后立即停下，在缓冲车厢向前移动过程中线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，产生逆时针方向的电流，线圈受安培力的作用，它的反作用力使缓冲车厢减速，因此开始时的速度最大，感应电流也最大，由法拉第电磁感应定律可知，因此选项错误，选项正确。

缓冲车厢与线圈组成的系统总能量守恒热，因此选项正确。

在此过程中通过的电荷量，所以选项是错误的。

辽宁五校联考如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的端系质量为的重物，另端系质量为电阻为的金属杆。

在竖直平面内有间距为的足够长的平行金属导轨，在之间连接有阻值为的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端处，将重物由静止释放，当重物下降时恰好达到稳定速度而匀速下降。

运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好。

忽略所有摩擦，重力加速度为求电阻中的感应电流方向重物匀速下降的速度答案解析电阻中的感应电流方向为答案解析对系统由平衡关系得，又，解得重物从释放到下降的过程中，电阻中产生的焦耳热答案解析设电路中产生的总焦耳热为，则由能量守恒关系得减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热，即所以电阻中产生的焦耳热为若将重物下降时的时刻记作，速度记为，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化写出与的关系式。

答案解析金属杆中恰好不产生感应电流，即磁通量不变，式中，又，解得。

归纳建模规范答题电磁感应中“杆导轨”模型典例四川高考分如图所示，金属导轨和，与平行且间距为，所在平面与水平面夹角为，连线与垂直，间接有阻值为的电阻光滑直导轨和在同水平面内，与的夹角都为锐角。

均匀金属棒和质量均为，长均为，棒初始位置在水平导轨上与重合棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为较小，由导轨上的小立柱和阻挡而静止。

空间有方向竖直的匀强磁场图中未画出。

两金属棒与导轨保持良好接触。

不计所有导轨和棒的电阻，棒的阻值为，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为。

若磁感应强度大小为，给棒个垂直于水平向右的速度，在水平导轨上沿运动方向滑行段距离后停止，棒始终静止，求此过程棒上产生的热量解析设棒的初动能为，棒和电阻在此过程产生的热量分别为和，有分且分由题有分得分在问过程中，棒滑行距离为，求通过棒横截面的电荷量解析设在题设过程中，棒滑行时间为，扫过的导轨间的面积为，通过的磁通量为，棒产生的电动势平均值为，棒中的平均电流为，通过棒横截面的电荷量为，则分且分分又有分由图所示分联立，解得⑩分若棒以垂直于的速度在水平导轨上向右匀速运动，并在位置时取走小立柱和，且运动过程中棒始终静止。

求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下棒运动的最大距离。

解析棒滑行距离为时，棒在导轨间的棒长⑪此时，棒产生的电动势⑫分流过棒的电流⑬棒所受安培力⑭分联立⑪⑭，解得⑮分由⑮式可得，在和为最大值时有最大值。

由题知，棒所受安培力方向必水平向左，棒所受安培力方向必水平向右，使为最大值的受力分析如图所示，图中为最大静摩擦力，有⑯分联立⑮⑯，得⑰分⑰式就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下。

分由⑮式可知，为时，随增大而减小，为最大时，为最小值，如图可知⑱分联立⑮⑰⑱，得⑲分棒由动到静能量如何转化通过棒的电荷量如何求解何时磁感应强度最大何时棒运动距离最大提示的动能转化为的内能。

提示其中电流用平均值。

提示棒受安培力向右静摩擦力沿导轨向下时，磁感应强度最大。

棒所受安培力最小时，棒运动距离最大。

第讲电磁感应规律及应用网络构建高考概况考什么楞次定律的理解及应用，感应电动势的计算方法对自感现象的理解，电磁感应定律的综合应用。

怎么考结合电磁感应的图象，综合考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的中高难度的选择题以“杆轨”模型为载体，结合运动学动力学功能关系等知识的电磁感应综合题，以中高难度的选择题或计算题为主。

怎么办重视对基本规律的理解及应用，如楞次定律，要深刻理解其含义法拉第电磁感应定律公式的适用范围及公式中每个字母具体的含义及注意事项能熟练运用楞次定律解释些电磁感应现象掌握计算感应电动势的公式，能综合分析与电磁感应有关的电路问题力学问题和能量转化问题。

基础细说规律小结楞次定律中“阻碍”的表现阻碍磁通量的变化增反减同。

阻碍物体间的来拒去留。

阻碍的变化自感现象。

感应电动势的计算法拉第电磁感应定律，常用于计算电动势。

若变，而不变，则若变，而不变，则。

相对运动原电流平均导体棒垂直切割磁感线，主要用于求电动势的值。

与三者必须，为，为。

如图所示，导体棒围绕棒的端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线，产生的电动势。

瞬时两两垂直有效长度有效速度感应电荷量的计算回路中发生磁通量变化时，在时间内迁移的电荷量感应电荷量为。

可见，仅由回路电阻和的变化量决定，与发生磁通量变化的时间无关。

电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时，可用