备战2025年高考物理二轮复习课件（通用版）专题4电路与电磁感应第2讲电磁感应规律及综合应用

这是一份备战2025年高考物理二轮复习课件（通用版）专题4电路与电磁感应第2讲电磁感应规律及综合应用，共60页。PPT课件主要包含了通览知识明要点，研学考点提能力，答案C，答案A，答案ABD，突破热点聚素养，二双杆模型，答案ACD，学生答卷及批阅展示等内容，欢迎下载使用。
通览知识 明要点
研学考点 提能力
目 录 索 引
突破热点 聚素养
考点一　楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
命题角度1 感应电流方向的判定
例1 (2024江苏卷)如图所示,在绝缘的水平面上,有闭合的两个线圈a、b,线圈a处在匀强磁场中,现将线圈a从磁场中匀速拉出,线圈a、b中产生的感应电流方向分别是(　　)A.顺时针、顺时针B.顺时针、逆时针C.逆时针、顺时针D.逆时针、逆时针答案 A
解析 线圈a从磁场中匀速拉出的过程中,穿过线圈a的磁通量在减小,根据楞次定律可知线圈a中产生的感应电流方向为顺时针,由于线圈a从磁场中匀速拉出,则线圈a中产生的电流为恒定电流,线圈a靠近线圈b的过程中线圈b的磁通量在向外增大,可得线圈b中产生的感应电流方向为顺时针。故选A。
命题角度2 两类电动势的求解
则t=3 s时,柔软细金属丝所受安培力大小为(　　)
命题角度3 感应电荷量的两种求法
例3 (2024河北邯郸一模)2023年11月,我国首颗高精度地磁场探测卫星投入使用,该卫星将大幅提高我国空间磁场探测技术水平。地磁场的磁感线从地理南极出发,回到地理北极,磁感线分布如图甲所示。在地面上不太大范围内,地磁场都可以看成是匀强磁场。设在北京某处有一个半径为r、总电阻为R的单匝闭合线圈,初始状态线圈水平放置,线圈所在位置地磁场的磁感应强度大小为B,方向与线圈面成α(α0)。支架上方的导轨足够长,两边导轨单位长度的电阻均为r,支架下方导轨的总电阻为R。t=0时,对ab施加竖直向上的拉力,恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动,整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。不计空气阻力,两磁场互不影响。
(1)求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式,以及感应电动势的大小,并写出ab中电流的方向。(2)求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式。(3)求经过多长时间,对ab所施加的拉力达到最大值,并求此最大值。
解析 (1)通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式为Φ=BScdef=kL2t
由楞次定律可知ab中的电流从a流向b。
(2)根据左手定则可知ab受到的安培力方向垂直导轨平面向里,大小为F安=BIL其中B=kt
(3)由题知t=0时,对ab施加竖直向上的拉力,恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动,对ab受力分析,由牛顿第二定律有F-mg-μF安=ma
经典物理模型:电磁感应中的“杆+导轨”模型“杆+导轨”模型又分为“单杆”模型和“双杆”模型,导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜,杆的运动状态可分为匀速、匀变速、非匀变速运动等。(一)单杆模型
“杆+导轨”模型是高考的热点,考查的知识点多,题目的综合性强,物理情境变化空间大,也是复习中的难点。此类试题可以很好地考查力与运动的关系,一般会与动量定理、动量守恒定律、动能定理、焦耳定律、功能关系、能量守恒定律等联系在一起,进而考查学生综合分析问题的能力。
典例 (2023全国甲卷)如图所示,水平桌面上固定一光滑U形金属导轨,其平行部分的间距为l,导轨的最右端与桌面右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为3m的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行,不计空气阻力。求:
(1)金属棒P滑出导轨时的速度大小;(2)金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量;(3)与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间。
解析 (1)设Q、P碰撞后瞬间的速度分别是v1、v2,规定向右为正方向绝缘棒Q与金属棒P发生弹性碰撞由动量守恒定律得3mv0=3mv1+mv2由机械能守恒定律得
规律总结 “四步法”解决双杆切割问题
(多选)如图所示,两宽度不等的光滑平行金属导轨水平固定放置,窄轨间距为L,宽轨间距为2L。导体棒ab、cd分别垂直放置在两导轨上,质量均为m,导轨间的电阻均为R。导轨间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。
已知两导轨均足够长、电阻不计。使两导体棒均以大小为v0的初速度平行于导轨水平向右运动,导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,导体棒ab始终未滑离窄轨,在导体棒运动的过程中,下列说法正确的是(　　)
大题突破(四):电磁感应规律的综合应用
典例示范 (12分)如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨水平放置,间距为l,一端与阻值为R的电阻相连。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m的金属棒置于导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。t=0时金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,不计空气阻力,不计导轨及金属棒的电阻。求:(1)t=0时金属棒产生的感应电流I的大小;(2)t=0时金属棒的加速度大小a;(3)t=0之后的整个运动过程中通过金属棒的电荷量q。
满分答卷 (1)由法拉第电磁感应定律得E=Blv0①(1分)
(3)对金属棒,由动量定理有-∑(lBi·Δt)=0-mv0⑦(1分)又q=∑(i·Δt)⑧(1分)
教师点评1.未注意题干条件“不计导轨及金属棒的电阻”,导致②③式错误,不得分。技巧:审题要仔细,准确把握关键条件。2.⑥式最后结果化简得比较规范,但多出了导体棒电阻,导致不能得分。技巧:解题时最好在草稿上化简,让阅卷老师一目了然。同时,审题要仔细。3.对于⑦式,根据微元法写出-Blq=0-mv0同样给分。技巧:在求电荷量问题中,注意微元法的应用。总评:该题满分12分,该同学作答整体思路较清晰,但由于审题不仔细,造成扣分,只得到7分。