2023年物理高考備考每日一題訓練單
班級： 姓名時間：2015-3-23
專題：電磁感應專題
編號：20150323016 選題人：王中華審核：2012級物理學科組
一、 應遵循的規則規程規律：
1、考綱要求：
（1）導體切割磁感線時，感應電動勢的計算，只限於l垂直於b、v的情況。
（2）在電磁感應現象理，不要求判斷內電路各點電勢的高低。
（3）近五年高考試題頻率6/6。應用屬於3：5：2中的5的難易程度。
2、設問方式
（1）感應電動勢多大？感應電流的平均值多大？通過的電荷量多大？．
（2）導體棒在磁場中運動的動態分析？電磁感應的能量如何轉化？
（3）b-t φ-t e-t u-t i-t f-t e-x u-x i-x f-x 等圖象.
3、答題模式：
1.以上b、φ、e、u、i、f等各向量是有方向的，通常用正負表示 (具體由楞次定律判斷)
2.以上各物理量的大小由法拉第電磁感應定律判斷
3.需注意的問題： 磁通量是否變化以及變化是否均勻、 感應電動勢(感應電流)大小以及是否恆定、 感應電動勢(感應電流)的方向、 電磁感應現象產生的過程以及時間段.
①從影象上獲取已知條件、分析物理過程
②從抽象的影象出發，建立實際的物理模型
4、例題精選：
(2014·新課標全國卷ⅱ)半徑分別為r和2r的同心圓形導軌固定在同一水平面上，一長為r，質量為m且質量分布均勻的直導體棒ab置於圓導軌上面，ba的延長線通過圓導軌中心o，裝置的俯檢視如圖所示；整個裝置位於一勻強磁場中，磁感應強度的大小為b，方向豎直向下；在內圓導軌的c點和外圓導軌的d點之間接有一阻值為r的電阻(圖中未畫出)．直導體棒在水平外力作用下以角速度ω繞o逆時針勻速轉動，在轉動過程中始終與導軌保持良好接觸．設導體棒與導軌之間的動摩擦因數為μ，導體棒和導軌的電阻均可忽略．重力加速度大小為g.求：
(1)通過電阻r的感應電流的方向和大小；
(2)外力的功率．
解析 (1)在δt時間內，導體棒掃過的面積為：
δs＝ωδt[(2r)2－r2] ①
根據法拉第電磁感應定律，導體棒上感應電動勢的大小為
e＝ ②
根據右手定則，感應電流的方向是從b端流向a端，因此，通過電阻r的感應電流的方向是從c端流向d端．
由歐姆定律可知，通過電阻r的感應電流的大小i滿足i＝ ③
聯立①②③式得i＝ ④
(2)在豎直方向有mg－2n＝0 ⑤
式中，由於導體棒質量分布均勻，內、外圓導軌對導體棒的正壓力大小相等，其值為n.
兩導軌對運動的導體棒的滑動摩擦力均為f＝μn ⑥
在δt時間內，導體棒在內、外圓導軌上掃過的弧長分別為
l1＝rωδt ⑦
l2＝2rωδt ⑧
克服摩擦力做的總功為wf＝f(l1＋l2) ⑨
在δt時間內，消耗在電阻r上的功為
wr＝i2rδt ⑩
根據能量轉化和守恆定律知，外力在δt時間內做的功為
w＝wf＋wr
外力的功率為p＝
由④至式得p＝μmgωr＋
5、方法總結
1．用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向．
2．畫出等效電路，求出迴路中電阻消耗的電功率的表示式．
3．分析導體機械能的變化，用能量守恆關係得到機械功率的改變與迴路中電功率的改變所滿足的方程．
6、注意問題
導體切割磁感線或磁通量發生變化在迴路中產生感應電流，機械能或其他形式的能便轉化為電能．具有感應電流的導體在磁場中受安培力作用或通過電阻發熱，又可使電能轉化為機械能或電阻的內能．因此，電磁感應過程總是伴隨著能量轉化，能量轉化過程常常是機械能轉化為內能．
二、類題精選：（本題6分，限時3分鐘）
(2014·天津卷)如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌固定在傾角θ＝30°的斜面上，導軌電阻不計，間距l＝0.4 m．導軌所在空間被分成區域ⅰ和ⅱ，兩區域的邊界與斜面的交線為mn，ⅰ中的勻強磁場方向垂直斜面向下，ⅱ中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應強度大小均為b＝0.5 t．在區域ⅰ中，將質量m1＝0.
1 kg、電阻r1＝0.1 ω的金屬條ab放在導軌上，ab剛好不下滑．然後，在區域ⅱ中將質量m2＝0.4 kg、電阻r2＝0.
1 ω的光滑導體棒cd置於導軌上，由靜止開始下滑．cd在滑動過程中始終處於區域ⅱ的磁場中，ab、cd始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，取g＝10 m/s2.問：
(1)cd下滑的過程中，ab中的電流方向；
(2)ab剛要向上滑動時，cd的速度v多大；
(3)從cd開始下滑到ab剛要向上滑動的過程中，cd滑動的距離x＝3.8 m，此過程中ab上產生的熱量q是多少．
三、構建體系
(1)構建「一題多元」體系
從各個路徑出發本題的解答過程：
解法一：
楞次定律來拒去留
解法二：
（2）構建「多題一源」體系
類似該題的題目如下：
（3）構建「縱橫聯絡」體系
（4）構建「模擬類推」思維
(2014·安徽卷)如圖①所示，勻強磁場的磁感應強度b為0.5 t，其方向垂直於傾角θ為30°的斜面向上．絕緣斜面上固定有「∧」形狀的光滑金屬導軌mpn(電阻忽略不計)，mp和np長度均為2.5 m，mn連線水平，長為3 m．以mn中點o為原點、op為x軸建立一維座標系ox.
一根粗細均勻的金屬桿cd，長度d為3 m、質量m為1 kg、電阻r為0.3 ω，在拉力f的作用下，從mn處以恆定速度v＝1 m/s，在導軌上沿x軸正向運動(金屬桿與導軌接觸良好)．g取10 m/s2.
(1)求金屬桿cd運動過程中產生的感應電動勢e及運動到x＝0.8 m處電勢差ucd；
(2)推導金屬桿cd從mn處運動到p點過程中拉力f與位置座標x的關係式，並在圖②中畫出f－x關係圖象；
(3)求金屬桿cd從mn處運動到p點的全過程產生的焦耳熱．
每日一題訓練 六 學生版
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