2013年高考物理二轮复习精品学案专题二十二：电磁感应与能量综合

本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。 2013高考二轮复习专题精品学案 高考二轮专题复习精品学案专题二十二 专题二十二、电磁感应与能量综合 【重点知识解读】 导体切割磁感线或磁通量变化过程，在回路中产生感应电流，机械能转化为电能。电流通过导体受到安培力作用或通过电阻发热、电能转化为机械能或内能。因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题，快捷方便。 【高考命题动态】 能量贯穿于物理学各个方面，电磁感应与能量综合是高考命题重点，高考对电磁感应与能量综合的考查涉及功和功率，机械能、电能、内能等形式，一般以新情景切入。 【最新高考题分析】 典例1. （2012·山东理综）如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g，下列选项正确的是 A．P=2mgsinθ。 B．P=3mgsinθ C．当导体棒速度达到v/2时加速度为gsinθ。 D．在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功 【解析】当速度达到v时开始匀速运动，mgsinθ=BIL，I=E/R，E=BLv 对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动，则有 P=F·2v， F+ mgsinθ=BI’L，I’= E’/R，E’=BL·2v 联立解得：P=2mgsinθ，选项A正确B错误； 当导体棒速度达到v/2时，导体棒中感应电动势为E/2，感应电流为I/2，所受安培力为BIL /2，由牛顿第二定律，mgsinθ- BIL /2=ma，解得加速度为a=gsinθ，选项C正确；在速度达到2v以后匀速运动的过程中，由功能关系可知，R上产生的焦耳热等于拉力和重力所做的功的代数和，选项D错误。 针对训练题1．（2012·上海物理）正方形导体框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为_____；导体框中感应电流做功的功率为_____。 【答案】：F/m 【解析】：导体框在磁场中运动时两侧所受安培力大小相等方向相反，相互抵消，由牛顿第二定律，F =ma，导体框在磁场中的加速度大小为a=F/m。根据法拉第电磁感应定律，正方形导体框中产生的感应电动势为E=kL2，感应电流I=E/R= kL2/R。导体框中感应电流做功的功率为P=EI=。 典例2．（2012华约自主招生题）如图所示，两个光滑的水平导轨间距为 L，左侧连接有阻值为 R的电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面，有一质量为 m的导体棒以初速度v0 向右运动，设除左边的电阻R 外，其它电阻不计。棒向右移动最远的距离为 s，问当棒运动到λs时0<λ