专题08 电磁感应的综合应用（电路问题、图像问题、动力学问题）-2019年高考物理必考经典专题集锦

考点分类：考点分类见下表 考点内容 常见题型及要求 考点一　电磁感应中的电路问题 选择题、 计算题 考点二　电磁感应的图像问题 选择题、计算题 考点三　电磁感应中的动力学问题 选择题、计算题 考点一: 电磁感应中的电路问题　 1.分析电磁感应电路问题的基本思路 (1)确定电源:用法拉第电磁感应定律和楞次定律或右手定则确定感应电动势的大小和电源“正负”极,电源内部电流从低电势流向高电势; (2)分析电路结构:根据“等效电源”和电路中其他元件的连接方式画出等效电路.注意区别内外电路,区别路端电压、电动势; (3)利用电路规律求解:根据E=BLv或E=n 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. 2.电磁感应电路的几个等效问题 考点二　电磁感应的图像问题 1.图像问题类型 类型 据电磁感应过程 选图像 据图像分析判断电磁 感应过程 求解 流程 2.解题关键[来源:Zxxk.Com] 弄清初始条件、正负方向的对应变化范围、所研究物理量的函数表达式、进出磁场的转折点等是解决此类问题的关键. 3.解决图像问题的一般步骤 (1)明确图像的种类,即是B-t图还是Φ-t图,或者E-t图、I-t图等; (2)分析电磁感应的具体过程; (3)用右手定则、楞次定律、左手定则或安培定则确定有关方向的对应关系; (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出函数关系式; (5)根据函数关系式,进行数学分析,如分析斜率的变化、截距等; (6)画图像或判断图像. 考点三：电磁感应中的动力学问题 1. 两种状态及处理方法 状态 特征 处理方法 平衡态 加速度为零 根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析 2.力学对象和电学对象的相互关系 3.用“四步法”分析电磁感应中的动力学问题 典例精析 ★考点一：电磁感应中的电路问题 ◆典例一：(2018·芜湖模拟)如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感应强度大小为B0,导轨上端连接一阻值为R的电阻和开关S,导轨电阻不计,两金属棒a和b的电阻都为R,质量分别为ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,若将b棒固定,开关S断开,用一竖直向上的恒力F拉a棒,稳定后a棒以v1=10 m/s的速度向上匀速运动,此时再释放b棒,b棒恰能保持静止.(g=10 m/s2) (1) 求拉力F的大小; (2)若将a棒固定,开关S闭合,释放b棒,求b棒滑行的最大速度v2; (3)若将a棒和b棒都固定,开关S断开,使磁感应强度从B0随时间均匀增加,经0.1 s后磁感应强度增大到2B0时,a棒受到的安培力大小正好等于a棒的重力,求两棒间的距离. ◆典例二：(2017·唐山模拟)在同一水平面上的光滑平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计。磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间的质量m＝1×10－14kg、电荷量q＝－1×10－14C的微粒恰好静止不动。取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且速度保持恒定。试求： (1)匀强磁场的方向； (2)ab两端的路端电压； (3)金属棒ab运动的速度。 ◆典例三（2018洛阳联考）如图所示，边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域，其磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt(常量k＞0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0，滑动片P位于滑动变阻器中央，定值电阻R1＝R0、R2＝。闭合开关S，电压表的示数为U，不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势，则(　　) A.R2两端的电压为 B.电容器的a极板带正电 C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍 D.正方形导线框中的感应电动势为kL2 ★考点二：电磁感应的图像问题 ◆典例一：．(多选)(2017·山东第一次大联考)如图所示，导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流由M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)(　　) ◆典例二： (2017·德州一模)(多选)如图所示,abcd为一边长为l的正方形导线框,导线框位于光滑水平面内,其右侧为一