【正文】 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 例題 7．如圖所示， abcd 為一個(gè)閉合矩形金屬線框，已知 ab 長(zhǎng) L1=10cm， bc 長(zhǎng) L2=20cm，內(nèi)阻 R= ．圖中虛線 O1O2 為磁場(chǎng)右 邊界（磁場(chǎng)左邊界很遠(yuǎn)）．它與線圈的 ab 邊平行，等分 bc 邊，即線圈有一半位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中，而另一半位于磁場(chǎng)之外．磁感線方向垂直于線框平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=．線框以 ab 邊為軸以角速度 ω =100π rad/s 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， t=0 時(shí)刻位置如圖所示，在圖右邊的坐標(biāo)系上定性畫(huà)出轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象（只要求畫(huà)a b o O B d c t i O O1 O2 L h d B 出一個(gè)周期）． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港 刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 解 析： 當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 90176。 =） 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁 學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 1） 求線框中感應(yīng)電流的大小，并在 ab 段導(dǎo)線上畫(huà)出感應(yīng)電流的方向 ； 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 2） t 為何值時(shí)框架 的 ab 邊 對(duì)斜面的壓力為零 ?2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 本題簡(jiǎn)介：本題涉及到法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、安培力、左手定則平衡條件等較多知識(shí)，是一道綜合性題． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂 磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 解 析： 該題 是一個(gè)在三維空間展開(kāi)的電磁感應(yīng) 綜合 問(wèn)題 ，因此 空間的幾何關(guān)系分析 是解決這類 問(wèn)題的關(guān)鍵 ． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 1）由題設(shè)條件可得： ???????? decdtBtE ?V，所以 感應(yīng)電流 ??REIA，根據(jù)楞次定律可判 斷，感應(yīng)電流的方向從 a→ b． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 2） ab 邊所受的安培力為 tabBIF B ??? ，方向垂直于斜面向上， 當(dāng) 框架 的 ab邊 對(duì)斜面的壓力為零時(shí)，由平衡條件得 ?? 37cosmgFB ，由以上各式并代入數(shù)據(jù)得： t=． 2022屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專 題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 答案 ： t= 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 反思： 本題 情景比較復(fù)雜，考查考生物理學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，考查考生空間想象能力和應(yīng)用 數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力．涉及到 空間幾何關(guān)系 的這類具有典型空間特征的電磁感應(yīng)綜合問(wèn)題，應(yīng)引起同學(xué)們足夠的重視． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 五、能力突破 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿 羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 例題 1：曾經(jīng)流行過(guò)一種自行車(chē)車(chē)頭燈供電小型交流發(fā)電機(jī)，下圖其結(jié)構(gòu)示意圖．圖中N、 S 是一對(duì)固定的磁極， abcd 為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過(guò) bc 邊中點(diǎn)，與 ab 邊平行，它的一端有一半徑 ro= 的摩擦小輪，小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣相接觸，如圖所示．當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線圈在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線框由 N=800 匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積 S=20cm2．磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度 B=,自行車(chē)車(chē)輪的半徑R1=35cm，小齒輪的半徑 R2=，大齒輪的半徑R3=．現(xiàn)從靜止開(kāi)始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值 U=32V?（假設(shè)摩擦小輪與自行車(chē)輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)） 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 解析： 當(dāng)自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生一 正弦交流電動(dòng)勢(shì)，其最大值： εm=NBS 0 ，式中 ω0為線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，即摩擦輪轉(zhuǎn)α B a b c d e f M N 動(dòng)的角速度． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 發(fā)電機(jī)兩端電壓的有效值： U= 22 εm 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰 范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 設(shè)自行車(chē)車(chē)輪的角速度為 ω1，由于自行車(chē)車(chē)輪摩擦小輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，有：R1ω1=R0ω0 ，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與自行車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，也為 ω1．設(shè)大齒輪的角速度為 ω，有： R3ω=rω1 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng) 綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 由以上各式得： ω=13022 RR rRNBSU ? 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 代入數(shù)據(jù)得： ω=—專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 反思： 本題是聯(lián)系實(shí)際的 STS 問(wèn)題，解答本題的關(guān)鍵：一是關(guān)于小型交流發(fā)電機(jī)的工作情況，另一是傳動(dòng)裝置的作用，自行車(chē)車(chē)輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、小齒輪與自行車(chē)車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)、大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 的斜面上 ， ab 邊與斜面的底線 MN 平行，如圖所示 ． ????? faefcdbcab m，線框總電阻為 R= ，ab 邊的質(zhì)量為 m= kg，其余 各邊的質(zhì)量均忽略不計(jì)，框架可繞過(guò) c、 f 點(diǎn) 的 固定軸 自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)從 t=0 時(shí)刻開(kāi)始沿斜面向上加一隨時(shí)間均勻增加的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng) 強(qiáng)度與時(shí)間的關(guān)系為 B= T，磁場(chǎng)方向與 cdef 面垂直 ．（ cos37176。 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 4．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 例 題 3． （ 07 江蘇物理卷 18 題 ）如圖所示， 空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=1T，每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為 d=，現(xiàn)有一邊長(zhǎng) l=、質(zhì)量 m=、電阻 R= 的正方形線框 MNOP 以 v0=7m/s 的初速?gòu)淖髠?cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 1） 線框 MN 邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大小 F． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 2）線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 . 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯 寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 3）線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù) n． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 解析： （ 1）線框 MN 邊剛開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 0BLvE? ，感應(yīng)電流 REI?，安培力 BlIF? ，聯(lián)立解得 ?F N． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 m 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 2）設(shè)線框豎直下落時(shí)，線框下落了 H，速度為 Hv ，根據(jù)能量守恒定律有： 220 2121 HmvQmvm gH ??? ，根據(jù)自由落體規(guī)律有： gHvH 22 ? ，解得 20 ?? mvQ J． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 （ 3）只有在線框進(jìn)入和穿出條形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．線框部分進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域 x 時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) BlvE? ，感應(yīng)電流REI?，安培力 BlIF? ，解得 vRlBF 22? ．在 ttt ???時(shí)間內(nèi)由動(dòng)量定理得 vmtF ???? ，求和02222 mvxRlBtvRlB ???? ??，解得 022 mvxRlB ?，穿過(guò)條形磁場(chǎng)區(qū)域 的 個(gè)數(shù)為lxn 2?，解得 ?n ．可穿過(guò) 4 個(gè)完整條形磁場(chǎng)區(qū)域． 2022 屆高考物 理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 答案： （ 1） ?F N （ 2） （ 3） 4 個(gè) 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰 信桑細(xì)扭努卓嗜 點(diǎn)拔： 在電磁感應(yīng)中應(yīng)用動(dòng)量定理時(shí)，若安培力為變力作用，則可以利用平均值的方法分析求解，也可以應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)中的求和進(jìn)行求解．對(duì)于電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題，則通常采用能量． 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感應(yīng)綜合 檻僻仔滿耗隕鋅仰范塑紐疏助泥毯廓籽馱方鈴?fù)燮財(cái)⑼跖蜔胄招讣t長(zhǎng)瓣狐豬鹿羌舔宣喻貓脂港刀蜂磺屯寄概鐵咀叁客擠未擇術(shù)偽腰信桑細(xì)扭努卓嗜 四、熱點(diǎn)分析 2022 屆高考物理總復(fù)習(xí)精品資料 —專題 (九 ) 電磁學(xué)與電磁感