历届高考物理二轮复习 电磁感应规律 教案 Word版含答案

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高考物理二轮复习练案电磁感应规律及其应用(有答案)

高考物理二轮复习练案电磁感应规律及其应用(有答案)

一、选择题(本题共8小题,其中1~4题为单选,5~8题为多选) 1.(2017•河北省定州中学4月考)如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形。

设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中导学号86084260( A )A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcbD.线圈中无感应电流产生[解析] 当由圆形变成正方形时磁通量变小,根据楞次定律知在线圈中将产生abcd方向的感应电流,故选项A正确。

2.(2017•江西省鹰潭市一模)如图所示,在竖直平面内有一金属环,环半径为0.5 m,金属环总电阻为2 Ω,在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=1 T,在环的最高点上方A 点用铰链连接一长度为1.5 m,电阻为3 Ω的导体棒AB,当导体棒AB摆到竖直位置时,导体棒B端的速度为3 m/s。

已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触,则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为导学号86084261( B )A.0.4 V B.0.65 VC.2.25 V D.4.5 V[解析] 当导体棒摆到竖直位置时,由v=ωr可得:C点的速度为:vC=13vB=13×3 m/s=1 m/s。

AC间电压为:UAC=EAC=BLAC•vC2=1×0.5×12=0.25 VCB段产生的感应电动势为:ECB=BLCB•vC+vB2=1×1×1+32=2 V。

圆环两侧并联,电阻为:R=12Ω=0.5 Ω,金属棒CB段的电阻为:r=2 Ω,则CB间电压为:UCB=Rr+RECB=0.50.5+2×2 V =0.4 V故AB两端的电压大小为:UAB=UAC+UCB=0.25+0.4=0.65 V。

2022届二轮复习 第11讲 电磁感应规律及应用 教案 Word版含答案

2022届二轮复习 第11讲 电磁感应规律及应用 教案 Word版含答案

第11讲电磁感应规律及应用网络构建高考概况考什么1.楞次定律的理解及应用,感应电动势的计算方法;2.对自感现象的理解,电磁感应定律的综合应用。

怎么考1.结合电磁感应的图象,综合考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的中、高难度的选择题;2.以“杆+轨”模型为载体,结合运动学、动力学、功能关系等学问的电磁感应综合题,以中、高难度的选择题或计算题为主。

怎么办1.重视对基本规律的理解及应用,如楞次定律,要深刻理解其含义;法拉第电磁感应定律公式的适用范围及公式中每个字母具体的含义及留意事项;2.能娴熟运用楞次定律解释一些电磁感应现象;3.把握计算感应电动势的公式,能综合分析与电磁感应有关的电路问题、力学问题和能量转化问题。

对应同学用书P0771.楞次定律中“阻碍”的表现(1)阻碍磁通量的变化(增反减同)。

(2)阻碍物体间的相对运动(来拒去留)。

(3)阻碍原电流的变化(自感现象)。

2.感应电动势的计算(1)法拉第电磁感应定律:E=nΔΦΔt,常用于计算平均电动势。

①若B变,而S不变,则E=nΔBΔt S;②若S变,而B不变,则E=nBΔSΔt。

(2)导体棒垂直切割磁感线:E=Bl v,主要用于求电动势的瞬时值。

B、l与v 三者必需两两垂直,l为有效长度,v为有效速度。

(3)如图所示,导体棒Oa围绕棒的一端O在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线,产生的电动势E=12Bl2ω。

1.感应电荷量的计算回路中发生磁通量变化时,在Δt时间内迁移的电荷量(感应电荷量)为q=I·Δt =ER·Δt=nΔΦRΔt·Δt=nΔΦR。

可见,q仅由回路电阻R和磁通量的变化量ΔΦ打算,与发生磁通量变化的时间Δt无关。

2.电磁感应电路中产生的焦耳热当电路中电流恒定时,可用焦耳定律计算;当电路中电流变化时,则用功能关系或能量守恒定律计算。

对应同学用书P0771 电磁感应的图象问题电磁感应中的图象多在选择题中消灭,有时也在计算题中考查,主要综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力及功能关系等相关学问,在计算题中也会考查同学的识图力量。

高考物理二轮复习:电磁感应规律及应用(含答案解析)

高考物理二轮复习:电磁感应规律及应用(含答案解析)

电磁感应规律及应用热点一电磁感应图象问题命题规律:电磁感应图象问题多以选择题形式出现,有时也与计算题结合,主要考查以下内容:(1)综合应用楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力等相关知识,判断电流(或安培力)随时间t(或位移x)变化的图象.(2)利用动力学观点判断棒(或线圈)的速度随时间变化的图象.(3)在计算题中考查学生的识图能力,由图象获取解题信息的能力.1.(2014·高考新课标全国卷Ⅰ)如图甲,线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图乙所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是( )[解析] 由题图乙可知在cd间不同时间段内产生的电压是恒定的,所以在该时间段内线圈ab中的磁场是均匀变化的,则线圈ab中的电流是均匀变化的,故选项A、B、D错误,选项C正确.[答案] C2.(2014·广元第二次模拟)如图所示,边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直,导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上.从t=0开始,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向移动进入磁场,直到整个导线框离开磁场区域.用I表示导线框中的感应电流(以逆时针方向为正).则下列表示I-t关系的图线中,正确的是( )[解析] 在线框进入磁场时,切割磁感线的有效长度逐渐增加,当线框即将完全进入磁场时,切割磁感线的有效长度最大,产生的电流最大,此过程电流方向为逆时针方向.整个线框在磁场中运动时,不产生感应电流.当线框离开磁场时,产生电流方向为顺时针方向,且切割磁感线的有效长度逐渐减小,产生的感应电流逐渐减小,所以选项D 正确.[答案] D3.(2014·南昌三模)如图所示,xOy 平面内有一半径为R 的圆形区域,区域内有磁感应强度大小为B 的匀强磁场,左半圆磁场方向垂直于xOy 平面向里,右半圆磁场方向垂直于xOy 平面向外.一平行于y 轴的长导体棒ab 以速度v 沿x 轴正方向做匀速运动,则导体棒两端的电势差U ba 与导体棒位置x 的关系图象是()[解析] 设从y 轴开始沿x 轴正方向运动的长度为x (x ≤2R ),则ab 导体棒在磁场中的切割长度l =2R 2-R -x 2=22Rx -x 2,感应电动势E=Blv =2Bv 2Rx -x 2,可知|U ba |与x 不是正比关系,所以C 、D 错误.由右手定则知在左侧磁场中b 端电势高于a 端电势,由于右侧磁场方向变化,所以在右侧a 端电势高于b 端电势,再结合圆的特点,知选项A 正确.[答案] A [总结提升] 分析电磁感应图象问题要注意以下三点注意初始时刻的特征,如初始时刻感应电流是否为零,感应电流的方向如何.注意看电磁感应发生的过程分为几个阶段,这几个阶段是否和图象变化相对应.注意观察图象的变化趋势,看图象斜率的大小、图象的曲直是否和物理过程对应.热点二 电磁感应电路问题命题规律:电磁感应电路问题为每年高考的热点,考查方式既有选择题,也有计算题,主要涉及电流、电压、电功率、电热和电量的计算.1.(多选)(2014·陕西西安质检)如图所示,用同种电阻丝制成的正方形闭合线框1的边长与圆形闭合线框2的直径相等,m 和n 是1线框下边的两个端点,p 和q 是2线框水平直径的两个端点,1和2线框同时由静止开始释放并进入上边界水平、足够大的匀强磁场中,进入过程中m 、n 和p 、q 连线始终保持水平.当两线框完全进入磁场以后,下面说法正确的是( )A .m 、n 和p 、q 电势的关系一定有U m <U n ,U p <U qB .m 、n 和p 、q 间电势差的关系一定有U mn =U pqC .进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q 1>Q 2D .进入磁场过程中流过1和2线框的电荷量Q 1=Q 2[解析] 当两线框完全进入磁场以后,根据右手定则知U n >U m,U q >U p ,A 正确;两线框完全进入磁场后,由于两线框的速度关系无法确定,故不能确定两点间的电势差的关系,B 错误;设m 、n 间距离为a ,由q =ΔΦR ,R =ρl S 得进入磁场过程中流过1、2线框的电荷量都为BaS 4ρ,C 错误,D 正确.[答案] AD2.(多选)(2013·高考四川卷) 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R 0,滑动片P 位于滑动变阻器中央,定值电阻R 1=R 0、R 2=R 02.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 .R 2两端的电压为U 7B .电容器的a 极板带正电C .滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D .正方形导线框中的感应电动势为kL 2[解析] 根据串、并联电路特点,虚线MN 右侧回路的总电阻R =74R 0.回路的总电流I =U R=4U 7R 0,通过R 2的电流I 2=I 2=2U 7R 0,所以R 2两端电压U 2=I 2R 2=2U 7R 0·R 02=17U ,选项A 正确;根据楞次定律知回路中的电流为逆时针方向,即流过R 2的电流方向向左,所以电容器b 极板带正电,选项B 错误;根据P =I 2R ,滑动变阻器R 的热功率P =I 2R 02+⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22R 02=58I 2R 0,电阻R 2的热功率P 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫I 22R 2=18I 2R 0=15P ,选项C 正确;根据法拉第电磁感应定律得,线框中产生的感应电动势E =ΔΦΔt =B tS =k πr 2,选项D 错误. [答案] AC3.如图甲所示,10匝圆形(半径r 0=0.1 m)线圈的区域内有均匀变化的磁场,滑动变阻器的最大阻值为R 0=22 Ω,与线圈连接后,组成分压器对负载R ′(纯电阻)供电.图乙所示为该电路的路端电压随外电阻变化的关系图线,每匝线圈允许通过的电流不能超过2 A .求:(1)磁场磁感应强度的变化率ΔB Δt和单匝线圈的内阻; (2)接到滑动变阻器a 、b 间的负载电阻R ′的阻值许可范围.[解析] (1)由题图乙知,线圈的感应电动势E =12 V即n πr 20ΔB Δt =E =12 V ,可得ΔB Δt =38 T/s当路端电压U =E 2时,外电路电阻等于内阻,由题图乙知单匝线圈的内阻r =0.2 Ω. (2)单匝线圈允许通过的电流不能超过2 A ,内电压的最大值是4 V ,外电压的最小值为8 V ,所以电路的外电阻必须大于或等于4 Ω当滑动变阻器的滑动触头处在a 端时,负载电阻R ′与R 0并联,应有R 0R ′R 0+R ′≥4 Ω,得负载电阻R ′≥4.9 Ω即接到变阻器a 、b 间的负载电阻不能小于4.9 Ω.[答案] 见解析[总结提升] 解决电磁感应中电路问题的思路源”的分析:用法拉第电磁感应定律算出E 的大小,用楞次定律或右手定则确定感应电动势的方向感应电流方向是电源内部电流的方向,从而确定电源正负极,明确内阻r .路”的分析:根据“等效电源”和电路中其他各元件的连接方式画出等效电路.根据E =BLv 或E =n ΔΦΔt,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.)热点三 电磁感应过程中的动力学问题命题规律:电磁感应中的动力学问题为每年高考的热点,考查方式既有选择题,又有计算题,命题规律有以下两点:(1)与牛顿第二定律、运动学知识结合的动态分析问题.(2)电磁感应中的安培力问题、涉及受力分析及功能关系的问题.1.(2014·昆明一模)如图甲所示,MN 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场.现将一边长为l 、质量为m 、电阻为R 的正方形金属线框置于该磁场中,使线框平面与磁场垂直,且bc 边与磁场边界MN 重合.当t =0时,对线框施加一水平拉力F ,使线框由静止开始向右做匀加速直线运动;当t =t 0时,线框的ad 边与磁场边界MN 重合.图乙为拉力F 随时间变化的图线.由以上条件可知,磁场的磁感应强度B 的大小为( )A .B =1l mR t 0 B .B =1l 2mR t 0C .B =1l mR 2t 0D .B =2l mR t 0[解析] 根据题意,可知F 0=ma ,F 安=BIL =B 2l 2v R =B 2l 2at R ,因为F -F 安=ma =常数,所以ΔF Δt=ΔF 安Δt ,即2F 0t 0=B 2l 2a R ,将F 0=ma 代入化简,可得B =1l 2mR t 0.故选项B 正确. [答案] B2.(多选)(2014·云南部分名校统考)如图所示,足够长的光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个定值电阻R ,匀强磁场垂直于导轨所在平面,将ab 棒在导轨上无初速度释放,当ab 棒下滑到稳定状态时,速度为v ,电阻R 上消耗的功率为P .导轨和导体棒电阻不计.下列判断正确的是( )A .导体棒的a 端比b 端电势低B .ab 棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动C .若磁感应强度增大为原来的2倍,其他条件不变,则ab 棒下滑到稳定状态时速度将变为原来的12D .若换成一根质量为原来2倍的导体棒,其他条件不变,则ab 棒下滑到稳定状态时的功率将变为原来的4倍[解析] 导体棒下滑切割磁感线,产生感应电动势相当于电源,由右手定则知a 端为正极,b 端为负极,A 项错误.感应电动势E =BLv ,I =E R ,对ab 受力分析有mg sin θ-B 2L 2v R=ma ,则知导体棒做加速度减小的加速运动,当a =0时,mg sin θ=B 2L 2v m R ,得v m =mgR sin θB 2L 2,若B 增大为原来的2倍,稳定状态时速度变为原来的14,所以B 项正确,C 项错误.若质量增大为原来的2倍,导体棒稳定时的速度为原来的2倍,R 的功率P =B 2L 2v 2R,可知功率变为原来的4倍,D 项正确.[答案] BD3.(2014·江苏扬州模拟)如图所示,两根质量同为m 、电阻同为R 、长度同为l 的导体棒a 、b ,用两条等长的、质量和电阻均可忽略的长直导线连接后,放在距地面足够高的光滑绝缘水平桌面上,两根导体棒均与桌边缘平行,一根在桌面上,另一根移动到靠在桌子的光滑绝缘侧面上.整个空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B ,开始时两棒静止,自由释放后开始运动.已知两条导线除桌边缘拐弯处外其余部位均处于伸直状态,导线与桌子侧棱间无摩擦.求:(1)刚释放时,两导体棒的加速度大小;(2)两导体棒运动稳定时的速度大小;(3)若从开始下滑到刚稳定时通过横截面的电荷量为q ,求该过程a 棒下降的高度.[解析] (1)刚释放时,设导线中的拉力为F T对a 棒:mg -F T =ma 对b 棒:F T =ma解得:a =12g . (2)导体棒运动稳定时,设细线中拉力为F T ′对b 棒:F T ′=0对a 棒:mg =F 安又F 安=BIl =B 2l 2v 2R解得:v =2mgR B 2l2. (3)从开始下滑到刚稳定,设a 棒下降的高度为h则通过横截面的电荷量q =I ·Δt =ΔΦ2R =Blh 2R解得:h =2qR Bl. [答案] (1)12g (2)2mgR B 2l 2 (3)2qR Bl[总结提升] 电磁感应中的动力学问题的解题思路找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向. 根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向.分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从而推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况.列牛顿第二定律或平衡方程求解.)用动力学和能量观点解决电磁感应综合问题命题规律:电磁感应综合问题往往涉及法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、动力学问题、能量问题等,综合性较强,常作为压轴计算题,有时也有选择题.[解析] (1)金属棒从离地高h =1.0 m 以上任何地方由静止释放后,在到达水平面之前已经开始匀速运动(1分)设最大速度为v ,则感应电动势E =BLv (1分)感应电流I =ER +r(1分) 安培力F =BIL (1分)匀速运动时,有mg sin θ=F (1分)解得v =1.0 m/s.(1分)(2)在水平面上运动时,金属棒所受滑动摩擦力为F f =μmg (1分)金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动,有F f =ma (1分)v 2=2ax (1分)解得μ=0.04(1分)(用动能定理同样可以解答).(3)下滑到底端的过程中,由能量守恒得:Q =mgh -12mv 2(2分) 电阻R 上产生的热量:Q R =RR +r Q (2分)解得Q R =3.8×10-2J .(1分)[答案] (1)1.0 m/s (2)0.04 (3)3.8×10-2 J[总结提升] (1)解决电磁感应综合问题的一般分析思路:(2)求解焦耳热的三个途径①感应电路为纯电阻电路时产生的焦耳热等于克服安培力做的功,即Q =W 克安.②感应电路中电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功,即Q =I 2Rt .③感应电路中产生的焦耳热可通过能量守恒定律列方程求解.最新预测1 (2014·山东泰安模拟)如图所示,间距为L ,电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R 的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m ,电阻也为R 的金属棒,金属棒与导轨接触良好.整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中.现使金属棒以初速度v 0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q .下列说法正确的是( )A .金属棒在导轨上做匀减速运动B .整个过程中电阻R 上产生的焦耳热为mv 202C .整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为qR BLD .整个过程中金属棒克服安培力做功为mv 202解析:选D.设某时刻的速度为v ,则此时的电动势E =BLv ,安培力F 安=B 2L 2v 2R,由牛顿第二定律有F 安=ma ,则金属棒做加速度减小的减速运动,选项A 错误;由能量守恒定律知,整个过程中克服安培力做功等于电阻R 和金属棒上产生的焦耳热之和,即W 安=Q =12mv 20,选项B 错误,D 正确;整个过程中通过金属棒的电荷量q =ΔΦ2R =BS 2R =BLx 2R,得金属棒在导轨上发生的位移x =2qR BL,选项C 错误. 最新预测2 (2014·潍坊一模)如图所示,两条足够长的平行金属导轨相距L ,与水平面的夹角为θ,整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,虚线上方轨道光滑且磁场方向向上,虚线下方轨道粗糙且磁场方向向下.当导体棒EF 以初速度v 0沿导轨上滑至最大高度的过程中,导体棒MN 一直静止在导轨上.若两导体棒质量均为m 、电阻均为R ,导轨电阻不计,重力加速度为g ,在此过程中导体棒EF 上产生的焦耳热为Q ,求:(1)导体棒MN 受到的最大摩擦力;(2)导体棒EF 上升的最大高度.解析:(1)EF 获得向上的初速度v 0时,感应电动势E =BLv 0电路中电流为I ,由闭合电路欧姆定律:I =E2R此时对导体棒MN 受力分析,由平衡条件:F A +mg sin θ=fF A =BIL解得:f =B 2L 2v 02R+mg sin θ. (2)导体棒EF 上升过程MN 一直静止,对系统由能的转化和守恒定律知12mv 20=mgh +2Q 解得:h =mv 20-4Q 2mg. 答案:(1)B 2L 2v 02R +mg sin θ (2)mv 20-4Q 2mg[失分防范] 用动力学和能量观点解决电磁感应综合问题极易从以下几点失分:①不会分析电源和电路结构,求不出电动势、电流等电学量;②错误分析导体或线圈受力情况,尤其是安培力的大小和方向;③不能正确地把机械运动过程、电磁感应过程和能量转化过程相联系;④思维混乱,错用公式,求不出结果. 可以从以下几点进行防范:①从“三个角度”看问题,即力与运动角度动力、阻力、加速度、匀速还是变速,电磁感应角度电动势、电流、磁场强弱和方向、动生电还是电生动,能量转化角度什么力做了什么功、什么能变成什么能;②从“四个分析”理思路,即“源”、“路”、“力”、“能”的分析,以力的分析为核心,力找对了,导体的运动情况和电磁感应过程就基本清楚了;③从“五个定律”搞突破,即电磁感应定律、楞次定律、欧姆定律、牛顿第二定律、能量守恒定律.)A 一、选择题1.(多选)(2014·高考山东卷)如图,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M 、N 两区的过程中,导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示.不计轨道电阻.以下叙述正确的是( )A .F M 向右B .F N 向左C .F M 逐渐增大D .F N 逐渐减小解析:选BCD.根据直线电流产生的磁场的分布情况知,M 区的磁场方向垂直纸面向外,N 区的磁场方向垂直纸面向里,离导线越远,磁感应强度越小.当导体棒匀速通过M 、N 两区时,感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因,故导体棒在M 、N 两区运动时,受到的安培力均向左,故选项A 错误,选项B 正确;导体棒在M 区运动时,磁感应强度B 变大,根据E =Blv ,I =E R及F =BIl 可知,F M 逐渐变大,故选项C 正确;导体棒在N 区运动时,磁感应强度B 变小,同理可知,F N 逐渐变小,故选项D 正确.2.(2014·高考江苏卷)如图所示,一正方形线圈的匝数为n ,边长为a ,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中. 在Δt 时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B 均匀地增大到2B .在此过程中,线圈中产生的感应电动势为( ) A.Ba 22Δt B.nBa 22ΔtC.nBa 2ΔtD.2nBa 2Δt解析:选B.线圈中产生的感应电动势E =n ΔΦΔt =n ·ΔB Δt ·S =n ·2B -B Δt ·a 22=nBa 22Δt,选项B 正确.3.(2014·孝感一模)如图甲所示,在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的铜圆环,规定从上向下看时,铜环中的感应电流I 沿顺时针方向为正方向.图乙表示铜环中的感应电流I 随时间t 变化的图象,则磁场B 随时间t 变化的图象可能是图中的( )解析:选B.由题图乙可知,1~3 s 内无感应电流产生,所以穿过圆环的磁通量不变,所以排除C 选项;对于A 选项,0~1 s 内,磁通量不变,感应电流为零,所以排除;对于B 选项,从电流的方向看,0~1 s 内,磁通量增大,由楞次定律可知电流方向是顺时针方向,而D 项,0~1 s 内,电流方向为逆时针方向,故选项B 正确,D 错误.4.(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)如图,在光滑水平桌面上有一边长为L 、电阻为R 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d (d >L )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动.t =0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v -t 图象中,可能正确描述上述过程的是( )解析:选D.导线框刚进入磁场时速度设为v 0,此时产生的感应电动势E =BLv 0,感应电流I =E R =BLv 0R ,线框受到的安培力F =BLI =B 2L 2v 0R .由牛顿第二定律F =ma 知,B 2L 2v 0R=ma ,由楞次定律知线框开始减速,随着速度v 减小,其加速度a 减小,故进入磁场时做加速度减小的减速运动.当线框全部进入磁场开始做匀速运动,在出磁场的过程中,仍做加速度减小的减速运动,故只有D 选项正确.5.(2014·烟台一模)如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B ,磁场在y 轴方向足够宽,在x 轴方向宽度为a .一直角三角形导线框ABC (BC 边的长度为a )从图示位置向右匀速穿过磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下图中感应电流i 、BC 两端的电压U BC 与线框移动的距离x 的关系图象正确的是( )解析:选D.由楞次定律可知,线框刚进入磁场时产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外,故线框中的感应电流沿逆时针方向,为正,又因为线框做匀速运动,故感应电流随位移线性增大;同理可知线框离开磁场时,产生的感应电流大小随位移线性增大,方向为负,选项A 、B 错误;BC 两端的电压U BC 跟感应电流成正比,故选项C 错误,D 正确.6.(2014·洛阳统考)如图所示,在一固定水平放置的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁,从离地面高h 处,由静止开始下落,最后落在水平地面上.磁铁下落过程中始终保持竖直方向,并从圆环中心穿过圆环,而不与圆环接触.若不计空气阻力,重力加速度为g ,下列说法中正确的是( )A .在磁铁下落的整个过程中,圆环中的感应电流方向先逆时针后顺时针(从上向下看圆环)B .磁铁在整个下落过程中,所受线圈对它的作用力先竖直向上后竖直向下C .磁铁在整个下落过程中,它的机械能不变D .磁铁落地时的速率一定等于2gh解析:选A.当条形磁铁靠近圆环时,穿过圆环的磁通量增加,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针,当条形磁铁远离圆环时,穿过圆环的磁通量减小,根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针,A 正确;根据楞次定律的推论“来拒去留”原则,可判断磁铁在整个下落过程中,所受圆环对它的作用力始终竖直向上,B 错误;磁铁在整个下落过程中,由于受到磁场力的作用,磁铁的机械能不守恒,C 错误;若磁铁从高度h 处做自由落体运动,其落地时的速度为v =2gh ,但磁铁穿过圆环的过程中要产生一部分电热,根据能量守恒定律可知,其落地速度一定小于2gh ,D 错误.7.(多选)(2014·桂林二模)均匀导线制成的正方形闭合线框abcd ,线框的匝数为n 、边长为L 、总电阻为R 、总质量为m ,将其置于磁感应强度为B 的水平匀强磁场上方某高度处,如图所示,释放线框,让线框由静止自由下落,线框平面保持与磁场垂直,cd 边始终与水平的磁场边界平行,已知cd 边刚进入磁场时,线框加速度大小恰好为g4,重力加速度为g ,则线框cd 边离磁场边界的高度h 可能为( )A.9m 2R 2g 32n 4B 4L 4B.m 2R 2g 4n 4B 4L4 C.25m 2R 2g 32n 4B 4L 4 D.27m 2R 2g 32n 4B 4L4 解析:选AC.线框cd 边进入磁场时的速度为v =2gh ,若此时加速度方向竖直向下,则mg-nBIL =ma =m g 4,I =nBLv R ,则h =9m 2R 2g32n 4B 4L4,A 正确;若cd 边进入磁场时的加速度方向竖直向上,则nBIL -mg =ma =m g 4,I =nBLv R ,则h =25m 2R 2g32n 4B 4L4,C 正确.8.(多选)(2014·淄博模拟)如图,足够长的“U”形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN 与PQ 平行且间距为L .导轨平面与磁感应强度大小为B 的匀强磁场垂直,导轨电阻不计.金属棒ab 由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab 棒接入电路的电阻为R ,当流过ab 棒某一横截面的电量为q 时,棒的速度大小为v ,则金属棒ab 在这一过程中( ) A .a 点的电势高于b 点的电势B .ab 棒中产生的焦耳热小于ab 棒重力势能的减少量C .下滑位移大小为qR BLD .受到的最大安培力大小为B 2L 2vRsin θ解析:选ABC.由右手定则可以判断流过ab 棒的电流方向为b →a ,由于ab 棒相当于电源,故a 点电势高于b 点电势,A 正确;因ab 棒减少的重力势能还有一部分转化为ab 棒的动能,故ab 棒中产生的焦耳热一定小于ab 棒重力势能的减少量,B 正确;由q =ΔΦR =BLxR可得,棒下滑的位移大小为x =qRBL ,C 正确;当棒运动的速度达到最大时棒受到的安培力最大F m =BI m L =B ·BLv R L =B 2L 2vR,D 错误.9.(多选)(2014·河南中原名校联考)如图所示,顶角θ=45°的金属导轨MON 固定在水平面内,导轨处在方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中.一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向右滑动,导体棒的质量为m ,导轨与导体棒单位长度的电阻均为r .导体棒与导轨接触点为a 和b ,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触.t =0时导体棒位于顶角O 处,则流过导体棒的电流强度I 、导体棒内产生的焦耳热Q 、导体棒做匀速直线运动时水平外力F 、导体棒的电功率P 各量大小随时间变化的关系正确的是( )解析:选AC.0到t 时间内,导体棒的位移x =v 0t t 时刻,导体棒的有效切割长度l =x 导体棒的电动势E =Blv 0 回路总电阻R =(2x +2x )r电流强度I =E R=Bv 0+2r,可知I 不变电流方向b →a水平外力F =BIl =B 2v 20t+2r,可知F ∝t .t 时刻导体棒的电功率P =I 2R ′=B 2v 30t+22r由于P ∝t ,故Q =Pt /2=B 2v 30t2+22r,即Q ∝t 2.综上可得A 、C 正确.二、计算题10.(2014·石家庄质检)如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN 、PQ 被固定在水平面上,导轨间距l =0.6 m ,两导轨的左端用导线连接电阻R 1及理想电压表V ,电阻r =2 Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB 处;右端用导线连接电阻R 2,已知R 1=2 Ω,R 2=1 Ω,导轨及导线电阻均不计.在矩形区域CDFE 内有竖直向上的磁场,CE =0.2 m ,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.开始时电压表有示数,当电压表示数变为零后,对金属棒施加一水平向右的恒力F ,使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值,金属棒在磁场中运动时电压表的示数始终保持不变.求:(1)t =0.1 s 时电压表的示数; (2)恒力F 的大小;(3)从t =0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量. 解析:(1)设磁场宽度为d =CE ,在0~0.2 s 的时间内,有E =ΔΦΔt ,E =ΔB Δtld =0.6 V此时,R 1与金属棒r 并联,再与R 2串联 R =R 并+R 2=1+1=2(Ω)。

2020年高考物理二轮复习经典试题: 电磁感应规律及其应用 Word版含解析 Word版含答案

2020年高考物理二轮复习经典试题: 电磁感应规律及其应用 Word版含解析 Word版含答案

2022年高考物理二轮复习经典试题电磁感应规律及其应用一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,其中第2、3、4、5、7、8小题为多选题.)1.[2021·湖北七市联考]奥斯特发觉了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系,法拉第发觉了电磁感应定律,使人们对电和磁内在联系的生疏更加完善.关于电磁感应,下列说法中正确的是()A. 运动的磁铁能够使四周静止的线圈中产生电流B. 静止导线中的恒定电流可以使四周静止的线圈中产生电流C. 静止的磁铁不行以使四周运动的线圈中产生电流D. 运动导线上的恒定电流不行以使四周静止的线圈中产生电流解析:依据感应电流产生条件,运动的磁铁能够使四周静止的闭合线圈中产生电流,选项A正确.静止导线中的恒定电流不行以使四周静止的线圈中产生电流,选项B错误.静止的磁铁可以使四周运动的闭合线圈中产生电流,选项C错误.运动导线上的恒定电流可以使四周静止的闭合线圈中产生电流,选项D错误.答案:A2.[2021·武汉调研]如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图,铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合回路.下列说法正确的是()A. 闭合开关S时,B中产生图示方向的感应电流B. 闭合开关S时,B中产生与图示方向相反的感应电流C. 断开开关S时,电磁铁会连续吸住衔铁D一小段时间D. 断开开关S时,弹簧K马上将衔铁D拉起解析:闭合开关S时,线圈B的磁通量增大,由楞次定律知,线圈B中产生与图示方向相反的感应电流,选项A错误,B正确;断开开关S时,线圈B中的磁通量减小,线圈B产生感应电流,感应电流的磁场连续吸引衔铁D一小段时间,选项C正确,D错误.答案:BC3.如图,水平的平行虚线间距为d=60 cm,其间有沿水平方向的匀强磁场.一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d,线圈质量m=100 g.线圈在磁场上方某一高度处由静止释放,保持线圈平面与磁场方向垂直,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等.不计空气阻力,取g =10 m/s 2.则( )A. 线圈下边缘刚进磁场时加速度最小B. 线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6 JC. 线圈在进入磁场和穿出磁场的过程中,电流均为逆时针方向D. 线圈在进入磁场和穿出磁场的过程中,通过导线截面的电荷量相等 解析:由于线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等,且线圈全部在磁场中运动时有一段加速阶段,则可推断出线圈下边缘刚进入磁场时安培力大于重力,线圈做减速运动,加速度渐渐减小,选项A 错误;线圈进入磁场过程中,由能量守恒定律得Q =ΔE p =mgd =0.1×10×0.6 J =0.6 J ,选项B 正确;线圈进入磁场过程中电流为逆时针方向,线圈离开磁场过程中,电流为顺时针方向,选项C 错误;线圈进入磁场和穿出磁场过程中,通过导线截面的电荷量均为q =Bl 2R ,选项D 正确.答案:BD4.上海磁悬浮列车于2003年10月1日正式运营.如图所示为其磁悬浮原理,B 是用高温超导材料制成的超导圆环,A 是圆柱形磁铁,将超导圆环B 水平放在磁铁A 上,它就能在磁场力作用下悬浮在磁铁A 的上方空中.以下推断正确的是( )A. 在B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流,当稳定后,感应电流消逝B. 在B 放入磁场的过程中,B 中将产生感应电流,当稳定后,感应电流仍存在C. 在B 放入磁场的过程中,如B 中感应电流方向如图所示,则A 的N 极朝上D. 在B 放入磁场的过程中,如B 中感应电流方向如图所示,则A 的S 极朝上解析:当B 环靠近A 时,穿过B 环中的磁通量增大,在该环中会产生感应电流.由于超导体(电阻率为零)没有电阻,所以B 环中的电流不会变小,永久存在,故选项A 错、B 对;由安培定则可推断出B 环的下面是N 极,因此A 的N 极朝上,故选项C 对、D 错.答案:BC5.如图所示,正方形匀强磁场区域内,有一个正方形导线框abcd ,导线粗细均匀,导线框平面与磁感线垂直,导线框各边分别与磁场边界平行.第一次将导线框垂直磁场边界以速度v 匀速拉出磁场,其次次朝另一个方向垂直磁场边界以速度3v 匀速拉出磁场,则将导线框两次拉出磁场的过程中( )A. 导线框中产生的感应电流方向相同B. 导线框中产生的焦耳热相同C. 导线框ad 边两端电势差相同D. 通过导线横截面的电量相同。

高考物理二轮复习专题七电路电磁感应规律及其应用教学案

高考物理二轮复习专题七电路电磁感应规律及其应用教学案

专题七电路电磁感应规律及其应用考情分析2020 2020 2020电路T1:理想变压器T13:电阻定律T4:自耦变压器T8:直流电路的分析与计算电磁感应T13:电磁感应定律的应用、电阻定律、焦耳定律T6:感应电动势、感应电流T13:电磁感应定律的应用T7:音响电路中的感抗、容抗T13:电磁感应综合应用命题解读本专题分为二大板块,一个是电路,分为直流和交变电路;另一个就是电磁感应规律及其应用。

前者命题常见于选择题,后者以计算题为主,这些考点皆属于高频考点。

从近三年命题情况看,命题特点为:(1)注重基础与实际问题结合。

如电路分析、自耦变压器、输电、电吉他、核磁共振分析应用等。

(2)注重方法与综合。

如以难度适中的计算题考查学生的分析综合能力。

整体难度中等,命题指数★★★★★,复习目标是达B必会。

1.(2020·江苏泰州中学5月质检)关于传感器,下列说法正确的是( )A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断C.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量D.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大解析话筒是一种常用的声波传感器,其作用是声信号转换为电信号,故A项错误;热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关,可以控制电路的通断,故B项正确;霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,故C项错误;光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小,D项错误。

答案 B2. (2020·江苏溧水高级中学模拟)如图1所示,在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd。

当载流直导线中的电流逐渐减弱时,导体棒ab和cd的运动情况是( )图1A.一起向左运动B.一起向右运动C.相向运动,相互靠近D.相背运动,相互远离解析 当载流直导线中的电流逐渐减弱时,穿过下方闭合回路的磁通量变小,根据楞次定律得出面积将变大,D 项正确。

高考教案物理二轮总结学习复习计划专题四电路及电磁感应第讲电磁感应规律及其应用教案

高考教案物理二轮总结学习复习计划专题四电路及电磁感应第讲电磁感应规律及其应用教案

第2讲电磁感觉规律及其应用[做真题·明考向]真题体验透视命题规律讲课提示:对应学生用书第59页[真题再做]1.(多项选择)(2018·高考全国卷Ⅰ,T19)如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,此中一线圈经过开关与电源连结,另一线圈与远外沿南北方向水平搁置在纸面内的直导线连结成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.以下说法正确的选项是()A.开封闭合后的瞬时,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开封闭归并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开封闭归并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开封闭归并保持一段时间再断开后的瞬时,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动分析:依据安培定章,开封闭合时铁芯上产生水平向右的磁场.开封闭合后的瞬时,依据楞次定律,直导线大将产生由南向北的电流,依据安培定章,直导线上方的磁场垂直纸面向里,故小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,A对.开封闭归并保持一段时间后,直导线上没有感觉电流,故小磁针的N极指北,B、C错.开封闭归并保持一段时间再断开后的瞬时,依据楞次定律,直导线大将产生由北向南的电流,这时直导线上方的磁场垂直纸面向外,故小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,D对.答案:AD2.(2018·高考全国卷Ⅰ,T17)如图,导体轨道OPQS固定,此中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心.轨道的电阻忽视不计.OM是有必定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触优秀.空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感觉强度的大小为B .现使OM 从OQ 地点以恒定的角速度逆时针转到OS 地点并固定(过程Ⅰ);再使磁感觉强度的大小以必定的变化率从B 增添到B ′(过程Ⅱ).在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM 的电荷量相等,则B ′B 等于( )A.54B.32C.74 D .2分析:在过程Ⅰ中,依据法拉第电磁感觉定律,有E 1=ΔΦ1Δt 1=B (12πr 2-14πr 2)Δt 1依据闭合电路欧姆定律,有I 1=E 1R且q 1=I 1Δt 1在过程Ⅱ中,有E 2=ΔΦ2Δt 2=(B ′-B )12πr 2Δt 2I 2=E 2Rq 2=I 2Δt 2又q 1=q 2,即B (12πr 2-14πr 2)R =(B ′-B )12πr 2R所以B ′B =32.答案:B3.(2018·高考全国卷Ⅱ,T18)如图,在同一水平面内有两根平行长导轨,导轨间存在挨次相邻的矩形匀强磁场地区,地区宽度均为l ,磁感觉强度大小相等、方向交替向上向下.一边长为32l 的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动.线框中感觉电流i 随时间t 变化的正确图线可能是( )分析:设线路中只有一边切割磁感线时产生的感觉电流为i . 线框位移等效电路的连结 电流 0~l 2I =2i (顺时针) l 2~lI =0 l ~3l 2I =2i (逆时针) 3l 2~2l I =0 剖析知,只有选项D 切合要求.答案:D4.(2016·高考全国卷Ⅱ,T24)如图,水平面(纸面)内间距为l 的平行金属导轨间接一电阻,质量为m 、长度为l 的金属杆置于导轨上.t =0时,金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动.t 0时辰,金属杆进入磁感觉强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场地区,且在磁场中恰巧能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽视不计,二者一直保持垂直且接触优秀,二者之间的动摩擦因数为μ.重力加快度大小为g .求:(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2)电阻的阻值.分析:(1)设金属杆进入磁场前的加快度大小为a ,由牛顿第二定律得 F -μmg =ma ①设金属杆抵达磁场左界限时的速度为v ,由运动学公式有v =at 0②当金属杆以速度v 在磁场中运动时,由法拉第电磁感觉定律知产生的电动势为E =Blv ③联立①②③式可得E =Blt 0(F m -μg )④(2)设金属杆在磁场地区中匀速运动时,金属杆中的电流为I ,依据欧姆定律得I =E R ⑤式中R 为电阻的阻值.金属杆所受的安培力为F 安=BlI ⑥因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得F -μmg -F 安=0⑦联立④⑤⑥⑦式得R =B 2l 2t 0m .⑧答案:(1)Blt 0(F m -μg ) (2)B 2l 2t 0m[考情剖析]■命题特色与趋向——怎么考1.高考对本部分内容的要求较高,常在选择题中考察电磁感觉中的图象问题、电磁感觉中的电路、法拉第电磁感觉定律、能量变换及电荷量的计算等知识点.以导体棒运动为背景,综合应用电路的有关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律以计算题形式作为压轴题.2.电磁感觉中常波及B ­t 图象、Φ­t 图象、E ­t 图象、I ­t 图象、F ­t 图象和v ­t 图象,还波及E ­x 图象、I ­x 图象等,这种问题既要用到电磁感觉的知识,又要联合数学知识求解,对考生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高.■解题要领——怎么做1.抓住两个重点:一是电动势的大小,它取决于磁通量的变化率;二是电动势的方向,实质方向与规定的正方向一致时取正,反之取负.同时注意对无感觉电流地区的判断.2.迁徙力学知识、规律解决电磁感觉综合问题.3.常用思想方法:(1)图象法;(2)等效法;(3)守恒法;(4)模型法.[建系统·记重点]知识串连熟记中心重点讲课提示:对应学生用书第60页[网络建立][重点熟记]1.“三定章、必定律”的应用(1)安培定章:判断运动电荷、电流产生的磁场方向.(2)左手定章:判断磁场对运动电荷、电流的作使劲的方向.(3)右手定章:判断部分导体切割磁感线产生感觉电流的方向.(4)楞次定律:判断闭合电路磁通量发生变化产生感觉电流的方向.2.求感觉电动势的两种方法(1)E=n ΔΦΔt,用来计算感觉电动势的均匀值.(2)E=BLv,用来计算感觉电动势的刹时价或均匀值.3.楞次定律中“阻挡”的主要表现形式(1)阻挡原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻挡相对运动——“来拒去留”;(3)使线圈面积有扩大或减小的趋向——“增减少扩”;(4)阻挡原电流的变化(自感现象)——“增反减同”.[研考向·提能力] 考向研析 掌握应试技术讲课提示:对应学生用书第60页考向一 楞次定律和法拉第电磁感觉定律的应用1.判断感觉电流方向的两种方法(1)楞次定律:一般用于线圈面积不变,磁感觉强度发生变化的情况.(2)右手定章:一般用于导体棒切割磁感线的情况.2.求感觉电动势的方法(1)感生电动势:E =n ΔΦΔt ⎩⎪⎨⎪⎧S 不变时E =nS ΔB Δt B 不变时E =nB ΔS Δt(2)动生电动势:⎩⎪⎨⎪⎧ 平动切割:E =Blv 转动切割:E =12Bl 2ω1.(2018·贵州贵阳期末)如图甲所示,在同一平面内有两个绝缘金属细圆环A 、B ,两环重叠部分的面积为圆环A 面积的一半,圆环B 中电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示,以甲图圆环B 中所示的电流方向为负方向,则A 环中( )A.没有感觉电流B.有逆时针方向的感觉电流C.有顺时针方向的感觉电流D.感觉电流先沿顺时针方向,后沿逆时针方向分析:因为A环中磁通量变化,所以A环中有感觉电流,选项A错误;依据楞次定律,A环中产生逆时针方向的感觉电流,选项B正确,C、D错误.答案:B2.(多项选择)(2018·江西赣州中学高三模拟)1831年10月28日,法拉第展现了他发明的圆盘发电机,其表示图如下图,水平铜盘可绕竖直铜轴转动,两铜片M、N分别与铜盘边沿和铜轴连结,使整个铜盘处于竖直向上的匀强磁场中.M和N之间连结阻值为R的导体和滑动变阻器R P,若从上往下看,铜盘转动的方向为顺时针方向.已知铜盘的半径为L,铜盘转动的角速度为ω,铜盘连同两铜片对电流的等效电阻值为r,磁感觉强度为B,以下说法正确的选项是()A.导体R中的电流方向从a到bB.铜盘转动产生的感觉电动势大小为12BL2ωC.挪动滑动触头地点时,导体R的最大功率为B4L4Rω2 4(R+r)2D.假如R P=R+r,则滑动变阻器的最大功率为B2L4ω216(R+r)分析:若从上往下看,铜盘转动的方向为顺时针方向,依据右手定章可知,导体R中的电流方向从b到a,故A错误;依据法拉第电磁感觉定律得,铜盘转动产生的感觉电动势为E=12BL2ω,故B正确;依据闭合电路欧姆定律得I=E r +R +R P ,则导体R 的功率为P =I 2R =(E r +R +R P)2R ,当R P =0时,导体的功率最大,即P m =B 2L 4Rω24(R +r )2,故C 错误;把导体R 等效成电源的内阻,则电流的等效内阻为r ′=r +R ,此时外电路只有R P ,故当R P =r +R 时,滑动变阻器的功率最大,即P m ′=B 2L 4ω216(R +r ),故D 正确. 答案:BD3.如图甲所示,绝缘的水平桌面上搁置一金属圆环,在圆环的正上方搁置一个螺线管,在螺线管中通入如图乙所示的电流,电流从螺线管a 端流入为正.以下说法正确的选项是( )A .从上往下看,0~1s 内圆环中的感觉电流沿顺时针方向B .0~1s 内圆环面积有扩充的趋向C .3s 末圆环对桌面的压力小于圆环的重力D .1~2s 内和2~3s 内圆环中的感觉电流方向相反分析:由图乙知,0~1s 内螺线管中电流渐渐增大,穿过圆环向上的磁通量增大,由楞次定律知圆环中感觉电流的磁场向下,圆环面积有减小的趋向,从上往下看,0~1s 内圆环中的感觉电流沿顺时针方向,选项A 正确,B 错误;同理可得1~2s 内和2~3s 内圆环中的感觉电流方向同样,选项D 错误;3s 末电流的变化率为0,螺线管中磁感觉强度的变化率为0,在圆环中不产生感觉电流,圆环对桌面的压力等于圆环的重力,选项C 错误.答案:A考向二 电磁感觉中的图象问题[典例展现1] (多项选择)(2018·高考全国卷Ⅲ)如图(a),在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ,R 在PQ 的右边.导线PQ 中通有正弦沟通电i ,i 的变化如图(b)所示,规定从Q 到P 为电流正方向.导线框R 中的感觉电动势( )A .在t =T 4时为零B .在t =T 2时改变方向C .在t =T 2时最大,且沿顺时针方向D .在t =T 时最大,且沿顺时针方向[思路研究] (1)怎样判断通电直导线四周的磁场?(2)i ­t 图象中的信息说明导线框R 内的磁通量怎样变化?[分析] 在t =T 4时,沟通电图线斜率为0,即磁场变化率为0,由E =ΔΦΔt =ΔB Δt S 知,E =0,A 对;在t =T 2和t =T 时,图线斜率最大,在t =T 2和t =T 时感觉电动势最大,在T 4到T 2之间,电流由Q 向P 减弱,导线在R 处产生垂直纸面向里的磁场,且磁场减弱,由楞次定律知,R 产生的感觉电流的磁场方向也垂直纸面向里,即R 中感觉电动势沿顺时针方向,同理可判断在T 2到3T 4时,R 中电动势也为顺时针方向,在34T 到T 时,R 中电动势为逆时针方向,C 对,B 、D 错.[答案] AC[方法技巧]解决电磁感觉图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类,即是B ­t 图象仍是Φ­t 图象,或许是E ­t 图象、I ­t 图象等,如例题中考察了i ­t 图象.(2)剖析电磁感觉的详细过程,如例题中电流变化惹起导线框R 内磁通量变化,要分段研究.(3)用右手定章或楞次定律确立方向对应关系.(4)联合法拉第电磁感觉定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数关系式.(5)依据函数关系式,进行数学剖析,如剖析斜率的变化、截距等.(6)应用图象信息绘图象、判断图象或议论各物理量的变化,如例题中是依据i ­t 图象信息议论导线框R 的电动势变化.4.(多项选择)如图甲所示,面积为S 的n 匝圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感觉强度大小随时间周期性变化,如图乙所示.已知线圈的电阻为R ,则以下说法正确的选项是( )A .线圈内产生的感觉电动势最大值为SB 0B .线圈内产生的感觉电流最小值为nSB 02RC .线圈内产生的感觉电动势周期为4sD .0~1s 内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向分析:依据法拉第电磁感觉定律可知E =n ΔB Δt S ,联合图乙剖析可知,在0~1s 内产生的感觉电动势最大,最大值为E max =n ΔB Δt S =nB 0S ,A 错误;1~2s内线圈内产生的感觉电动势最小为零,故感觉电流的最小值为零,B 错误;由图线可知,线圈内产生的感觉电动势周期为4s ,C 正确;0~1s 内磁感觉强度渐渐增大,线圈中的磁通量增大,依据楞次定律可知,0~1s 内线圈内产生的感觉电流沿顺时针方向,D 正确.答案:CD5.如图甲所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感觉强度的大小为B ,磁场在y 轴方向足够宽,在x 轴方向宽度为a .向来角三角形导线框ABC (BC 边的长度为a )从图示地点向右匀速穿过磁场地区,以逆时针方向为电流的正方向,在图乙中感觉电流i 、BC 两头的电压u BC 与导线框挪动的距离x 的关系图象正确的选项是( )分析:导线框切割磁感线产生感觉电动势E =BLv ,感觉电流i =E R =BLv R ,在0~a 内,有效长度L 均匀变大,感觉电流i 均匀变大,在a ~2a 内,有效长度L 均匀变大,感觉电流均匀变大,由楞次定律可知,在线框进入磁场的过程中,感觉电流沿逆时针方向,电流是正的,在线框走开磁场的过程中,感觉电流沿顺时针方向,感觉电流是负的,故A 、B 错误;BC 两头的电压u BC =iR ,在0~a 内,i 均匀增大,u BC 均匀增大,且B 点电势高于C 点电势,u BC >0;在a ~2a 内,i 均匀增大,u BC 均匀增大,且B 点电势低于C 点电势,u BC <0,故C 错误,D 正确.答案:D6.(多项选择)(2018·河南洛阳一模)如图甲所示,水平搁置的平行金属导轨连结一个平行板电容器C 和电阻R ,导体棒MN 放在导轨上且接触优秀,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感觉强度B 的变化状况如图乙所示(图示磁感觉强度方向为正),MN 一直保持静止,则0~t 2时间( )A .电容器C 的电荷量大小一直没变B .电容器C 的a 板先带正电后带负电C .MN 所受安培力的大小一直没变D .MN 所受安培力的方向先向右后向左分析:由题图乙可知,回路内磁感觉强度变化率ΔB Δt 不变,依据法拉第电磁感觉定律知E =S ΔB Δt 为恒定值,电容器C 两头的电压值不变,依据C =Q U 可知,电容器C 的电荷量大小一直没变,选项A 正确,B 错误;依据闭合电路欧姆定律知,MN 中电流恒定不变,因为磁感觉强度B 变化,MN 所受安培力的大小变化,选项C 错误;利用楞次定律可判断出MN 中感觉电流的方向为从N 到M ,依据左手定章,MN 所受安培力的方向为先向右后向左,选项D 正确.答案:AD考向三 电磁感觉中的电路与动力学识题[典例展现2] (2017·高考海南卷)如图,两圆滑平行金属导轨置于水平面(纸面)内,导轨间距为l ,左端连有阻值为R 的电阻,一金属杆置于导轨上,金属杆右边存在一磁感觉强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场地区.已知金属杆以速度v 0向右进入磁场地区,做匀变速直线运动,抵达磁场地区右界限(图中虚线地点)时速度恰巧为零,金属杆与导轨一直保持垂直且接触优秀.除左端所连电阻外,其余电阻忽视不计.求金属杆运动到磁场地区正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率.[思路研究] (1)金属棒在磁场中运动的加快度是多大?(2)金属棒在磁场中运动的位移是多少?(3)金属棒到达磁场地区中间时的速度是多大?[分析] 由题意可知,开始时金属杆产生的感觉电动势为E =Blv 0依照闭合电路欧姆定律,则电路中电流为I =Blv 0R 再由安培力公式有F =BIl =B 2l 2v 0R设金属杆的质量为m ,则金属杆在整个过程中的加快度为a =F m =B 2l 2v 0Rm设金属杆由开始到停止的位移为x ,由运动学公式有0-v 20=-2ax ,解得x =v 202a =Rmv 02B 2l 2故正中间隔开始的位移为x 中=Rmv 04B 2l 2设金属杆在中间地点时的速度为v ,由运动学公式有v2-v20=-2ax中,解得v=2 2v0则金属杆运动到中间地点时,所遇到的安培力为F′=BI′l=2B2l2v0 2R金属杆中电流的功率为P=I′2R=B2l2v20 2R.[答案]2B2l2v02RB2l2v202R[方法技巧]解决电磁感觉中的电路和动力学识题的重点电磁感觉与动力学识题联系的桥梁是磁场对感觉电流的安培力.解答电磁感觉中的动力学识题,在剖析方法上,要一直抓住导体的受力(特别是安培力)特色及其变化规律,明确导体的运动过程以及运动过程中状态的变化,正确掌握运动状态的临界点.(3)临界点→运动状态的变化点7.如下图,ab、cd是间距为l的圆滑倾斜金属导轨,与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计,ac间接有阻值为R的电阻,空间存在磁感觉强度大小为B0、方向竖直向上的匀强磁场.将一根阻值为r、长度为l的金属棒从轨道顶端由静止开释,金属棒沿导轨向下运动的过程中一直与导轨接触优秀.已知当金属棒向下滑行距离x 抵达MN处时达到稳固速度,重力加快度为g,求:(1)金属棒下滑到MN的过程中经过电阻R的电荷量;(2)金属棒的稳固速度的大小.分析:(1)金属棒下滑到MN 的过程中的均匀感觉电动势为E =ΔΦΔt =B 0lx cos θΔt依据闭合电路欧姆定律,电路中的均匀电流为I =ER +r =B 0lx cos θ(R +r )Δt ,则q =I Δt =B 0lx cos θR +r . (2)金属棒速度稳准时的感觉电动势为E =B 0lv cos θ电路中产生的电流为I =E R +r金属棒受的安培力为F =B 0Il稳准时金属棒的加快度为零,由力的均衡条件可知mg sin θ-F cos θ=0联立以上各式解得,稳准时金属棒的速度v =mg (R +r )sin θB 20l 2cos 2θ. 答案:(1)B 0lx cos θR +r(2)mg (R +r )sin θB 20l 2cos 2θ 8.如下图,一与水平面夹角为θ=37°的倾斜平行金属导轨,两导轨足够长且相距L =,此外两根水平金属杆MN和PQ 的质量均为m =,可沿导轨无摩擦地滑动,MN 杆和PQ 杆的电阻均为R =0.2Ω(倾斜金属导轨电阻不计),MN杆被两个垂直于导轨的绝缘立柱挡住,整个装置处于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向上,磁感觉强度B =1.0T .PQ 杆在恒定拉力F 作用下由静止开始向上加快运动,拉力F 垂直PQ 杆沿导轨平面向上,当运动位移x =时PQ 杆达到最大速度,此时MN 杆对绝缘立柱的压力恰巧为零(g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:(1)PQ 杆的最大速度大小v m ;(2)当PQ 杆加快度a =2m/s 2时,MN 杆对峙柱的压力大小.分析:(1)PQ 杆达到最大速度时,感觉电动势为E m =BLv m ,感觉电流为I m =E m 2R ,依据MN 杆受力剖析可得,mg sin θ=BI m L ,联立解得v m =2mgR sin θB 2L 2(2)当PQ 杆的加快度a =2m/s 2时,对PQ 杆受力剖析,依据牛顿第二定律可得F -mg sin θ-BIL =ma ,对MN 杆受力剖析,依据共点力的均衡可得BIL +F N -mg sin θ=0,PQ 杆达到最大速度时,有F -mg sin θ-BI m L =0,联立解得F N =0.02N ,依据牛顿第三定律可得MN 杆对峙柱的压力大小F N ′=0.02N.考向四 电磁感觉中的能量问题[典例展现3] 如下图,竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd 的边长均为l 、电阻均为R ,质量分别为2m 和m ,它们分别系在一越过两个定滑轮的绝缘轻绳两头,在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感觉强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场.开始时ABCD 的下界限与匀强磁场的上界限重合,abcd 的上界限到匀强磁场的下界限的距离为l .现将两导线框由静止开释,当ABCD 所有进入磁场时,两导线框开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力,重力加快度为g ,求:(1)两导线框匀速运动的速度大小;(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;(3)导线框abcd 经过磁场的时间.[思想流程][分析] (1)如下图,设两导线框刚匀速运动的速度大小为v 、此时轻绳上的张力为F T ,则对ABCD 有F T =2mg ①对abcd 有F T =mg +BIl ②I =E R ③ E =Blv ④则v =mgR B 2l 2⑤(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为Q ,当左、右两导线框分别向上、向下运动2l 的距离时,两导线框等高,对这一过程,由能量守恒定律有4mgl =2mgl +12×3mv 2+Q ⑥联立⑤⑥解得Q =2mgl -3m 3g 2R 22B 4l 4(3)导线框abcd 经过磁场的过程中以速度v 匀速运动,设导线框abcd 经过磁场的时间为t ,则t =3l v ⑦联立⑤⑦解得t =3B 2l 3mgR .[答案] (1)mgR B 2l 2 (2)2mgl -3m 3g 2R 22B 4l 4 (3)3B 2l 3mgR[方法技巧]求解电磁感觉中能量问题的策略(1)若回路中的电流恒定,能够利用电路构造及W=UIt或Q=I2Rt直接进行计算.(2)若回路中的电流变化,则可按以下两种状况计算:①利用功能关系求解:电磁感觉中产生的电能等于战胜安培力所做的功;②利用能量守恒定律求解:其余形式的能的减少许等于回路中产生的电能,如例题(2)中焦耳热的计算.9.(2018·河南洛阳一模)如下图,圆滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L=1m,导轨间连结的定值电阻R=3Ω,导轨上放一质量为m=的金属杆ab,金属杆一直与导轨接触优秀,杆的电阻r=1Ω,其余电阻不计,整个装置处于磁感觉强度为B=1T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里.重力加快度g取10m/s2.现让金属杆从AB地点由静止开释,忽视空气阻力的影响,求:(1)金属杆的最大速度;(2)若从金属杆开始着落到恰巧达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q=0.6J,此时金属杆着落的高度.分析:(1)设金属杆的最大速度为v m,此时安培力与重力均衡,即F安=mg①又F安=BIL②E=BLv m③I=ER+r④代入数据,联立①②③④得v m=4m/s(2)电路中产生的总焦耳热Q总=R+r R Q由能量守恒定律得mgh=12mv2m+Q总代入数据解得h=.10.如图甲所示,斜面上存在一有理想界限的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直,在斜面上离磁场上界限s1=处静止开释一单匝矩形金属线框,线框底边和磁场界限平行,金属线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.整个线框进入磁场的过程中,机械能E和位移s之间的关系如图乙所示.已知E0-E1=0.09J,线框的质量为,电阻为0.06Ω,斜面倾角θ=37°,磁场地区的宽度d=,重力加快度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)线框刚进入磁场时的速度大小v1;(2)线框从开始进入磁场至完整进入磁场所用的时间t;(3)线框穿越磁场的整个过程中电功率的最大值.分析:(1)在未进入磁场前,金属线框做匀加快直线运动,有a=g sin37°-μg cos37°=2m/s2v21=2as1解得v1(2)金属线框进入磁场的过程中,减小的机械能等于战胜摩擦力F f和安培力F A所做的功,机械能均匀减小,所以安培力为恒力,线框匀速进入磁场.设线框的侧边长为s2,即线框进入磁场过程运动的距离为s2,依据功能关系,除重力以外的力所做的功等于物体机械能的变化,所以有ΔE=W f+W A=(F f+F A)s2因为是匀速进入磁场,所以F f+F A=mg sin 37°=0.6 N解得s2t=s2v1=,1.2)s=0.125s.(3)设线框刚出磁场时的速度大小为v 2,则有v 22=v 21+2a (d -s 2)解得v 2=1.6 m/s则线框刚出磁场时的速度最大,有P max =I 2R =B 2L 2v 22R依据线框匀速进入磁场,有F A +μmg cos37°=mg sin37°F A =BIL =B 2L 2v 1R联立解得P max =0.43W.[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分独自成册 对应学生用书第145页(45分钟)一、单项选择题1.(2018·贵州一般高等学校招生适应性考试)如图甲所示,一位于纸面内的圆形线圈经过导线与一小灯泡相连,线圈中有垂直于纸面的磁场.以垂直纸面向里为磁场的正方向,该磁场的磁感觉强度B 随时间t 的变化规律如图乙所示,则以下说法正确的选项是( )A .t 1~t 3时间内流过小灯泡电流的方向先为b →a 后为a →bB .t 1~t 3时间内流过小灯泡电流的方向先为a →b 后为b →aC.t1~t3时间内小灯泡先变亮后变暗D.t1~t3时间内小灯泡先变暗后变亮分析:t1~t3时间内穿过线圈的磁通量先向里减小后向外增添,依据楞次定律可知,流过小灯泡电流的方向为a→b,选项A、B错误;t1~t3时间内,B­t 线的斜领先增大后减小,则磁通量的变化领先增大后减小,感觉电动势先增大后减小,小灯泡先变亮后变暗,选项C正确,D错误.答案:C2.(2017·高考全国卷Ⅲ)如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的地区内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ忽然向右运动,在运动开始的瞬时,对于感觉电流的方向,以下说法正确的选项是() A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向分析:金属杆PQ向右切割磁感线,依据右手定章可知PQRS中感觉电流沿逆时针方向;本来T中的磁场方向垂直于纸面向里,闭合回路PQRS中的感觉电流产生的磁场方向垂直于纸面向外,使得穿过T的磁通量减小,依据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感觉电流.综上所述,可知A、B、C项错误,D 项正确.答案:D3.法拉第圆盘发电机的表示图如下图.铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边沿和铜轴接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中.圆回旋转时,对于流过电阻R的电流,以下说法正确的选项是()A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b到a的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变成本来的2倍,则电流在R上的热功率也变成本。

2024年高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第11讲电磁感应规律及其应用

2024年高考物理二轮复习专题四电路与电磁感应第11讲电磁感应规律及其应用
专题四
电路与电磁感应
第11讲
电磁感应规律及其应用
【复习目标】 1. 掌握楞次定律、法拉第电磁感应定律,并灵活应用。
2. 掌握电磁感应中图像的分析技巧。
3. 做好电磁感应中的电路分析、电源分析、动力学和能量转化分析。
考点一 楞次定律 法拉第电磁感应定律
角度1 楞次定律的应用
1. 应用楞次定律要“三看”和“三想”
矩形线圈abcd,埋在地下的线圈分别为1、2,通入顺时针方向(俯视)
的电流,当汽车经过线圈时( C )
A. 线圈1、2产生的磁场方向竖直向上
B. 汽车进入线圈1过程产生的感应电流方向为abcd
C. 汽车离开线圈1过程产生的感应电流方向为abcd
D. 汽车进入线圈2过程受到的安培力方向与速度方向
相同
角度2 法拉第电磁感应定律
( B )
A. 0.30V
B. 0.44V
C. 0.59V
D. 4.3V
[对点训练]
2. (2023·苏锡常镇二模)如图甲所示,一条南北走向的小路,路口设
有出入道闸,每侧道闸金属杆长L,当有车辆通过时杆会从水平位置匀
速转过90°直到竖起,所用时间为t。此处地磁场方向如图乙所示,B为
地磁场总量,BH为地磁场水平分量,Bx、By、Bz分别为地磁场在x、y、z
(2023·湖北卷)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通
信,其天线类似一个压平的线圈,线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所
示,一正方形NFC线圈共3匝,其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm,图
中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线
圈 , 磁 感 应 强 度 变 化 率 为 103T/s , 则 线 圈 产 生 的 感 应 电 动 势 最 接 近

高考物理二轮复习专题电磁感应讲含解析.doc

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电磁感应4.错误!未指定书签。

纵观近几年高考试题,预测2019年物理高考试题还会考:1.高考命题频率较高的是感应电流的产生条件、方向的判定和法拉第电磁感应定律的应用,与电路、力学、能量及动量等知识相联系的综合及图象问题(如Φ-t图象、B-t图象和i-t图象)等时有出现,要高度重视,法拉第电磁感应定律、楞次定律一直是高考命题的热点。

2.本专题因难度大、涉及知识点多、综合能力强,主要的题型还是杆+导轨模型问题,线圈穿过有界磁场问题,综合试题还会涉及力和运动、能量守恒等知识,还可能以科学技术的具体问题为背景,考查运用知识解决实际问题的能力。

错误!未指定书签。

考向01 法拉第电磁感应定律和楞次定律1.讲高考(1)考纲要求知道电磁感应现象产生的条件;理解磁通量及磁通量变化的含义,并能计算;掌握楞次定律和右手定则的应用,并能判断感应电流的方向及相关导体的运动方向;能应用法拉第电磁感应定律、公式E =Blv 计算感应电动势.2.理解自感、涡流的产生,并能分析实际应用。

考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律的应用 考点定位】考查了楞次定律的应用、导体切割磁感线运动【方法技巧】在分析导体切割磁感线运动、计算电动势时,一定要注意导体切割磁感线的有效长度,在计算交变电流的有效值时,一定要注意三个相同:相同电阻,相同时间,相同热量。

2.讲基础 (1)电磁感应现象① 产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量发生变化.② 能量转化:发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能. (2) 楞次定律①内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. ②适用情况:所有的电磁感应现象.③右手定则:适用情况:导体棒切割磁感线产生感应电流. (3)法拉第电磁感应定律 ①法拉第电磁感应定律的公式tnE ∆∆Φ=. ②导体切割磁感线的情形:则E =Blv sin_θ.(运动速度v 和磁感线方向夹角为);E =Blv .(运动速度v 和磁感线方向垂直);导体棒以端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势E =Bl v =12Bl 2ω(平均速度等于中点位置线速度12l ω). 3.讲典例案例1.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈。

高三一轮二轮复习电磁感应教案讲义(含答案)

高三一轮二轮复习电磁感应教案讲义(含答案)

电磁感应第1课时电磁感应现象楞次定律一、电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量发生_ _______时,电路中有____________产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应.2.产生感应电流的条件:表述1:闭合电路的一部分导体在磁场内做______ ________运动.表述2:穿过闭合电路的磁通量____________.3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为______.2.引起磁通量Φ变化的情况有哪些?二、感应电流方向的判断1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要________引起感应电流的__________的变化.(2)适用情况:所有的电磁感应现象.2.右手定则(1)内容:伸开右手,使拇指与其余四个手指________,并且都与手掌在同一个________,让磁感线从掌心进入,并使拇指指向____________的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用情况:____________________产生感应电流.考点一电磁感应现象能否发生的判断判断流程:(1)确定研究的闭合电路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ.(3)错误!【典例剖析】例1.(多选)下列说法正确的是( )A.闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生B.穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中不一定有感应电流产生C.线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生D.当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势例2.如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)例3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接.下列说法中正确的是( )A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才会偏转1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化2.(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图中所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )A.线圈a中有感应电流B.线圈b中有感应电流C.线圈c中无感应电流D.线圈d中无感应电流3.绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生.①闭合电健K的瞬时.②保持电键K闭合的时候.③断开电键K的瞬时.④电键K闭合将变阻器R O的滑动端向左滑动时:.(以上各空均填“有”或“无”)考点二利用楞次定律判断感应电流的方向判断感应电流方向的“三步走”【典例剖析】例1.如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨,导轨平面与磁场垂直,金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS,一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )A.PQRS中沿顺时针方向,T中沿逆时针方向B.PQRS中沿顺时针方向,T中沿顺时针方向C.PQRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D.PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向例2.如图甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~T2时间内,直导线中电流向上,则在T2~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )A.顺时针,向左B.逆时针,向右C.顺时针,向右D.逆时针,向左例3.如图所示的各种情境中,满足磁铁与线圈相互排斥,通过R的感应电流方向从a到b的是()A.B.C.D.例4.如图所示,一水平放置的矩形线圈abed在磁场N极附近竖直自由下落,保持bc正在纸外,a d边在纸内,由图中的位置I经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,这三个位置都靠得很近,在这个过程中,绕圈中感应电流的方向是()A.沿a→b→c→d的方向流动B.沿d→c→b→a的方向流动C.由I到Ⅱ是沿a→b→c→d的方向流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿d→c→b→a的方向流动D.由I到Ⅱ是沿d→c→b→a的方向流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿a→b→c→d的方向流动例5.如图所示,一个N极朝下的条形磁铁竖直下落,恰能穿过水平放置的固定矩形导线框,则( )A.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿abcd方向;经过位置②时,沿adcb方向B.磁铁经过位置①时,线框中感应电流沿adcb方向;经过位置②时,沿abcd方向C.磁铁经过位置①和②时,线框中的感应电流都沿abcd方向D.磁铁经过位置①和②时,线框中感应电流都沿a dcb方向例6.如图所示,矩形导线框从通电直导线EF左侧运动到右侧的过程中,关于导线框中产生的感应电流的说法正确的是()A.感应电流方向是先沿abcd方向流动,再沿adc b方向流动B.感应电流方向是先沿adcb方向流动,然后沿a bcd方向流动,再沿adcb方向流动C.感应电流始终是沿adcb方向流动D.感应电流始终是沿abcd方向流动1.如图所示,在通电长直导线AB的一侧悬挂一可以自由摆动的闭合矩形金属线圈P,AB在线圈平面内.当发现闭合线圈向右摆动时( )A.AB中的电流减小,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流B.AB中的电流不变,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流C.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生逆时针方向的电流D.AB中的电流增大,用楞次定律判断得线圈中产生顺时针方向的电流2.MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则( )A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a到b到d到cB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc 回路有电流,电流方向由c到d到b到aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度v cd>v ab,则a bdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a 3.如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd。

高考物理大二轮复习专题五电路与电磁感应第二讲电磁感应规律及其综合应用教学案

高考物理大二轮复习专题五电路与电磁感应第二讲电磁感应规律及其综合应用教学案

第二讲电磁感应规律及其综合应用
[答案] (1)楞次定律与右手定则的关系
楞次定律右手定则
研究
整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分
对象
适用
磁通量变化产生感应电流的各种情况一段导体在磁场中做切割磁感线运动范围
关系右手定则是楞次定律的特殊情况
(2)公式:E=n
Δt
n:线圈的匝数,ΔΦ:磁通量的变化量,Δt:对应于ΔΦ所用的
时间,ΔΦΔt
:磁通量的变化率.
(3)解决电路问题的基本思路
①找电源:哪部分电路产生了电磁感应现象,则这部分电路就是电源.
②由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极.
a .在外电路,电流从正极流向负极;在内电路,电流从负极流向正极.
b .存在双感应电动势的问题中,要求出总的电动势. ③正确分析电路的结构,画出等效电路图.
a .内电路:“切割”磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻.
b .外电路:除“电源”以外的电路即外电路.
④运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等列方程求。

高中物理二轮总复习 电磁感应综合题教案

高中物理二轮总复习 电磁感应综合题教案

命题点2 电磁感应综合题本类考题解答锦囊解答“龟磁感应综合题”一类试题,应了解以下几点:1.电磁感应与力学知识综合:导体在磁场中做切割磁感线运动,田路中产生感应电流,感应电流在磁场中又要受到安培办的作府;从而引出一系列如平衡、加速度、动量和能量等综合问题.利用平衡、牛顿定律和动量定理 动能定理要解决问题2.电磁感应和直流电路知识综合:利用闭合电路欧姆定律求感应电流的大小,利用直流电路的串、并联知识求各部分支路的电压、电流和电功率(或热功率)、消耗的电能等问.3.涉及能的转化和守恒定律,有时用守恒思想解题较简单.Ⅰ 高考最新热门题1 (典型例题)如图25-2—1所示,a 1b 1c 1d 1和a 2b 2c 2d 2为在同一竖直平面内的金属导轨,处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在的平面纸面)向里.导线的a 1b 1,段与a 2b 2段是竖直的,距离为l 1,c 1d 1段与c 2d 2段也是垂直的,距离为l 2,x 1y 1与x 2y 2为两根用不可可长的绝缘轻线相连的金属细杆,质量分别为m 1和m 2,它们都垂直于导轨并与导轨保持光滑接触.两杆与导轨构成的回路的总电阻为R.F 为作用于金属杆x 1y 1上的竖直向上的恒力.已知两杆运动到图示位置时,已匀速向上运动,求此时作用于两杆的重力的功率大小和回路电阻上的热功率.命题目的与解题巧:考查法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律、焦耳定律等规律的综合应用能力.解题关键是分析清楚物理过程.[解析] 设杆向上运动的速度为v ,因杆的运动,两抒与导轨构成的回路的面积减少,从而磁通量也减少,由法拉第电磁感应定律,回路中的感应电动势的大小E=B(l 2-l 1) ①回路中的电流R EI = ②电流沿顺时针方向,两金属杆都要受到安培力作用,作用于杆x 1y 1的安培力f 1=Bl 1I ③方向向上 作用于杆x 2y 2的安培力f 2=Bl 2I ④方向向下当杆作匀速运动时,根据牛顿第二定律有:F-m 1g-m 2g+f 1-f 2=0 ⑤ 解以上各式,得)()(2121l l B gm m F I -+-= ⑥)()(1221l l B gRm m F U -+-= ⑦作用于两杆的重力的功率的大小p=(m 1=+m 2)gv ⑧电阻上的热功率 Q=I 2R ⑨ 由⑥⑦⑧⑨式得Rl l B g m m F Q g m m R l l B gm m R p 21222121212221)()()()()(⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=+-+-= ⑩[答案] R l l B g m m F Q g m m R l l B gm m R p 21222121212221)()()()()(⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=+-+-=2 (典型例题)如图25-2—2(甲)所示,两根足够长的直金属导轨MN,PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L ,M 、P 两点间接有阻值为R 的电阻,一根质量为m 的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直,整套装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略,让ab 杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由b 向a 方向看到的装置如图25-2-2(乙)所示,请在此图中画出ab 杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑过程中,当ab 杆的速度大小为v 时,求此时ab 杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab 杆可以达到的速度最大值.答案:如图D25-1所示 (2)R Blv ;gsin θ-mR v L B 22 (3) 22sin L B mgR θ指导:(1)如图D 25-1所示,某时刻ab 杆受重力 mg ,方向竖直向下,支持力N ,方向垂直斜面向上;安培力F ,方向平行斜面向上.(2)当ab 杆速度为v 时,感应电动热E=BLv ,此时电路中电流I=ab R BLv R E ·=杆所受安培力F=BIv 根据牛顿运动定律,有ma=mgsin θ-F=mgsin θR v L B 22 , mRL B g a 22sin -=θ (3)当R v L B 22=mgsin θ时,ab 杆达到最大速度 v m ,V m =22sin L B mgR θ 3 (典型例题)水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L 一端通过导线与阻值为R 的电阻连接;导轨上放一质量为m 的金属杆,如图25—2—3所示,金属杆与导轨的电阻忽略不计.均匀磁场竖直向下,用与导轨平行的恒定拉力F 作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v 也会变化,v 和F 的关系如图25-2-4所示.(取重力加速度g=10m /s 2)(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?(2)若m=0.5kg ,L=0.5m,R=0.5Ω,磁感应强度B 为多大?(3)由v-F 图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?答案:加速度减小的加速运动 (2)lT (3)动摩擦因数 V=0.4指导:(1)金属杆运动后,回路中产生感应电流,金属杆将受 F 和安培力的作用,且安培力随着速度增大而增加,杆所受合外力减小,故加速度减小,即加速度减小的加速运动.(2)感应电动势E=BLv ,感应电流I=R E ,安培力F=BIL=Rv L B 22由图线可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用,匀速时合力为零.F=R v L B 22+f 所以v=22L B R (F-f).从图一可以得一直线的斜率k=2,所以B=2kL R =1T. (3)由直线的截距可以求得金属杆受到的阻力f=2N .若金属杆受到的阻力仅为动摩擦力,由截距可求得动摩擦因数 μ=0.4 (典型例题)·如图25-2-5所示,在水平面上两条平行导电导轨MN 、PQ ,导轨间距离为l 匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小为且两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们的质量和电阻分别为m 1、m 2和R 1、R 2.两杆与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数皆为μ.已知杆l被外力拖动,以恒定的速度v o 沿导轨运动,达到稳定状态时,杆2也以恒定速度沿导轨运动,导轨的电阻可忽略.求此时杆2克服摩擦力做功的功率.答案: p=μm 2g [)(212220R R l B gm v +-μ] 指导:设杆2的运动速度为 v ,由于两杆运动时,两杆和导轨成的回路中磁通量发生变化,产生电磁感应现象,感应电动势为E=B 1(v 0-v),感应电流I 21R R E I +=杆2做匀速运动,它受到的安培力等于它受到的摩擦力,即BlI=μm 2g .摩擦力的功率p=μm 2gv .由以上各式解得P=μm 2g[v 0-222l B gm μ(R 1+R 2)].5 (典型例题)如图25—2-6所示,OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨,O 、C 处分别接有短电阻丝(图中用粗线表示),R1=4Ω,R2=8Ω(导轨其他部分电阻不计).导轨OAC 的形状满足方程y=2sin(x 3π)(单位:m).磁感应强度B=0.2T ,的匀强磁场方向垂直于导轨平面.一足够长的金属棒在水平外力F 作用下,以恒定的速率v=5.0 m /s 水平向右在导轨上从O 点滑动到C 点,棒与导轨接触良好且始终保持与OC 导轨垂直.不计棒的电阻.求:(1)外力F 的最大值;(2)金属棒在导轨上运动时电阻丝R 1上消耗的最大功率;(3)在滑动过程中通过金属棒的电流I 与时间t 的关系.答案:0.3N(2)1W(3))35sin(43t I π= A 指导:(1)金属棒匀速运动 F 外=F 安 由E=Biv,I=总R E .得F 外=BIL =总R v L B 22当L 达到最大,即,22sin 2m L m ==π Ω=+=38·2121R R R R R 总 则N 。

高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(2021年整理)

高考物理二轮复习教案第十章电磁感应(2021年整理)

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第十章电磁感应知识网络:§10-1 电磁感应楞次定律一、电磁感应现象1。

产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。

2.感应电动势产生的条件。

感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化.3。

右手定则:伸开右手,使大拇指与四指在同一个平面内,并跟四R指垂直,让磁感线穿过手心,使大拇指指向导体的运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

4.产生感应电动势的部分相当于电源。

二、楞次定律1.楞次定律感应电流总具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

楞次定律解决的是感应电流的方向问题.它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。

前者和后者的关系不是“同向"或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍"后者“变化”的关系。

2.对“阻碍”意义的理解:(1)阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转.(2)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流.(3)阻碍不是相反.当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动.(4)由于“阻碍”,为了维持原磁场的变化,必须有外力克服这一“阻碍”而做功,从而导致其它形式的能转化为电能.因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现.3.楞次定律的具体应用(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,由磁通量计算式Φ=BS sinα可知,磁通量变化ΔΦ=Φ—Φ1有多种形式,主要有:2①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB S sinα②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS B sinα③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2—sinα1)当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。

电磁感应定律及综合应用(教学案)-2020年高考物理二轮复习精品资料Word版含解析

电磁感应定律及综合应用(教学案)-2020年高考物理二轮复习精品资料Word版含解析

电磁感应是电磁学中最为重要的内容,也是高考命题频率最高的内容之一。

题型多为选择题、计算题。

主要考查电磁感应、楞次定律、法拉第电磁感应定律、自感等知识。

本部分知识多结合电学、力学部分出压轴题,其命题形式主要是电磁感应与电路规律的综合应用、电磁感应与力学规律的综合应用、电磁感应与能量守恒的综合应用。

复习中要熟练掌握感应电流的产生条件、感应电流方向的判断、感应电动势的计算,还要掌握本部分内容与力学、能量的综合问题的分析求解方法。

预测2015年的高考基础试题重点考查法拉第电磁感应定律及楞次定律和电路等效问题.综合试题还是涉及到力和运动、动量守恒、能量守恒、电路分析、安培力等力学和电学知识.主要的类型有滑轨类问题、线圈穿越有界磁场的问题、电磁感应图象的问题等.此除日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼、超导技术这些在实际中有广泛的应用问题也要引起重视。

一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比.在具体问题的分析中,针对不同形式的电磁感应过程,法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式.二、楞次定律与左手定则、右手定则1.左手定则与右手定则的区别:判断感应电流用右手定则,判断受力用左手定则.2.应用楞次定律的关键是区分两个磁场:引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场.感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化,“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化,同时伴随着能量的转化.3.楞次定律中“阻碍”的表现形式:阻碍磁通量的变化(增反减同),阻碍相对运动(来拒去留),阻碍线圈面积变化(增缩减扩),阻碍本身电流的变化(自感现象).三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容,两者的核心内容与联系主线如图4-12-1所示:1.产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路,产生电动势的那一部分电路相当于电源,产生的感应电动势就是电源的电动势,在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极,该部分电路两端的电压即路端电压,U=RR+r E.2.在电磁感应现象中,电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和.若为纯电阻电路,则产生的电能将全部转化为内能;若为非纯电阻电路,则产生的电能除了一部分转化为内能,还有一部分能量转化为其他能,但整个过程能量守恒.能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线,抓住这条主线也就是抓住了解题的关键.在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中,机械能转化为电能,导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能.说明:求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时,要区别平均电动势和瞬时电动势,切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影.高频考点一对楞次定律和电磁感应图像问题的考查例1、(2018年全国II卷)如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。

2010高考二轮复习物理教案电磁感应教案、学案、习题人教课标版教案

2010高考二轮复习物理教案电磁感应教案、学案、习题人教课标版教案

专题六电磁感觉教学设计专题重点.感觉电流:⑴产生条件:闭合电路的磁通量发生变化。

⑵方向判断:楞次定律和右手定章。

⑶“阻拦”的表现:阻拦磁通量的变化(增反减同),阻拦物体间的相对运动(来斥去吸),阻拦原电流的变化(自感现象)。

.感觉电动势的产生:⑴感生电场:英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论以为,变化的磁场四周产生电场,这种电场叫感生电场。

感生电场是产生感生电动势的原由。

⑵动生电动势:因为导体的运动而产生的感觉电动势为动生电动势。

产生动生电动势的那部分导体相当于电源.感觉电动势的分类、计算考纲领求考点要求考点解读电磁感觉现象Ⅰ本专题有对单一知识点的观察,也有对其他知识的综合观察磁通量Ⅰ观察的主要内容有楞次定律和法拉第电磁感觉定律特别是电法拉第电磁感觉定律Ⅱ磁感觉与动力学、电路、能量守恒定律、图像互相联合的题楞次定律Ⅱ目自感、涡流Ⅰ教法引导此专题复习时,可以先让学生完成相应的习题,在精心批阅以后以题目带动知识点,进行适当提炼讲解。

这一专题的知识点较为综合,高考要求广泛较高,属于必考知识点因为这部分的综合题许多,二轮复习时还是要步步为营,从基本规律,基本解题步骤出发再进行提高。

知识网络典例精析题型 .(楞次定律的应用和图像)如图甲所示,存在有界匀强磁场,磁感觉强度大小均为,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为,在磁场所区的左边相距为处,有一边长为的正方形导体线框, 总电阻为, 且线框平面与磁场方向垂直 . 现使线框以速度匀速穿过磁场所区以初始地点为计时起点,规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正,垂直纸面向里时为 正,则以下关于线框中的感觉电动势、磁通量、感觉电流、和电功率的四个图象描述不正确 的是()分析:在第一段时间内,磁通量等于零,感觉电动势为零,感觉电流为零,电功率为零。

E BLv (BLv) 2BS BLvt , EIR PR 。

在第二段时间内,BLv ,R,IE 2BLv (2BLv )2BS 2BLvt , ERR ,P在第三段时间内,2BLv ,R 。

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电磁感应规律1.电磁感应现象(1)磁通量:Φ=BS,磁通量的变化:ΔΦ=Φ2-Φ1.(2)通过磁场产生电动势或电流的现象叫电磁感应现象,发生电磁感应现象的那部分导体相当于电源,电磁感应的实质是机械能转化为电能.2.电路知识 (1)电流强度:I =qt(2)导体的电阻:R =ρLS .(3)欧姆定律:I =U R 、I =ER +r(4)电功:W =UIt ,电功率:P =Wt =UI ,焦耳定律:Q =I 2Rt .3.力学知识(1)力的分解与合成的平行四边形定则、正交分解法. (2)滑动摩擦力:F 滑=μF N ,安培力F 安=BIL . (3)牛顿第二定律:F 合=ma(4)匀变速直线运动的规律:v 1=v 0+at 、s =v 0t +12at 2、v 21-v 20=2as 、s =v -t =v 0+v t 2t . (5)功能关系:安培力做正功,电能转化为机械能;做负功,机械能转化电能. (6)动能定理:W 总=12m v 22-12m v 21.(7)能量守恒定律:能的转化和守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他的形式,或者从一个物体转移到别的物体,而能的总量保持不变.1.(2015·课标Ⅰ)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )A .圆盘上产生了感应电动势B .圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C .在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D .圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动 答案 AB解析 如图所示,将铜圆盘等效为无数个长方形线圈的组合,则每个线圈绕OO ′轴转动时,均有感应电流产生,这些感应电流产生的磁场对小磁针有作用力,从而使小磁针转动起来,可见A 、B 均正确.由上述分析可见,感应电流的方向与圆盘的转动方向并不一致,故D 错.由对称性可见,穿过整个圆盘的磁通量始终为零,故C 错.2.(2015·安徽理综)如图所示,abcd 为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l ,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,导轨电阻不计.已知金属杆MN 倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r ,保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则( )A .电路中感应电动势的大小为Bl vsin θB .电路中感应电流的大小为B v sin θrC .金属杆所受安培力的大小为B 2l v sin θrD .金属杆的发热功率为B 2l v 2r sin θ答案 B解析 金属杆MN 切割磁感线的有效长度为l ,产生的感应电动势E =Bl v ,A 错误;金属杆MN 的有效电阻R =rlsin θ,故回路中的感应电流I =E R =Bl v sin θrl =B v sin θr ,B 正确;金属杆受到的安培力F =BIlsin θ=Bl sin θ·B v sin θr =B 2l vr ,C 错误;金属杆的热功率P =I 2R =B 2v 2sin 2θr 2·rl sin θ=B 2v 2sin θ·lr ,D 错误. 3.(2015·山东理综)如图甲,R 0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内.左端连接在一周期为T 0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R 0的电流i 始终向左,其大小按图乙所示规律变化.规定内圆环a 端电势高于b 端时,a 、b 间的电压u ab 为正,下列u ab t 图象可能正确的是( )答案 C解析 由题图乙知,0~0.25T 0,外圆环电流逐渐增大且ΔiΔt 逐渐减小,根据安培定则,外圆环内部磁场方向垂直纸面向里,磁场逐渐增强且ΔBΔt 逐渐减小,根据楞次定律知内圆环a端电势高,所以u ab >0,根据法拉第电磁感应定律u ab =ΔΦΔt =ΔBSΔt 知,u ab 逐渐减小;t =0.25T 0时,Δi Δt =0,所以ΔBΔt =0,u ab =0;同理可知0.25T 0<t <0.5T 0时,u ab <0,且|u ab |逐渐增大;0.5T 0~T 0内重复0~0.5T 0的变化规律.故选项C 正确.知识:法拉第电磁感应定律、安培定则及楞次定律的综合应用.能力:对图象的理解能力、推理能力和分析综合能力.试题难度:中等.4.(2015·江苏单科)做磁共振(MRI)检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流.某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r =5.0 cm ,线圈导线的截面积A =0.80 cm 2,电阻率ρ=1.5 Ω·m.如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B 在0.3 s 内从1.5 T 均匀地减为零,求:(计算结果保留一位有效数字)(1)该圈肌肉组织的电阻R ;(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E ; (3)0.3 s 内该圈肌肉组织中产生的热量Q .答案 (1)6×103Ω (2)4×10-2V (3)8×10-8J解析 (1)由电阻定律得R =ρ2πrA ,代入数据得R =6×103Ω(2)感应电动势E =ΔB ·πr 2Δt ,代入数据得E =4×10-2V(3)由焦耳定律得Q =E 2RΔt ,代入数据得Q =8×10-8J电磁感应的图象问题1.电磁感应中的图象多在选择题中出现,有时也在计算题中考查,主要考查以下内容:(1)综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律及电路、安培力等相关知识;(2)在计算题中考查学生的识图能力.电磁感应现象中,回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律,可用图象直观地表现出来(如:I -t 、B -t 、E -t 等),此题型可大致分为两类:(1)由给定的电磁感应过程选择相应的物理量的函数图象,以选择题形式为主;(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程,确定相关物理量,以综合计算题形式出现. 2.解答电磁感应问题的一般步骤:(1)明确图象的种类,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)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系.(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式. (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)画图象或判断图象.【例1】 (2013·新课标全国卷Ⅰ)如图,在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ,其中ab 、ac 在a 点接触,构成“V ”字型导轨.空间存在垂直于纸面的均匀磁场.用力使MN 向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN 始终与∠bac 的平分线垂直且和导轨保持良好接触.下列关于回路中电流i 与时间t 的关系图线,可能正确的是( )【审题突破】 1.正确写出回路中感应电流i 与时间t 的函数关系式是解题的关键. 2.解题思路(1)写出金属棒MN 匀速向右切割磁感线产生的感应电动势及整个回路电阻的表达式; (2)根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流,得到回路中电流i 和时间t 的关系式. 答案 A解析 金属棒MN 匀速向右切割磁感线产生的感应电动势为E =BL v ,设∠bac =2θ,金属棒单位长度的电阻为r ,则整个回路的电阻为R =r (L +L 2 sin θ×2)=r (1+1sin θ)L ,再根据欧姆定律可得回路中的电流为i =ER=BL vr (1+1sin θ)L =B v sin θr (1+sin θ)=定值,故图A 正确.1.解答电磁感应问题的“三个关注”:(1)关注初始时刻,如初始时刻感应电流是否为零,是正方向还是负方向.(2)关注变化过程,看电磁感应发生的过程分为几个阶段,这几个阶段是否和图象变化相对应.(3)关注大小、方向的变化趋势,看图线斜率的大小、图线的曲、直是否和物理过程对应.2.图象问题的思路与方法:(1)图象选择问题:求解物理图象的选择题可用“排除法”,即排除与题目要求相违背的图象,留下正确图象.也可用“对照法”,即按照要求画出正确的草图,再与选项对照.解决此类问题关键是把握图象特点、分析相关物理量的函数关系、分析物理过程的变化或物理状态的变化.(2)图象分析问题:定性分析物理图象,要明确图象中的横轴与纵轴所代表的物理量,弄清图象的物理意义,借助有关的物理概念、公式、不变量和定律作出相应判断.在有关物理图象的定量计算时,要弄清图象所揭示的物理规律及物理量间的函数关系,善于挖掘图象中的隐含条件,明确有关图象所包围的面积、斜率,以及图象的横轴、纵轴的截距所表示的物理意义.【变式训练】1.(2014·课标Ⅰ)如图(a),线圈ab、cd绕在同一软铁芯上,在ab线圈中通以变化的电流,用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示,已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比,则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是()答案 C解析 A 选项中只有电流方向改变的瞬间,线圈cd 间才会产生电压,其他时间cd 间电压为零,不符合题意,故A 选项错误.通电线圈中产生的磁场B =ki (k 为比例系数);在另一线圈中的磁通量Φ=BS =kiS ,由法拉第电磁感应定律可知,在另一线圈中产生的感应电动势E =n ΔΦΔt ,由图(b)可知,|U cd |不变,则|ΔΦΔt |不变,故|ΔiΔt |不变,故选项B 、D 错误,C 正确.电磁感应的动力学问题1.电磁感应中的动力学问题应抓住的“两个对象”:2.电磁感应中的动力学问题的解题策略: 此类问题中力现象和电磁现象相互联系、相互制约,解决问题前首先要建立“动→电→动”的思维顺序,可概括为:(1)找准主动运动者,用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解感应电动势的大小和方向. (2)根据等效电路图,求解回路中电流的大小及方向.(3)分析安培力对导体棒运动速度、加速度的影响,从推理得出对电路中的电流有什么影响,最后定性分析导体棒的最终运动情况.(4)列牛顿第二定律或平衡方程求解. 3.电磁感应中的动力学临界问题【例2】 (2014·江苏单科)如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L ,长为3d ,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层.匀强磁场的磁感应强度大小为B ,方向与导轨平面垂直.质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R ,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g .求:(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v ;(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q .【审题突破】 关注:导体棒在有绝缘涂层段受摩擦力,而不受安培力,在无涂层段不受摩擦力,而受安培力.隐含条件,匀速运动意味着摩擦力与安培力相同.答案 (1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 2 (3)2mgd sin θ-m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4解析 (1)在绝缘涂层上 受力平衡mg sin θ=μmg cos θ 解得μ=tan θ (2)在光滑导轨上 感应电动势E =BL v 感应电流I =ER安培力F 安=BIL受力平衡F 安=mg sin θ 解得v =mgR sin θB 2L2(3)摩擦生热Q 摩=μmgd cos θ由能量守恒定律得3mgd sin θ=Q +Q 摩+12m v 2解得Q =2mgd sin θ-m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4破解电磁感应的动力学问题的思路(1)明确题目中给出的情景和运动过程的关键状态. (2)明确等效电源,画出等效电路,分析电路并列方程. (3)确定研究对象,进行受力分析,画出力的受力示意图.(4)写出安培力的表达式,抓住关键状态列出平衡条件或牛顿第二定律方程.(5)确定研究过程,分析研究对象的加速度、速度、感应电动势、感应电流、安培力等的变化情况.【变式训练】2.(2015·安徽合肥一模)如图(a)所示,平行长直导轨MN 、PQ 水平放置,两导轨间距L =0.5 m ,导轨左端M 、P 间接有一阻值R =0.2 Ω的定值电阻,导体棒ab 的质量m =0.1 kg ,与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,导体棒垂直于导轨放在距离左端为d =1.0 m 处,导轨和导体棒始终接触良好,电阻均忽略不计.整个装置处在范围足够大的匀强磁场中,t =0时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B 随时间t 的变化如图(b)所示,不计感应电流磁场的影响.取重力加速度g =10 m/s 2.(1)求t =0时棒所受到的安培力F 0;(2)分析前3 s 时间内导体棒的运动情况并求前3 s 内棒所受的摩擦力f 随时间t 变化的关系式;(3)若t =3 s 时,突然使ab 棒获得向右的速度v 0=8 m/s ,同时垂直棒施加一方向水平、大小可变化的外力F ,使棒的加速度大小恒为a =4 m/s 2、方向向左.求从t =3 s 到t =4 s 的时间内通过电阻的电荷量q .答案 (1)0.025 N (2)f =0.0125(2-t )(N)(t <3 s) (3)1.5 C解析 (1)t =0时棒的速度为零,故回路中只有感应电动势,为E =ΔΦΔt =ΔBΔt Ld =0.1×0.5×1.0 V =0.05 V感应电流为:I =E R =0.050.2A =0.25 A 可得t =0时棒所受到的安培力:F 0=B 0IL =0.025 N(2)ab 棒与导轨间的最大静摩擦力:f m =μmg =0.1×0.1×10 N =0.1 N >F 0=0.025 N 所以在t =0时刻棒静止不动,加速度为零,在0~3 s 内磁感应强度B 都小于B 0,棒所受的安培力都小于最大静摩擦力,故前3 s 内导体棒静止不动,电流恒为I =0.25 A在0~3 s 内,磁感应强度为:B =B 0-kt =0.2-0.1t (T)因导体棒静止不动,ab 棒在水平方向受安培力和摩擦力,二力平衡,则有:f =BIL =(B 0-kt )IL =(0.2-0.1t )×0.25×0.5=0.0125(2-t )(N)(t <3 s)(3)3~4 s 内磁感应强度大小恒为B 2=0.1 T ,ab 棒做匀变速直线运动,Δt 1=4 s -3 s =1 s设t =4 s 时棒的速度为v ,第4 s 内的位移为x ,则:v =v 0-a Δt 1=4 m/sx =v 0+v 2Δt 1=6 m 在这段时间内的平均感应电动势为:E =ΔΦΔt 1通过电阻的电荷量为:q =I Δt 1=E R Δt 1=B 2Lx R=1.5 C. 电磁感应的能量问题电磁感应中功能问题的分析方法1.电磁感应过程的实质是不同形式的能量之间转化的过程,而能量的转化是通过安培力做功的形式实现的,安培力做功的过程,是电能转化为其他形式能的过程,外力克服安培力做功,则是其他形式的能转化为电能的过程.2.能量转化及焦耳热的求法(1)能量转化其他形式的能量――→克服安培力做功电能――→电流做功焦耳热或其他形式的能量(2)求解焦耳热Q的三种方法①焦耳定律:Q=I2Rt.②功能关系:Q=W克服安培力.③能量转化:Q=ΔE其他能的减少量.3.解决此类问题的步骤(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律(右手定则)确定感应电动势的大小和方向.(2)画出等效电路图,写出回路中电阻消耗的电功率的表达式.(3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程,联立求解.注意在利用能量的转化和守恒解决电磁感应问题时,第一要准确把握参与转化的能量的形式和和种类,第二要确定哪种能量增加,哪种能量减少.【例3】(2014·天津高考)如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4 m.导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域I中,将质量m1=0.1 kg,电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑.cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2.问(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度v多大;(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8 m,此过程中ab 上产生的热量Q是多少.【审题突破】 1.命题立意:本题以金属条切割磁场为背景,结合受力问题、能量转化问题、电路问题,主要考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、运动学公式、动能定理、功能关系等知识点.。

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