2018届高三物理二轮复习课件：专题四 电路与电磁感应 1-4-13 精品

解析：选 B.当磁感应强度变大时，由楞次定律知，线圈中感 应电流的磁场方向垂直纸面向外，由安培定则知，线圈内产生逆 时针方向的感应电流，选项 A 错误；由法拉第电磁感应定律 E＝ SΔΔBt 及 Sa∶Sb＝9∶1 知，Ea＝9Eb，选项 B 正确；由 R＝ρSL′知 两线圈的电阻关系为 Ra＝3Rb，其感应电流之比为 Ia∶Ib＝3∶1， 选项 C 错误；两线圈的电功率之比为 Pa∶Pb＝EaIa∶EbIb＝27∶1， 选项 D 错误．
解析 在 ab 边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则 可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正方向，且电流在减小， Uab＝－i(Rbc＋Rcd＋Rda)．在 cd 边通过磁场的过程中，可判断出 电流为顺时针方向，即沿负方向，且电流逐渐减小，Uab＝－iRab， A、D 正确．
答案 AD
考向 3 电磁感应中图象的转换 [例 5] (2017·百校联盟调研卷)如图 1 所示，匝数 n＝6 的螺 线管(电阻不计)，截面积为 S＝10 cm2，线圈与 R＝12 Ω 的电阻 连接，水平向右且均匀分布的磁场穿过螺线管，磁场与线圈平面
答案 B
1．应用排除法解决电磁感应中的图象类选择题 首先根据物理量大小或方向变化等特点对题中给出的四个图 象分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大 或减小)、变化快慢，特别是用物理量的方向排除错误选项，最为 简捷有效． 2．解题的常见误区及提醒 (1)不能正确的将磁场变化和电流变化相互转换． (2)不能正确判断感应电流是正方向还是负方向． (3)不理解图象斜率、曲直的意义． (4)多阶段过程中不能将各阶段的运动和图象变化相对应．
2．解决电磁感应图象问题的一般步骤： (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．
垂直，磁感应强度大小 B 随时间 t 变化的关系如图 2 所示，规定 感应电流 i 从 a 经过 R 到 b 的方向为正方向．忽略线圈的自感影 响，下列 i－t 关系图中正确的是( B )
解析 由题意可知，在 0～2 s 时间内，磁感应强度变化率的 大小为ΔΔBt11＝3×10－3 T/s，根据法拉第电磁感应定律可得电动势的 大小为 E1＝nΔΔBt11S＝1.8×10－5 V，根据闭合电路欧姆定律，可得 感应电流 i1＝ER1＝1.5×10－6 A，根据楞次定律，可知感应电流方 向为 a→b，为正方向；同理可计算在 2～5 s 时间内，i2＝ER2＝1×10 －6 A，根据楞次定律，可知感应电流方向为 b→a，为负方向；根 据磁感应强度变化的周期性，可得感应电流变化的周期性，故 B 正确，A、C、D 错误．
命题视角 考向 1 楞次定律的应用 [例 1] (2017·河南重点中学联考)如图甲所示，绝缘的水平桌 面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，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 说法正确的是( A )
A．从上往下看，0～1 s 内圆环中的感应电流沿顺时针方向 B．0～1 s 内圆环面积有扩张的趋势 C．3 s 末圆环对桌面的压力小于圆环的重力 D．1～2 s 内和 2～3 s 内圆环中的感应电流方向相反
答案 A
考向 2 法拉第电磁感应定律的应用
[例 2] (2017·苏锡常镇四市调研)如图所示，边长为 a 的导线
框 abcd 处于磁感应强度为 B0 的匀强磁场中，bc 边与磁场右边界 重合．现发生以下两个过程：一是仅让线框以垂直于边界的速度
v 匀速向右运动；二是仅使磁感应强度随时间均匀变化．若导线
1．“三定则、一定律”的应用 安培定则 判断运动电荷、电流产生的磁场方向 左手定则 判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向 右手定则 判断部分导体切割磁感线产生的感应电流的方向
判断闭合电路磁通量发生变化产生的感应电流的方 楞次定律
向
2.求感应电动势的两种方法 (1)法拉第电磁感应定律：E＝nΔΔΦt ，适用于普遍情况． (2)E＝Blv，适用于导体棒切割磁感线的情况． (3)E＝12Bl2ω，适用于导体棒旋转切割磁感线的情况． 3．楞次定律中“阻碍”的四种表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”． (2)阻碍相对运动——“来拒去留”． (3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”． (4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．
A．在 t0 时刻回路中产生的感应电动势 E＝0 B．在 0～t0 时间内导体棒中的电流为L21LR2tB0 0 C．在t20时刻绝缘丝线所受拉力为L421LR2tB0 20 D．在 0～2t0 时间内回路中电流方向是 abdca
解析 由图乙可知，ΔΔBt ＝Bt00，回路面积 S＝L1L2，在 t0 时 刻回路中产生的感应电动势 E＝ΔΔBt S＝L1L2Bt00，选项 A 错误；0～ t0 时间内回路中产生的感应电流大小为 I＝2ER＝L21LR2tB0 0，选项 B 正确；在t20时刻，由左手定则，导体棒 ab 所受安培力方向向左， 导体棒 cd 所受安培力方向向右，磁场磁感应强度为B20，安培力大 小为 F＝12B0·IL1＝L421LR2tB0 20，在t20时刻绝缘丝线所受拉力为L421LR2tB0 20，
框在上述两个过程中产生的感应电流大小相等，则磁感应强度随
时间的变化率为( B )
A.2Ba0v
B.Ba0v
C.B20av
D.4Ba0v
解析 线框，感应电流为：I＝B0Rav；磁感应强 度随时间均匀变化：E＝ΔΔBt a2，E＝IR，联立得：E＝ΔΔBt a2＝B0av， 得ΔΔBt ＝Ba0v.
A．电路中的感应电动势 E＝IlB B．电路中的感应电流 I＝BRlv C．通过电阻 R 的电流方向是由 a 向 c D．通过 PQ 杆中的电流方向是由 Q 向 P
解析：选 B.导体杆垂直切割磁感线，产生的感应电动势为： E＝Blv，故 A 错误；电路中的感应电流为：I＝ER＝BRlv，故 B 正 确；由右手定则可知，PQ 中产生的感应电流从 P 流向 Q，通过 R 的电流方向从 c 流向 a，故 C、D 错误．
3．(2017·杭州市五校联盟“一诊”)如图所示，在置于匀强磁 场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆 PQ 以速度 v 向右 匀速移动，已知磁场的磁感应强度为 B、方向垂直于导轨平面(即 纸面)向外，导轨间距为 l，闭合电路 acQPa 中除电阻 R 外，其他 部分的电阻忽略不计，则( B )
命题视角 考向 1 根据图象判断感应电流和安培力 [例 3] (多选)如图甲所示，水平面上的平行导轨 MN、PQ 上放着两根垂直导轨的光滑导体棒 ab、cd，两棒间用绝缘丝线连 接；已知平行导轨 MN、PQ 间距为 L1，导体棒 ab、cd 间距为 L2， 导轨电阻可忽略，每根导体棒在导轨之间的电阻为 R.开始时匀强 磁场垂直纸面向里，磁感应强度 B 随时间 t 的变化如图乙所示．则 以下说法正确的是( BC )
答案 B
题组冲关 1．(2017·镇江模拟)(多选)航母上飞机弹射起飞所利用的电磁 驱动原理如图所示．当固定线圈上突然通过直流电时，线圈左侧 的金属环被弹射出去．现在线圈左侧同一位置，先后放上用横截 面积相等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，电 阻率 ρ 铜<ρ 铝．则合上开关 S 的瞬间( BCD )
专题四 电路与电磁感应
第 13 讲 电磁感应规律的综合应用
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核心再现及学科素养
(1)“三定则、一定律”的应用．
①安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向．
②左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向．
知识 ③右手定则：判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向． 规律 ④楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生感应电流的方向．
2．(2016·高考浙江卷)如图所示，a，b 两个闭合正方形线圈 用同样的导线制成，匝数均为 10 匝，边长 la＝3lb，图示区域内有 垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考 虑线圈之间的相互影响，则( B )
A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b 线圈中感应电动势之比为 9∶1 C．a、b 线圈中感应电流之比为 3∶4 D．a、b 线圈中电功率之比为 3∶1
高频考点二 电磁感应中的图象问题 知能必备
1．解决电磁感应图象问题的“三点关注”： (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．
解析 由图乙知，0～1 s 内螺线管中电流逐渐增大，穿过圆 环向上的磁通量增大，由楞次定律知圆环中感应电流的磁场向下， 圆环面积有缩小的趋势，从上往下看，0～1 s 内圆环中的感应电 流沿顺时针方向，选项 A 正确、B 错误；同理可得 1～2 s 内和 2～ 3 s 内圆环中的感应电流方向相同，选项 D 错误；3 s 末电流的变 化率为 0，螺线管中磁感应强度的变化率为 0，在圆环中不产生感 应电流，圆环对桌面的压力等于圆环的重力，选项 C 错误．
A．从右侧看，环中产生沿逆时针方向的感应电流 B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将金属环置于线圈右侧，环将向右弹射 D．电池正、负极调换后，金属环仍能向左弹射
解析：选 BCD.闭合开关 S 的瞬间，金属环中向右的磁场磁 通量增大，根据楞次定律，从右侧看，环中产生沿顺时针方向的 感应电流，A 错误；由于电阻率 ρ 铜<ρ 铝，先后放上用横截面积相 等的铜和铝导线制成的形状、大小相同的两个闭合环，铜环中产 生的感应电流大于铝环中产生的感应电流，由安培力公式可知， 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力，B 正确；若将金属环 置于线圈右侧，则闭合开关 S 的瞬间，从右侧看，环中产生沿顺 时针方向的感应电流，环将向右弹射，C 正确；电池正、负极调 换后，同理可以得出金属环仍能向左弹射，D 正确．
(2)求感应电动势的两种方法．
①E＝nΔΔΦt ，用来计算感应电动势的平均值．
②E＝BLv，主要用来计算感应电动势的瞬时值．
思想 方法
(1)物理思想：等效思想、守恒思想． (2)物理方法：假设法、图象法、转换法、微元法、类比法、逆向 思维法.
高频考点 题组冲关 真题试做 新题预测
限时规范训练
高频考点一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 知能必备
选项 C 正确；在 0～t0 时间内磁感应强度减小，在 t0～2t0 时间内 磁感应强度反向增大，根据楞次定律，回路内产生的感应电流方 向为顺时针方向，即电流方向是 acdba，选项 D 错误．
答案 BC
考向 2 电磁感应中感应电流的图象的判断 [例 4] (2017·江西五市联考)(多选)如图所示，在坐标系 xOy 中，有边长为 L 的正方形金属线框 abcd，其一条对角线 ac 和 y 轴重合、顶点 a 位于坐标原点 O 处．在 y 轴右侧区域内有一垂直 纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的 ab 边刚好完全重 合，左边界与 y 轴重合，右边界与 y 轴平行．t＝0 时刻，线框以 恒定的速度 v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿 a→b→c→d→a 方向为感应电流的正方向，则在线框穿过磁场区 域的过程中，感应电流 i 和 a、b 间的电势差 Uab 随时间 t 变化的 图线是下图中的( AD )
题组冲关 1．(2017·云南部分名校统考)(多选)如图甲所示，光滑绝缘水 平面上，虚线 MN 的右侧存在磁感应强度 B＝2 T 的匀强磁场， MN 的左侧有一质量 m＝0.1 kg 的矩形线圈 abcd，bc 边长 L1＝0.2 m，电阻 R＝2 Ω.t＝0 时，用一恒定拉力 F 拉线圈，使其由静止 开始向右做匀加速运动，经过时间 1 s，线圈的 bc 边到达磁场边 界 MN，此时立即将拉力 F 改为变力，又经过 1 s，线圈恰好完全 进入磁场，整个运动过程中，线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的 图象如图乙所示．则( ABD )