2021-2022年高考物理母题解读(十)电磁感应母题5电磁感应与力学综合
备战2023年高考物理母题题源解密(全国通用):电磁感应问题(原卷版)
专题11电磁感应问题考向一法拉第电磁感应定律的理解和应用问题【母题来源一】2022年高考广东卷【母题题文】(2022·广东卷·T1)如图所示,水平地面(Oxy 平面)下有一根平行于y 轴且通有恒定电流I 的长直导线。
P 、M 和N 为地面上的三点,P 点位于导线正上方,MN 平行于y 轴,PN 平行于x 轴。
一闭合的圆形金属线圈,圆心在P 点,可沿不同方向以相同的速率做匀速直线运动,运动过程中线圈平面始终与地面平行。
下列说法正确的有()A.N 点与M 点的磁感应强度大小相等,方向相同B.线圈沿PN 方向运动时,穿过线圈的磁通量不变C.线圈从P 点开始竖直向上运动时,线圈中无感应电流D.线圈从P 到M 过程的感应电动势与从P 到N 过程的感应电动势相等【母题来源二】2022年高考全国甲卷【母题题文】(2022·全国甲卷·T16)三个用同样的细导线做成的刚性闭合线框,正方形线框的边长与圆线框的直径相等,圆线框的半径与正六边形线框的边长相等,如图所示。
把它们放入磁感应强度随时间线性变化的同一匀强磁场中,线框所在平面均与磁场方向垂直,正方形、圆形和正六边形线框中感应电流的大小分别为12I I 、和3I 。
则()A .132I I I B.132I I I C.123I I I D.123I I I 【母题来源三】2022年高考浙江1月卷【母题题文】(2022·浙江1月卷·T13)如图所示,将一通电螺线管竖直放置,螺线管内部形成方向竖直向上、磁感应强度大小B =kt 的匀强磁场,在内部用绝缘轻绳悬挂一与螺线管共轴的金属薄圆管,其电阻率为 、高度为h 、半径为r 、厚度为d (d ≪r ),则()A.从上向下看,圆管中的感应电流为逆时针方向B.圆管的感应电动势大小为2k r hC.圆管的热功率大小为232dhk rD.轻绳对圆管的拉力随时间减小【母题来源四】2022年高考广东卷【母题题文】(2022·广东卷·T4)图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。
高考物理母题解读(十)电磁感应母题8电磁感应与图像
高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题8:电磁感应与图像【方法归纳】电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间(或位移)变化的图像,解答的基本方法是:根据题述的电磁感应物理过程或磁通量(磁感应强度)的变化情况,运用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况得出图像。
典例8(2012·重庆理综)如题图21图所示,正方形区域MNPQ内有垂直纸面向里的匀强磁场,在外力作用下,一正方形闭合刚性导线框沿QN方向匀速运动,t=0时刻,其四个顶点M’、N’、P’、Q’恰好在磁场边界中点,下列图像中能反映线框所受安培力f的大小随时间t变化规律的是【针对训练题精选解析】1. (2012·新课标理综)如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。
已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。
设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是1.【答案】:A【解析】:由楞次定律可判断出i随时间t变化的图线可能是A。
【考点定位】此题楞次定律、图象及其相关知识。
2.(2012·福建理综)如图甲,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合。
若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下正方向的x轴,则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图像是.【答案】:B【解析】:一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合,圆环中磁通量变化不均匀,产生的感应电流不是线性变化。
高考《电磁感应》试题归类解析
202x高考《电磁感应》真题归类解析一、考纲解读内容要求说明1.电磁感应现象II2.感应电流的方向、楞次定律与右手定则II 不要求推断内电路中各点电势上下3.法拉第电磁感应定律II 导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限L垂直B、V的情况4.自感现象与日光灯I二、考点统计考点〔内容〕卷子题号题型分值1.电磁感应现象的实际应用X卷大综28 选择题6分2.楞次定律与右手定则X卷理综21 选择题6分全国卷理综316 选择题6分3.法拉第电磁感应定律①感应电动势与感应电流大小X卷大综34 选择题6分X卷物理11 选择题6分全国卷理综119 选择题6分②与力学、能量综合X卷物理 6 选择题6分③与电场、能量综合X卷物理17 计算题16分④与电路、能量综合X卷理综16 选择题6分X卷理综23 计算题16分X物理卷22 计算题14分X卷物理16 计算题16分三、考题例示〔一〕考查电磁感应现象的实际应用1.〔X大综卷第28题〕电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,依据这一觉察,制造了许多电器设备。
以下用电器中,哪个没有利用电磁感应原理]A.动圈式话筒B.白炽灯泡C.磁带录音机D.日光灯镇流器解析:动圈式话筒是通过线圈振动引起线圈中磁通量变化从而激起感应电流,把声音信号转化为电信号;磁带录音机录音原理与动圈式话筒相同,放音时磁带经过放音头,放音头内线圈中磁通量变化激起感应电流,磁信号转化为电信号,再经扬声器复原为声音;日光灯镇流器通过自感原理工作。
三者均属于电磁感应现象。
白炽灯泡是利用电流的热效应发热发光。
选项B正确。
〔二〕考查感应电流的方向、楞次定律与右手定则2.〔X理综卷第21题〕现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图1连接。
在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下,某同学觉察当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,电流计指针向右偏转。
由此可以推断]BA.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动,都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关,都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动,都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知,故无法推断电流计指针偏转的方向解析:滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中电流减小,A线圈中磁通量减小,引起B线圈中磁通量减小,此时连接B线圈的电流计指针向右偏转。
2021新高考衡水名师物理:专题十电磁感应
2021新高考衡水名师物理专题卷专题十电磁感应考点29电磁感应现象楞次定律(1 —3)考点30法拉第电磁感应定律自感(4—7、18)考点31电磁感应中的电路问题(8、9)考点32电磁感应中的图象问题(10—12)考点33电磁感应中的动力学与能量问题(13—17、19、20)一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1•随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。
小到手机,大到电动汽车都在无线充电方面实现了从理论研发到实际应用的转化。
如图所示为某品牌无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。
关于无线充电,下列说法正确的是()A •无线充电时,手机上接收线圈的工作原理是龟流的磁效应”B •接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同C.只有将充电底座接到直流电源上,才能对手机进行充电D •只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电2•如图,无限长的通电直导线MN竖直固定,电流方向由N M,整个空间存在匀强电场(图中未画出),导线右侧有一带负电的粒子(不计重力),粒子竖直向上做直线运动,则匀强电场方向为()3•如图所示,金属圆环放置在水平桌面上,一个质量为 m 的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合,永磁体下端为 N 极,将永磁体由静止释放,永磁体下落 h 高度到达P 点时速度大小为v ,向下的加速度大小为 a ,圆环的质量为 M ,重力加速度为 g ,不计空气阻力,A. 俯视看,圆环中感应电流沿逆时针方向B. 永磁体下落的整个过程先加速后减速,下降到某一高度时速度可能为零C. 永磁体运动到P 点时,圆环对桌面的压力大小为 Mg mg ma 1 2D. 永磁体运动到P 点时,圆环中产生的焦耳热为mghmv 2 24•在光滑的水平地面上方, 有两个磁感应强度大小均为 B ,方向相反的匀强磁场, 如图所示,PQ 为两个磁场的边界,磁场范围足够大• 一个半径为a 、质量为m 、电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向以速度 v 从如图位置运动,当圆环运动到直径刚好与边界线1速度为,则下列说法正确的是()5•如图所示,在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小化关系为BB o kt ,其中B o 、k 为正的常数。
电磁感应高考题型解析
电磁感应高考题型解析电磁感应是高考物理中的重要考点之一,涉及到的知识点较多,考察的形式也多样化。
下面我将为大家解析一下电磁感应在高考中常见的题型,并提供一些解题思路和方法。
1. 磁通量和法拉第电磁感应定律题型这类题目一般给出一个磁场强度、一个磁场面积以及磁场的变化速率,让求电动势、磁通量的变化量等。
解题思路:首先根据题意计算出磁通量的变化量。
根据法拉第电磁感应定律,电动势的大小等于磁通量的变化率的负值乘以匝数,即E=-dΦ/dt。
然后将计算得到的电动势代入恰当的公式中求解所需的物理量。
2. 线圈和磁感强度题型这类题目一般给出一个线圈在磁场中的面积、匝数以及磁感强度,让求电动势、力等。
解题思路:首先根据题意计算出磁通量。
磁通量的大小等于磁感强度与线圈面积乘积,即Φ=B*A。
然后根据电动势和力的定义,求解所需的物理量。
3. 涡旋电场题型这类题目一般给出一个金属棒在磁场中匀速旋转,然后问金属棒两端是否有电压出现。
解题思路:根据电磁感应的原理,在磁场中,当导体相对于磁场匀速运动时,导体两端会产生电压。
这是由于导体内部电荷因受到规则的磁场力而分开产生的电场导致的。
4. 安培环路定理题型这类题目一般给出一个闭合回路和一段电流,让求该回路在磁场中受到的力。
解题思路:首先根据安培环路定理,计算出该回路中的磁通量的变化量。
然后根据法拉第电磁感应定律,计算出回路上的电动势。
最后利用洛伦兹力定律,求解所需的力。
除了这些常见的题型,还可能出现一些结合其他知识点的复合题型,需要综合运用相关的物理知识进行解题。
总之,电磁感应作为高考物理考点之一,是考生必须掌握的内容。
了解常见的题型,并掌握解题的方法和思路是提高解题技巧的关键。
通过多做真题,掌握解题方法,加强对电磁感应的理解与运用,相信大家在高考中能够取得好成绩。
高考物理母题解读(十)电磁感应母题5电磁感应与力学综合
高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题5:电磁感应与力学综合【方法归纳】.闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电动势和感应电流,通电导体在磁场中将受到安培力的作用,从而使电磁感应问题与力学问题联系在一起,成为力电综合问题。
解答电磁感应中的力电综合问题的思路是:先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的电流,再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向,分析导体棒的受力情况应用牛顿运动定律列出方程求解。
典例5.(2011福建理综)如图,足够长的U 型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良好接触,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,金属棒的速度大小为v ,则金属棒ab 在这一过程中A. ab 运动的平均速度大小为12νB.平行导轨的位移大小为qR BLC.产生的焦耳热为qBL νD.受到的最大安培力大小为22sin B L Rνθ【针对训练题精选解析】1。
(2011海南物理)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M’N’是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。
竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。
整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。
导轨电阻可忽略,重力加速度为g。
在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。
求(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;(2)两杆分别达到的最大速度。
高考物理母题归纳总结
高考物理母题归纳总结高考物理作为一门重要的科目,对于考生来说十分关键。
通过对历年高考物理试题的归纳总结,我们可以发现一些规律和重点,帮助考生更好地准备和备考。
下面将针对高考物理的母题进行归纳总结,以帮助考生更好地备考。
一、力学部分1. 力的平衡与平衡条件:精力平衡、力的平衡和平衡条件计算题是高考力学部分的重点,考察学生对力的合成、分解和平衡条件的理解。
2. 牛顿运动定律:力的概念、撞击、斜面问题以及受力分析是考察学生对牛顿运动定律的理解和应用。
3. 牛顿第二定律和加速度:力的大小、方向和加速度的计算题是高考物理中的常见题型。
4. 重力和万有引力定律:考察学生对万有引力定律的理解和应用,常见的问题包括天体的运动轨迹、行星运动速度等。
二、热学部分1. 具体热容和比热容:包括对热容的计算和应用。
2. 理想气体状态方程:考察学生对理想气体状态方程的理解和应用,常见的问题包括对气体的状态变化、体积和温度之间的关系等。
3. 热量交换:考察学生对热量交换的理解和应用,常见的问题包括热传导、对流和辐射等。
三、光学部分1. 光的反射和折射定律:考察学生对光的反射和折射定律的理解和应用。
2. 光的成像:包括凸透镜和凹透镜的成像问题,考察学生对成像规律的理解和应用。
3. 光的波动性和粒子性:考察学生对光的波动和粒子性质的理解和应用。
四、电学部分1. 电路基本定律:包括欧姆定律、基尔霍夫定律等,考察学生对电路基本定律的理解和应用。
2. 电场和电势:考察学生对电场和电势的理解和应用,常见问题包括电场强度和电势差的计算。
3. 电磁感应:考察学生对电磁感应定律的理解和应用,常见问题包括导体中感应电动势的计算和电磁感应现象的解释。
五、原子物理和核物理1. 元素放射性衰变定律:考察学生对放射性衰变定律的理解和应用。
2. 核能与核反应:考察学生对核能与核反应的理解和应用。
3. 原子物理基本概念:常见问题包括原子结构、电子能级和光谱等。
高考物理专题2024电磁学历年题目解析
高考物理专题2024电磁学历年题目解析高考物理中,电磁学是一个重要的专题,涵盖了电场、磁场、电磁感应等内容。
通过对历年高考题目进行解析,我们可以总结出一些重点和难点,帮助考生更好地复习和备考。
下面对2024年的高考物理电磁学专题进行题目解析。
1. 2024年高考题目一题目描述:一只质量为m的点电荷在磁感应强度为B的均匀磁场中以v速度运动,求电荷所受到的洛伦兹力大小。
假设磁场方向与电荷速度方向垂直。
解析:根据洛伦兹力的公式,F=q*v*B*sinθ,其中q为电荷的量,v为电荷的速度,B为磁感应强度,θ为磁场方向与速度方向的夹角。
根据题目描述,磁场方向与速度方向垂直,因此sinθ=1。
所以洛伦兹力的大小为F=q*v*B。
2. 2024年高考题目二题目描述:一根导线载有电流I,长度为L。
求在导线附近某点处,由该导线产生的磁场强度与距离导线的距离d的关系式。
解析:根据安培环路定理,由一根无限长直导线产生的磁场强度的大小与导线与观察点间的距离d成反比。
即B=k*I/d,其中B为磁场强度,k为比例常数。
根据题目描述,导线长度为L,在L处的磁场强度与距离d的关系为B=k*I/(L-d)。
3. 2024年高考题目三题目描述:一根无限长直导线载有电流I,与它距离d处有一个闭合电路。
求闭合电路中的感应电动势大小。
解析:根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
由于导线是无限长的,所以在不断改变位置的过程中,它与闭合电路的距离d保持不变。
因此,闭合电路中感应电动势的大小始终不变,即不受距离变化的影响。
4. 2024年高考题目四题目描述:一根直导线带有电流I1,另一根直导线带有电流I2,两根导线平行且方向相反。
求两根导线之间的相互作用力。
解析:两根导线之间的相互作用力可以通过洛伦兹力来计算。
根据洛伦兹力的公式,F=I1*I2*l/(2πd),其中I1和I2为两根导线的电流,l为导线长度,d为两根导线的距离。
电磁感应综合问题(解析版)--2024年高考物理大题突破优选全文
电磁感应综合问题1.掌握应用动量定理处理电磁感应问题的思路。
2.掌握应用动量守恒定律处理电磁感应问题的方法。
3.熟练应用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决问题。
4.会分析电磁感应中的图像问题。
5.会分析电磁感应中的动力学与能量问题。
电磁感应中的动力学与能量问题1(2024·河北·模拟预测)如图甲所示,水平粗糙导轨左侧接有定值电阻R =3Ω,导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =1T ,导轨间距L =1m 。
一质量m =1kg ,阻值r =1Ω的金属棒在水平向右拉力F 作用下由静止开始从CD 处运动,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,金属棒的v -x 图像如图乙所示,取g =10m/s 2,求:(1)x =1m 时,安培力的大小;(2)从起点到发生x =1m 位移的过程中,金属棒产生的焦耳热;(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,拉力F 做的功。
【答案】(1)0.5N ;(2)116J ;(3)4.75J 【详解】(1)由图乙可知,x =1m 时,v =2m/s ,回路中电流为I =E R +r =BLv R +r=0.5A安培力的大小为F 安=IBL =0.5N (2)由图乙可得v =2x金属棒受到的安培力为F A =IBL =B 2L 2v R +r=x2(N )回路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功,从起点到发生x =1m 位移的过程中,回路中产生的焦耳热为Q =W 安=F A x =0+0.52×1J =0.25J金属棒产生的焦耳热为Q 棒=r R +rQ =116J(3)从起点到发生x =1m 位移的过程中,根据动能定理有W F -W 安-μmgx =12mv 2解得拉力F 做的功为W F =4.75J1.电磁感应综合问题的解题思路2.求解焦耳热Q 的三种方法(1)焦耳定律:Q =I 2Rt ,适用于电流恒定的情况;(2)功能关系:Q =W 克安(W 克安为克服安培力做的功);(3)能量转化:Q =ΔE (其他能的减少量)。
高考物理2024电磁学历年真题深度剖析
高考物理2024电磁学历年真题深度剖析在高考中,物理是许多学生们的难点科目之一。
在其中,电磁学更是被认为是一个充满挑战的领域。
本文将对高考物理2024年电磁学历年真题进行深度剖析,帮助学生们更好地理解和应对这一部分内容。
第一道题目:(题目内容省略)这道题目考察了电场的基本概念和计算方法。
根据题目中给出的物理量,我们可以通过计算得到正确的答案。
在解答该问题时,首先要理解电场的概念,电场强度的定义为单位正电荷所受到的电力。
根据库仑定律,可以得出电场强度与距离的关系公式。
通过计算即可得到答案。
第二道题目:(题目内容省略)这道题目考察了电磁感应的知识。
在解答该题时,我们首先要理解电磁感应定律的基本原理,即法拉第电磁感应定律。
根据题目中给出的条件,我们可以通过计算电动势和电流的关系来得出答案。
在计算中,需要注意使用正确的单位和数值精度,以避免计算误差。
第三道题目:(题目内容省略)这道题目考察了电磁波的性质和应用。
在解答该题时,我们需要了解电磁波的基本特征和传播规律。
根据题目中给出的条件,我们可以推导出电磁波的频率和波长之间的关系,并结合题目中的说明,计算出正确的答案。
在计算过程中,需要注意使用正确的公式和单位。
通过对上述三道题目的剖析,我们可以发现在高考物理中,电磁学作为一个重要的考点,涉及到各种基本概念、定律和计算方法。
因此,为了在高考中取得好成绩,我们需要系统地学习和掌握电磁学相关的知识。
为了帮助学生更好地准备高考物理电磁学部分,以下是一些建议和学习方法:1. 系统学习基础知识:电磁学是一门复杂的学科,需要掌握许多基础概念、公式和定律。
建议学生从教科书和参考书中系统地学习相关知识,并进行反复的练习和巩固。
2. 理解物理原理:在学习电磁学时,重要的不仅是记住公式和计算方法,更重要的是理解其背后的物理原理。
通过深入理解物理原理,学生可以更好地应对各种题目类型。
3. 多做习题和真题:高考物理中的电磁学部分常常出现在真题中,因此建议学生多做一些习题和历年真题,以熟悉题型和提高解题能力。
(word完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析(2021年整理)
(word完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析(word版可编辑修改) 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((word完整版)高中物理电磁感应习题及答案解析(word版可编辑修改))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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1.图12—2,甲、乙两图为与匀强磁场垂直放置的两个金属框架,乙图除了一个电阻为零、自感系数为L 的线圈外,其他部分与甲图都相同,导体AB 以相同的加速度向右做匀加速直线运动。
若位移相同,则( )A .甲图中外力做功多B .两图中外力做功相同C .乙图中外力做功多D .无法判断2.图12-1,平行导轨间距为d ,一端跨接一电阻为R ,匀强磁场磁感强度为B ,方向与导轨所在平面垂直。
一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置,金属棒与导轨的电阻不计。
当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v 滑行时,通过电阻R 的电流强度是( )A .Bdv RB .sin Bdv RθC .cos Bdv Rθ D .sin Bdv R θ3.图12-3,在光滑水平面上的直线MN 左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,右侧是无磁场空间。
将两个大小相同的铜质矩形闭合线框由图示位置以同样的速度v 向右完全拉出匀强磁场。
已知制作这两只线框的铜质导线的横截面积之比是1:2.则拉出过程中下列说法中正确的是( )A .所用拉力大小之比为2:1B .通过导线某一横截面的电荷量之比是1:1C .拉力做功之比是1:4D .线框中产生的电热之比为1:24. 图12—5,条形磁铁用细线悬挂在O 点。
高考物理母题解读(十)电磁感应母题4自感现象
高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题,掌握母题解法规律,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题4、自感现象【解法归纳】自感现象是由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象,自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。
当电流增大时,产生的自感电动势的方向与电流方向相反,阻碍电流增大;当电流减小时,产生的自感电动势的方向与电流方向相同,阻碍电流减小。
由于自感电动势的作用,闭合电键后,串联有自感元件的支路中电流不能立即增大;断开电键后,串联有自感元件的支路中电流不能立即减小到零。
【针对训练题精选解析】1.2022北京理综在如图所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。
闭合开关S后,调整R,使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I。
然后,断开S。
若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内,正确反映流过L1的电流L1、流过L2的电流2随时间t变化的图象是2(2022江苏物理)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,电感L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在t=t1时刻断开S,下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中,正确的是3.(2022高考海南物理)下列说法正确的是A.当线圈中电流不变时,线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流反向时.线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C.当线圈中电流增大时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反【解析】:由产生感应电流的条件、楞次定律可知,当线圈中电流不变时,不产生自感电动势,选项A对;当线圈中电流反向时.相当于电流减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同,选项B错;当线圈中电流增大时,自感电动势阻碍电流的增大,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反,选项C对;当线圈中电流减小时,自感电动势阻碍电流的减小,线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同,选项D错。
2022年山东高考物理电磁感应高级题及解析
2022年山东高考物理电磁感应高级题及解析导言物理电磁感应作为高考物理的重要知识点,经常在高级题中出现。
为了帮助同学们更好地掌握这一知识点,本文将给大家介绍2022年山东高考物理电磁感应高级题及解析。
题目一某导体弯曲成一半圆形,半径为R,匀速从初位置A平移到末位置B,速率为v。
过程中,一个磁场方向垂直于该导体所在平面,磁感应强度为B。
求该导体所受电磁感应产生的电动势。
解析:由于导体运动的速率为常数v,可以将该导体视为一个移动导体环路,应用法拉第电磁感应定律可以求解。
根据法拉第电磁感应定律:ε = -dΦ/dt其中,ε表示电动势,Φ表示磁通量。
在这个题目中,磁通量Φ的计算可通过求解导体所受磁场的磁通量来完成。
磁通量Φ = B * S,其中B表示磁感应强度,S表示导体所围成的面积。
考虑到导体为半圆形,其所围成的面积可以表示为S = (1/2) * π * R²。
将磁通量代入电动势的计算公式,可得:ε = -dΦ/dt = -d(B * S)/dt= -B * dS/dt考虑到导体匀速运动,其运动速度v的大小保持不变,但方向会改变,因此导体所围成的面积S也会随着时间变化。
根据几何关系,导体所围成的面积与导体运动之间存在以下关系:dS/dt = (1/2) * R * dθ/dt其中,θ表示导体相对于初始位置的角度,dθ表示角度的变化量。
将dS/dt代入电动势的计算公式,可得:ε = -B * dS/dt = -B * (1/2) * R * dθ/dt题目一的解答过程至此结束。
题目二一根长直导线内电流为I,距离导线距离为r的地方有一圆形线圈,线圈中共有N匝。
当导线中电流通过变化为I'时,导线受到的磁场力为F,求线圈中所感受到的电磁感应电动势。
解析:根据题目描述,导线内电流变化所产生的磁场力会影响到附近的线圈,进而导致线圈中产生电磁感应电动势。
我们需要通过应用电磁感应的定律来解决这个问题。
最新-高考物理母题解读(十)电磁感应母题7电磁感应与电
高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题7:电磁感应与电路综合【方法归纳】在电磁感应中,切割磁感线的那部分导体或磁通量发生变化的回路产生感应电动势,该部分导体或回路就是电源,其中的电流方向是由电源负极指向正极(电源内部)。
解决电磁感应与电路综合问题的基本方法是:首先明确其等效电路,然后根据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方向,再根据电路的有关规律进行综合分析计算。
典例7.(22分)(2018·浙江理综)为了提高自行车夜间行驶的安全性,小明同学设计了一种“闪烁”装置。
如图所示,自行车后轮由半径r1=5.0×10-2m的金属内圈、半径r2=0.40m 的金属外圈和绝缘幅条构成。
后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条,每根金属条的中间均串联有一电阻值为R的小灯泡。
在支架上装有磁铁,形成了磁感应强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场,其内半径为r1、外半径为r2、张角θ=π/6 。
后轮以角速度ω=2πrad/s相对于转轴转动。
若不计其它电阻,忽略磁场的边缘效应。
(3)设电路中的总电阻为R总,根据电路图可知,R总=4R/3。
ab两端电势差:U ab=E-IR=E/4=1.2×10-2V。
设ab离开磁场区域的时刻为t1,下一根金属条进入磁场区域的时刻为t2,t1=θω=112s,t2=2πω=14s,设轮子转一圈的时间为T,T=2πω=1s。
在T=1s内,金属条有四次进出磁场区域,后三次与第一次相同。
由此可画出如下的U ab-t 图象。
【针对训练题精选解析】2(2018重庆理综)法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究,实验装置的示意图可用题图表示,两块面积均为S的举行金属板,平行、正对、竖直地全部浸在河水中,间距为d。
2021年高考物理母题题源系列专题10电磁感应中的图像与能量(含解析)
2021年高考物理母题题源系列专题10电磁感应中的图像与能量(含解析)【母题来源一】 2020年山东卷第19题【母题原题】19. 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,间的电压为u ab 正,下列u ab -t 图像可能正确的是: ( )【母题来源二】 2020年上海卷第20卷【母题原题】20.(多选)如图,光滑平行金属导轨固定在水平面上,左端由导线相连,导体棒垂直静置于导轨上构成回路。
在外力F 作用下,回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。
在匀速运动过程中外力F 做功F W ,磁场力对导体棒做功1W ,磁铁克服磁场力做功2W ,重力对磁铁做功G W ,回路中产生的焦耳热为Q ,导体棒获得的动能为K E 。
则: ( )A 、1W Q =B 、21W W Q -=C 、1K W E =D 、F G K W WE Q +=+【命题意图】 考查法拉第电磁感应定律的应用,涉及图象问题,意在考查考生分析问题,通过图象猎取有用信息的能力和应用数学知识解决问题的能力。
电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电量的运算等知识点,意在考查考生对电磁感应电路的分析以及对电磁感应中功能关系的正确明白得和应用。
【考试方向】 电磁感应中常涉及B —t 图象、Φ—t 图象、E —t 图象、I —t 图象、F —t 图象和v —t 图象,还涉及E —x 图象、I —x 图象等,这类问题既要用到电磁感应的知识,又要结合数学知识求解,对考生运用数学知识解决物理问题的能力要求较高。
要紧以选择题的形式单独命题,有时也会以信息给予的方式命制运算题。
电磁感应与能量的综合,涉及到的考点有:法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、功和功率、焦耳定律、能量守恒定律、功能关系、动能定理等,要紧以选择题和运算题的形式考查。
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2021-2022年高考物理母题解读(十)电磁感应母题5电磁感应与力学综
合
高考题千变万化,但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。
母题5:电磁感应与力学综合
【方法归纳】.闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电动势和感应电流,通电导体在磁场中将受到安培力的作用,从而使电磁感应问题与力学问题联系在一起,成为力电综合问题。
解答电磁感应中的力电综合问题的思路是:先根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求出回路中的感应电流及导体棒中的电流,再应用安培力公式及左手定则确定安培力的大小及方向,分析导体棒的受力情况应用牛顿运动定律列出方程求解。
典例5.(xx福建理综)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角(0<<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。
金属棒由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,棒接入电路的电阻为R,当流过棒某一横截面的电量为q时,金属棒的速度大小为,则金属棒在这一过程中
A. ab运动的平均速度大小为
B.平行导轨的位移大小为
C.产生的焦耳热为
D.受到的最大安培力大小为
【针对训练题精选解析】
1。
(xx海南物理)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M’N’是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。
竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为。
整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。
导轨电阻可忽略,重力加速度为g。
在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。
求
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;
(2)两杆分别达到的最大速度。
衍生题2.(xx福建理综)如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。
导体棒a和b放在导轨上,与导轨
垂直并良好接触。
斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿
过斜面向上的匀强磁场。
现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,
使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。
当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导
轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。
当
a棒再次滑回到磁场边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。
已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。
求
(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I,与定值电阻R中的电流强度I R之比;
(2)a棒质量m a;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
【点评】此题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、平衡条件、安培力等重点知识,属于电磁感应中的力电综合问题。
衍生题3.(xx江苏物理)如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为,一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直.一质量为m、有效电阻为的导体棒在距磁场上边界h处静止释放.导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。
整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。
求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小v;
(3)流经电流表电流的最大值I m。
感应电流的最大值I m=E m/R
联立解得I m=
【点评】此题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、平衡条件、安培力、机械能守恒定律等重点知识,
衍生题4(xx年福建卷第18题).如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。
一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u。
现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。
设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。
则此过程
衍生题5. (xx上海物理第22题).如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距lm,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.求:
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g=10rn/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
衍生题6(xx北京理综卷第23题)如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,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2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。
解析:(1)ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图如图所示。
重力mg,竖直向下
支撑力N,垂直斜面向上
安培力F,沿斜面向上
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