專題08電磁感應(yīng)原卷版

1、2020年物理二輪專題過關(guān)寶典專題八：電磁感應(yīng)【知識(shí)回扣】1 .楞次定律中阻礙”的四種表現(xiàn)形式阻礙磁通量的變化 一一增反減同”。(2)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)一一來(lái)拒去留(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)一一將縮減擴(kuò)(4)阻礙電流的變化(自感現(xiàn)象)一一增反減同2 .豈定則、一規(guī)律”的應(yīng)用(1)右手定則，即判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。(2)楞次定律，即判斷閉合電路磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向。(3)安培定則，即判斷運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向。(4)右手定則，即判斷磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力的方向。3 .感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的計(jì)算A(1)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n不，適用于普遍情況

2、。=8卜，適用于導(dǎo)體棒切割磁感線的情況。13 3) E= 2Bl2co,適用于導(dǎo)體棒旋轉(zhuǎn)切割磁感線的情況。4 .電荷量的求解電荷量q=I At,其中I必須是電流的平均值。由E=n I= q = IAt聯(lián)立可得q=n,與時(shí)間無(wú)關(guān)AtR總R總5 .求解焦耳熱Q的三種方法（1）焦耳定律：Q=I lRt,適用于電流、電阻不變的情形；功能關(guān)系：Q = 克服安培力, 電流變或不變都適用；能量轉(zhuǎn)化：Q= AE 其他能的減少量, 電流變或不變都適用?！緹衢T考點(diǎn)透析】考點(diǎn)一楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律1.如圖所示，表面粗糙的 U形金屬線框水平固定，其上橫放一根阻值為R的金屬棒ab,金屬棒與線框接觸良好,通電螺線

3、管豎直放置在線框與金屬棒組成的回路中，此時(shí)金屬棒靜止.下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)變阻器滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，螺線管內(nèi)部的磁通量增大B.當(dāng)變阻器滑片 P向下滑動(dòng)時(shí)，金屬棒所受摩擦力方向向右C.當(dāng)變阻器滑片 P向上滑動(dòng)時(shí)，流過金屬棒的電流方向由a到bD.當(dāng)變阻器滑片 P向下滑動(dòng)時(shí)，流過金屬棒的電流方向由a至Ub（a）中虛線MN所2.（2019全國(guó)卷I 20）空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界如圖示.一硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線的電阻率為p、橫截面積為 S,將該導(dǎo)線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心 O在MN上.t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖（a）所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所

4、示.則在t=0至Ut = t1的時(shí)間間隔內(nèi)（）A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中的感應(yīng)電流始終沿順時(shí)針方向C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為BTrS4 t0 P一一 ,，一一，B02d.圓環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為74tT3 .如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在ot時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在tt時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力的合力方向分別是（）A.順財(cái)針，向左B.逆時(shí)針，向右C .順時(shí)針，向右D.逆時(shí)針，向左4 .半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，單位長(zhǎng)度電阻均為Ro.圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分

5、布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.直桿在圓環(huán)上以速度 v平行于直徑 CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，直桿的位置由 。確定，如圖所示，則（）A . 0= 0時(shí)，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為2BavB. 0=3寸，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為木BavC. 0= 0時(shí)，直桿受的安培力大小為2B2av12 RoD. 0=3寸，直桿受的安培力大小為3B2av513 Ro【增分攻略】1 .利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的三步走2 .研究感應(yīng)電流受到的安培力，一般先用右手定則確定電流方向，再用左手定則確定安培力的方向，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電

6、用右手3 .應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)注意的兩個(gè)問題公式E=n三求解的是一個(gè)回路中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)，在磁通量均勻變化時(shí)，瞬時(shí)值才等于平均值。AR .（2）利用公式E= nSF求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)，S為線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的有效面積。4 .公式E= Rlv的理解（1）切割的 宥效長(zhǎng)度”：公式中的l為有效切割長(zhǎng)度，即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長(zhǎng)度。（2）相對(duì)性”的理解：E=Rk中的速度v是導(dǎo)體棒相對(duì)于磁場(chǎng)的速度，若磁場(chǎng)也運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意速度間的相對(duì)關(guān)系?？键c(diǎn)二電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的電路、圖像問題1. （2019新課標(biāo)全國(guó)n卷）如圖，兩條光滑平行金屬導(dǎo)軌固定，所在平面與水平面夾角為9,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。虛線ab、

7、cd均與導(dǎo)軌垂直，在 ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將兩根相同的導(dǎo)體棒PQ、MN先后自導(dǎo)軌上同一位置由靜止釋放，兩者始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知PQ進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度變小恰好為零，從 PQ進(jìn)入磁場(chǎng)開始計(jì)時(shí)，到 MN離開磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)橹梗鬟^ PQ的電流隨時(shí)間 變化的圖像可能正確的是（）屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒 ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。t=0時(shí)，棒ab以初速度vo向右滑動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過程中,ab、cd3.（2015福建卷，18）如圖，由某種粗細(xì)均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用

8、I表示。下列圖像中可能正確的于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B中.一接入電路電阻為 R的導(dǎo)體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動(dòng)，滑動(dòng)過程 PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計(jì)摩擦.在 PQ從靠近ad處向bc滑動(dòng)的過程中()A . PQ中電流先增大后減小B. PQ兩端電壓先減小后增大C. PQ上拉力的功率先減小后增大D.線框消耗的電功率先減小后增大4.如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100,線圈的面積 S= 200 cm2,線圈的電阻r=1 Q,線圈外接一個(gè)阻值R = 4 Q的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.下列說(shuō)法中正

9、確的是 ()A .線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C線圈電阻r消耗的功率為4X10 4 WB.電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大D .前4 s內(nèi)通過R的電荷量為4X10 4 C【增分攻略】1 .電磁感應(yīng)與電路知識(shí)的關(guān)系圖2 .分析電磁感應(yīng)電路問題的基本思路3 .解圖象問題的三點(diǎn)關(guān)注”、兩個(gè)方法三點(diǎn)關(guān)注： (1)關(guān)注初始時(shí)刻，如初始時(shí)刻感應(yīng)電流是否為零，是正方向還是負(fù)方向。(2)關(guān)注變化過程，看電磁感應(yīng)發(fā)生的過程可以分為幾個(gè)階段，這幾個(gè)階段分別與哪段圖象變化相對(duì)應(yīng)。關(guān)注大小、方向的變化趨勢(shì)，看圖線斜率的大小、圖線的曲直是否和物理過程對(duì)應(yīng)。兩個(gè)方法：(1)排除法：定性地分析電磁感應(yīng)過程中物理量的變化趨

10、勢(shì)(增大還是減小卜變化快慢(均勻變化還是非均勻變化)，特別是物理量的正負(fù)，排除錯(cuò)誤的選項(xiàng)。(2)函數(shù)法：根據(jù)題目所給條件定量地寫出兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系，然后由函數(shù)關(guān)系對(duì)圖象作出分析和判斷，這未必是最簡(jiǎn)捷的方法，但卻是最有效的方法?？键c(diǎn)三電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)力學(xué)與能量問題1. 一空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,兩條電阻不計(jì)的平行光滑導(dǎo)軌豎直放置在磁場(chǎng)內(nèi)，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,導(dǎo)體棒ab、cd長(zhǎng)度土勻?yàn)?.2 m,電阻均為0.1 Q重力均為0.1 N,現(xiàn)用力向上拉動(dòng)導(dǎo)體棒ab,使之勻速上升（導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好），此時(shí)cd靜止不動(dòng)，則 ab上升時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A

11、. ab受到的拉力大小為B . ab向上運(yùn)動(dòng)的速度為 2 m/sC.在2 s內(nèi)，拉力做功,有 0.4 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能2. （2016高考全國(guó)卷I ）如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為D.在2 s內(nèi)，拉力做功為 0.6 J0,上沿相連.兩細(xì)金屬棒ab（僅標(biāo)出a端）和cd（僅標(biāo)出abdca,并通過固定在c端）長(zhǎng)度土勻?yàn)長(zhǎng),質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平.右斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為R,兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為B,方向垂直于斜面向上.已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場(chǎng)中，回路電阻為11,重力加速度大小

12、為go已知金屬棒ab勻速下滑。求:（1）作用在金屬棒ab上的安培力的大小;（2）金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小。L,下端接有阻值為3.（2019河南開封高三上第一次模擬）如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有光滑平行導(dǎo)軌，間距為R的電阻，空間存在與導(dǎo)軌平面垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為 m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab與上端固定的彈簧相連并垂直導(dǎo)軌放置。初始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止，現(xiàn)給導(dǎo)體棒豎直向下的初速度V0,導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。若導(dǎo)體棒電阻r與電阻R的阻值相等，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下列說(shuō)法中正確的是 （）A .導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中的每個(gè)時(shí)刻受到的安培力方向總與運(yùn)動(dòng)方向相反B.

13、初始時(shí)刻導(dǎo)體棒兩端的電壓Uab = BLv0C.若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)，下降的高度為D.若導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí)，下降的高度為產(chǎn)生的焦耳熱 Q = 4mv2+2mgh W4.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一傾斜的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為BLhh,則通過電阻R的電量為2Rh,此過程導(dǎo)體棒克服彈力做功為 W,則電阻R上L,長(zhǎng)為3d,導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為0,在導(dǎo)軌的中部刷有一段長(zhǎng)為 d的薄絕緣涂層.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與導(dǎo)軌平面垂直.質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，在滑上涂層之前已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，并一直勻速滑到導(dǎo)軌底端.導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直，且僅與涂層間有摩擦，接在兩導(dǎo)軌間的電阻為R,其他部分的電阻均不計(jì)，重力加速度為 g.求:(1)導(dǎo)體棒與涂層間的動(dòng)摩擦因數(shù)11;導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速