2021-2022物理教科版3-2 階段提升課 第一章電磁感應(yīng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE10-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精階段提升課第一章知識(shí)體系·思維導(dǎo)圖考點(diǎn)整合·素養(yǎng)提升考點(diǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1.求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)常有如下幾種方法:表達(dá)式E=nQUOTEE=BLvsinθE=QUOTEBL2ω情景圖研究對(duì)象回路（不一定閉合)一段直導(dǎo)線（或等效成直導(dǎo)線)繞一端轉(zhuǎn)動(dòng)的一段導(dǎo)體棒意義一般求平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)Δt→0時(shí)求的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),當(dāng)v為平均速度時(shí)求的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用平均值法求瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)適用條件所有磁場(chǎng)（勻強(qiáng)磁場(chǎng)定量計(jì)算、非勻強(qiáng)磁場(chǎng)定性分析)勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)2.關(guān)于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)鍵詞轉(zhuǎn)化:【典例1】(多選)如圖，固定于絕緣水平面上的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，除R外，其他電阻均不計(jì)，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)質(zhì)量為m的金屬棒cd在水平恒力F作用下由靜止向右滑動(dòng)過程中,下列說法中正確的是 （)A.水平恒力F對(duì)cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B。只有在cd棒做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F對(duì)cd棒做的功才等于電路中產(chǎn)生的電能C。無(wú)論cd棒做何種運(yùn)動(dòng)，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D。R兩端電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)【解析】選C、D。金屬棒加速運(yùn)動(dòng)過程中，水平恒力F對(duì)cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能、摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和金屬棒增加的動(dòng)能之和；金屬棒在勻速運(yùn)動(dòng)的過程中,水平恒力F對(duì)cd棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能與摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和;無(wú)論cd棒做何種運(yùn)動(dòng),它克服安培力所做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能，故A、B錯(cuò)誤，C正確；cd棒電阻不計(jì),cd棒切割磁感線就相當(dāng)于理想電源，所以R兩端電壓始終等于cd棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故D正確；故選C、D。(多選)（2020·綿竹高二檢測(cè)）如圖(a)所示，一個(gè)電阻值為R，匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路。線圈的半徑為r1。在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖(b）所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0.導(dǎo)線的電阻不計(jì)。在0至t1時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是 (）A.R1中電流的方向由a到b通過R1B.電流的大小為QUOTEC。線圈兩端的電壓大小為QUOTED。通過電阻R1的電荷量為QUOTE【解析】選B、D。由圖像可知,在0至t1時(shí)間內(nèi)QUOTE=QUOTE由法拉第電磁感應(yīng)定律有E=nQUOTE=nQUOTES而S=πQUOTE由閉合電路的歐姆定律有I=QUOTE且R1=2R解得電流的大小為I=QUOTE由楞次定律可判斷通過R1上的電流方向由b到a,故A錯(cuò)誤，B正確;線圈兩端的電壓大小為U=2IR=QUOTE,故C錯(cuò)誤；通過電阻R1的電荷量為q=It1=QUOTE故D正確。故選B、D.【加固訓(xùn)練】(多選）粗細(xì)均勻的導(dǎo)線繞成匝數(shù)為n、半徑為r的圓形閉合線圈。線圈放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，線圈中產(chǎn)生的電流為I，下列說法正確的是 (）A.電流I與匝數(shù)n成正比B。電流I與線圈半徑r成正比C.電流I與線圈面積S成正比D。電流I與導(dǎo)線橫截面積S0成正比【解析】選B、D。由題給條件可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=nπr2QUOTE，電阻為R=QUOTE,電流I=QUOTE，聯(lián)立以上各式得I=QUOTE·QUOTE,則可知B、D項(xiàng)正確，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤.考點(diǎn)電磁感應(yīng)中的圖像問題1。解決圖像問題的一般步驟:（1）明確圖像的種類,即是B—t圖像還是Φ-t圖像，或者E-t圖像、I—t圖像等。(2)分析電磁感應(yīng)的具體過程。(3）用右手定則或楞次定律確定方向?qū)?yīng)關(guān)系.（4）結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等規(guī)律寫出函數(shù)關(guān)系式.（5)根據(jù)函數(shù)關(guān)系式，進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，如分析斜率的變化、截距等。(6)判斷圖像(或畫圖像或應(yīng)用圖像解決問題)。2.電磁感應(yīng)中的圖像主要分類：(1）由給定的電磁感應(yīng)過程選正確的圖像。(2)由給定的有關(guān)圖像分析電磁感應(yīng)過程求解相應(yīng)的物理量。（3)由給定的電磁感應(yīng)過程畫出相應(yīng)的正確圖像?！镜淅?】（多選)如圖所示，在光滑的水平面上，放置一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線圈，線圈電阻不變,線圈右側(cè)有垂直水平面向下、寬度為2l的有界磁場(chǎng)，建立一與磁場(chǎng)邊界垂直的坐標(biāo)軸Ox，O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。磁感應(yīng)強(qiáng)度隨坐標(biāo)位置的變化關(guān)系為B=kx,線框在水平向右的外力F作用下沿x正方向勻速穿過該磁場(chǎng)。此過程中線圈內(nèi)感應(yīng)出的電流i隨時(shí)間變化的圖像(以順時(shí)針為正方向）、拉力F隨線圈位移x變化的圖像可能正確的是 （）【解析】選A、C。由于磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從左邊界到右邊界逐漸增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向,設(shè)線圈的速度為v，進(jìn)入磁場(chǎng)只有右邊切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=Blv,B=kx,x=vt，感應(yīng)電流i=QUOTE,即i=QUOTEt；進(jìn)入過程感應(yīng)電流大小與時(shí)間成正比；線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈的左右兩邊都在切割磁感線，回路的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=QUOTElv=kl2v恒定不變，故電流不變；線圈右邊出磁場(chǎng)之后,只有左邊切割磁感線，離開磁場(chǎng)時(shí)，線圈中磁通量減少，則感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,E3=Blv，B=kQUOTE=k（vt—l)則感應(yīng)電流i=QUOTEt-QUOTE故之后感應(yīng)電流大小隨時(shí)間均勻增大,故A正確，B錯(cuò)誤；線圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，F(xiàn)=Bil,i=QUOTEt，B=kx，x=vt,可得F=QUOTEx2F—x圖像為拋物線；線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)到右邊即將離開磁場(chǎng)的過程中F=kxil—k(x-l）il=kil2電流恒定,此過程中F不變；線圈右邊離開磁場(chǎng)之后,拉力等于線圈左邊所受安培力大小F=QUOTE，B=k（x—l）,則F=QUOTE(x—l）2F—x圖像為一段拋物線,故C正確,D錯(cuò)誤。故選A、C。(多選）（2020·銀川高二檢測(cè))如圖所示,abcd為一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框,導(dǎo)線框位于光滑水平面內(nèi),其右側(cè)為一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的邊界與線框的邊cd平行，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2l，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下。線框在一垂直于cd邊的水平恒定拉力F作用下沿水平方向向右運(yùn)動(dòng),直至通過磁場(chǎng)區(qū)域。cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框開始勻速運(yùn)動(dòng),規(guī)定線框中電流沿逆時(shí)針時(shí)方向?yàn)檎瑒t導(dǎo)線框從剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中，a、b兩端的電壓Uab及導(dǎo)線框中的電流i隨cd邊的位置坐標(biāo)x變化的圖線可能正確的是 ()【解析】選B、D。線圈的cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),則整個(gè)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度不變，根據(jù)楞次定律產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流，為正方向，電動(dòng)勢(shì)大小E=Blv，此時(shí)ab兩端的電壓為Uab=QUOTEBlv,當(dāng)線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),線圈內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流，此時(shí)線圈做勻加速運(yùn)動(dòng),ab兩端的電壓為Uab=Bl（v+at),對(duì)比圖像可知,A錯(cuò)誤,B正確；當(dāng)線圈的cd邊出磁場(chǎng)時(shí)，電流為順時(shí)針方向,由于此時(shí)安培力大于外力F，故此時(shí)線圈做減速運(yùn)動(dòng),且加速度逐漸減小，電流圖像的斜率減小,逐漸趨近于開始進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的電流大小,C錯(cuò)誤，D正確。故選B、D?！炯庸逃?xùn)練】如圖,EOF和E′O′F′為空間一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,其中EO∥E′O′，F(xiàn)O∥F′O′，且EO⊥OF；OO′為∠EOF的角平分線，OO′間的距離為l；磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框沿O′O方向勻速通過磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻恰好位于圖示位置。規(guī)定導(dǎo)線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)為正，則感應(yīng)電流i與時(shí)間t的關(guān)系圖線可能正確的是 （)【解析】選B.本題中四個(gè)選項(xiàng)都是i-t圖線,故可用排除法