天津版高考理科物理 專題十二 電磁感應(yīng)

1、專題十二電磁感應(yīng)挖命題【考情探究】考點考向5年考情預(yù)測熱度考題示例學(xué)業(yè)水平關(guān)聯(lián)考點素養(yǎng)要素電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁通量電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流方向的判斷楞次定律2017天津理綜36分3共點力平衡科學(xué)推理右手定則法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律導(dǎo)體棒切割磁感線2018天津理綜,12,20分5安培力、動量定理、閉合電路歐姆定律、動力學(xué)規(guī)律模型建構(gòu)、科學(xué)推理20仃天津理綜,12,20分5安培力、動量定理、電容器、動力學(xué)規(guī)律模型建構(gòu)、科學(xué)推理2016天津理綜,12,20分5共點力平衡、電阻定律、歐姆定律模型建構(gòu)、科學(xué)推理2015天津理綜.11.18分4共點力平衡、能量守恒科學(xué)推理2014天津理綜,11,18分4

2、右手定則、共點力平衡、能量守恒科學(xué)推理電磁感應(yīng)中求解回路中電荷量的大小20仃天津理綜,12,20分5安培力、電容器、動量定理、電磁感應(yīng)定律模型建構(gòu)、科學(xué)推理電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化2014天津理綜,11,18分4右手定則、共點力平衡、能量守恒科學(xué)推理自感自感和互感渦流反電動勢分析解讀本專題主要考查電磁感應(yīng)與力、電、能量的綜合問題,考生需掌握楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律,并運用動力學(xué)觀點和能量觀點解決問題。電磁感應(yīng)的力與運動問題,往往涉及牛頓運動定律或物體平衡條件的應(yīng)用;電磁感應(yīng)的功能問題,涉及功能關(guān)系和能量守恒,應(yīng)用安培力做功與電能轉(zhuǎn)化的關(guān)系、能量守恒等解決問題。考生在復(fù)習(xí)時需注意培養(yǎng)情景分析和理

3、解能力、提取信息能力、應(yīng)用基本規(guī)律分析和推理計算的能力。題目設(shè)計常常會源于課本,但問題往往會深入到深層次的知識,考查考生對物理知識本質(zhì)的認(rèn)識,預(yù)計今后的咼考中這種考查形式和方向還會繼續(xù)。真題典例】y左的力他軸”可喘吐IL薯抉虞諭此.加和：海錄篦碎皐、W來如fC電朋細(xì)*-C駅件2LSlS-.tft-Sy左的力他軸”可喘吐IL薯抉虞諭此.加和：海錄篦碎皐、W來如fC電朋細(xì)*-C駅件2LSlS-.tft-S迪札-2射帕：.鍛密出阪4的叭鼎件4:卅、N閭邑過芬期氏O檢心琴點I左手定則判斷電訛方向2一紬及安堆力的動力學(xué)V工衿及實塩力的動旦宜理。審題指異1題日設(shè)計I胃邇世較大*與生需出速帽讀理解題克井提皿

4、關(guān)鍛信息32.結(jié)合冷橡信息“殿場哥直F紙曲問甲.,踏.傲扎直茨電曲.提供屯動毋，初命屆祎上產(chǎn)土電直列代到向右的寶培h,盧生向右的協(xié)瓏度.列車向右加速遠(yuǎn)功設(shè)問分析1-兩問題干設(shè)計帝煉+燒IE較低*皓件左手定則MnJ輕松判斷M惆階接電源M拡；祥應(yīng)用安培力會式睦牛施第一定律UT輕松求解崩換通電鯨吋列乍抓過度d的大小e2問堆度ill丸、列車運動漠創(chuàng)帶電新構(gòu)址育先“列車變?yōu)闇p迪匸耳次“感場分布湮JrL係列I袂感俺強懂為月的勻強磁場（X域*璉埼寬度卻相豳塢間曲均大于爲(wèi)血此可劌斯上居棒皿.前逬出雄場吋閉修畝溜郁矣發(fā)主礎(chǔ)M蜀塑化，皿昭列車運韻思路分析列乍向右?guī)浰龠\動.安培力提供動九方向嘅須向右，根據(jù)左丁定期.

5、按謫電源后,金屬揮中電施方向由港虬由到蟲戰(zhàn)if端接電謐正捉，2,列弔啟動后曲、詼聯(lián),兩希屈棒屯阻相同“叮求出禹路惡電此根據(jù)獗船定年町求出電流”丐給含壽培力藝云和牛頓蹴一丘律叩求綁茁加逛度1.抿據(jù)法拉番111啟感應(yīng)応毎和陽住也昭歐卿定評追出全展榕砒與叔所構(gòu)成冋躋的電說；利用窒培力公式釉13表達式関IL殳屈撤I敘毎穿過一塊勻強戰(zhàn)場區(qū)域寺恪力所產(chǎn)生的補址；蚣盼利用勸址定理我山列+就速過即所需昭沖童，用逮牛總M魚與毎次穿過一快勻強確場區(qū)械安培力斯產(chǎn)生的沖量做比值，求解毛少需婆峯乍塊這樣的舟艸更場昜錯警示h左孚定則的跡繼HI清I札芥利jh.jiI1雖為御欣穿口一塊勻強世場叵威畫培勺所產(chǎn)主的沖量檢比值吋，

6、耍注意討論比值是竹為整數(shù)，卻為整敬.則比血為容案；若不加整數(shù)觀比值時1為界案，破考點命題規(guī)律1一1&號內(nèi)客：安培力相英的動力學(xué)、功儲攔系，動fat疋理的應(yīng)用.2,孝杳理式：電嵇憾應(yīng)類型壽詢金厲桿切割厳感線.閉合冋路中產(chǎn)七感応電動縱感宜屯覽、此時金屆桿在蠱場中運動#受到安培力，廳冃設(shè)計甘盤結(jié)合上謹(jǐn)過程考育考*f時電議感應(yīng).陽危電流、動力孚、功能關(guān)耒的綜合應(yīng)用。能力要求,能蒔扣I烘的悟言描述構(gòu)建底対其律的物理校型，并沿合所學(xué)識對期理找電進和抖學(xué)的抿.理再論證2器練學(xué)腳左F定刖的檢川底M命題技巧LX電就感應(yīng)在科學(xué)技拉中的寶際應(yīng)用於依托，如1R年的直空背道趨離述列申、17年的=電毬執(zhí)迫炮“、出年的“電

7、磁韁遠(yuǎn)器“等、琴查考土對丁電磁感應(yīng)、掃定電沆、動力學(xué)，功能關(guān)泵的徐合應(yīng)用解題過程菩案見P25.（2018天津理綜.12,20分j倉牢管道超高速列牟的動力系統(tǒng)是一種將電麗自接轉(zhuǎn)換戒甲動訥詵II勺坡叭圖I是具神動力系統(tǒng)的河化炭型一圖中機實線表不周定在水平面上何距為的悶濟屮“丫吊金居導(dǎo)牲.屯阻忽略不計：血和皿是鬧提爭號軌垂宜、長度包_為A電阻均為R的金屬幅通過絶曙時料固疋在列車底部，并豈導(dǎo)軌良好接區(qū)其何距也知*列車的總質(zhì)豆匚前襦応前.訕、兇瓦于矗矗血蔬諒羽盤鬲石強磁捺L礎(chǔ)揚方向垂直丁彳軌平面向巳如圖1所力乙対愜列車用動*需在山、間連接吐動崢為E的也流電源.屯原內(nèi)皿及導(dǎo)純屯阻忽略不訃:.列車啟動肩屯源

8、自動關(guān)閉”門）要使列車向右運行*啟動時團L中攸用哪卜接電源正黴井猜要說明理山；（2）求剛接通電諫時列車力I啞度卅的尢小i門）列卑減速時一需宦前Jjn.m2所示的錄列雄感應(yīng)強度対心的勻徑雄場區(qū)域*磁場竟度和相鄰穗場間斷均大卩若杲時剌列車的連度劃：.此時宓皿均在無磁場區(qū)域，試討論翌便列車停卜-來，前方至少濡趣游少決這樣的有界蠱場？考點集訓(xùn)】考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象如圖所示,將銅片懸掛在電磁鐵的兩極間,形成一個擺。在電磁鐵線圈未通電時,銅片可以自由擺動,忽略空氣阻力及轉(zhuǎn)軸摩擦的作用。當(dāng)電磁鐵通電后,電磁鐵兩極間可視為勻強磁場,忽略磁場邊緣效應(yīng)。關(guān)于通電后銅片的擺動過程,以下說法正確的是()由于銅片不會受到

9、電磁鐵的吸引，所以銅片向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度銅片進入磁場的瞬間，銅片一定立即減速銅片在進入和離開磁場時,由于電磁感應(yīng)，均有感應(yīng)電流產(chǎn)生銅片進入磁場的過程是機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，離開磁場的過程是電能轉(zhuǎn)化為機械能的過程答案C與一般吉他(以箱體的振動發(fā)聲)不同,電吉他靠拾音器發(fā)聲。如圖所示,拾音器由磁體及繞在其上的線圈組成。磁體產(chǎn)生的磁場使鋼質(zhì)琴弦磁化而產(chǎn)生磁性,即琴弦也產(chǎn)生自己的磁場。當(dāng)某根琴弦被撥動而相對線圈振動時,線圈中就會產(chǎn)生相應(yīng)的電流,并最終還原為聲音信號。下列說法中正確的是()若磁體失去磁性,電吉他仍能正常工作換用尼龍材質(zhì)的琴弦，電吉他仍能正常工作琴弦振動的過程中，線圈中電

10、流的方向不會發(fā)生變化拾音器的作用是利用電磁感應(yīng)把琴弦的振動轉(zhuǎn)化成電信號答案D3某同學(xué)想用如圖所示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,ab是一根導(dǎo)體棒，通過導(dǎo)線、開關(guān)連接在靈敏電流計的兩個接線柱上。實驗前,該同學(xué)對可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況做出了以下總結(jié),關(guān)于該同學(xué)的說法正確的是()()開關(guān)閉合的瞬間，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)開關(guān)斷開的瞬間，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)開關(guān)閉合后,ab棒左右運動的過程中靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)開關(guān)閉合后,ab棒上下運動的過程中靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案C考點二感應(yīng)電流方向的判斷如圖甲所示,20匝的線圈兩端M、N與一個電壓表相連，線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)的磁場，線圈中的磁通量在

11、按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是()線圈中產(chǎn)生的感生電流沿順時針方向電壓表的正接線柱接線圈的N端線圈中磁通量的變化率為1.5Wb/s電壓表的讀數(shù)為10V答案D（2016課標(biāo)11,20,6分）（多選）法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動貝電流沿a到b的方向流動若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化貝I電流方向可能發(fā)生變化若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍貝I電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍答案AB（2016浙江理綜,16,6分）如圖所示,a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb,圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙

12、面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,（）XhXhXMXX兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9:1a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3:4a、b線圈中電功率之比為3:1答案B考點三法拉第電磁感應(yīng)定律（2017課標(biāo)11,20,6分）（多選）兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度方向與紙面垂直。邊長為0.1m、總電阻為0.0050的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界平行，如圖（a）所示。已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動,cd邊于t=0時刻進入磁場。線框中感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖線如圖（b）所示（感應(yīng)電流的方向為順時針時，感應(yīng)電動勢

13、取正）。下列說法正確的是（）磁感應(yīng)強度的大小為0.5T導(dǎo)線框運動速度的大小為0.5m/s磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外在t=0.4s至t=0.6s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1N答案BC8如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.30m,端連接R=0.50Q的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T。導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上，其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒MN沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度v=5.0m/s。求：導(dǎo)體棒MN切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E;導(dǎo)體棒MN所受安培力F的大?。桓袘?yīng)電流的功率P。答案(1)0.3

14、0V(2)0.036N(3)0.18W考點四自感如圖所示,將兩端刮掉絕緣漆的導(dǎo)線繞在把銼刀上,端接上電池(電池另極與銼刀接觸),手執(zhí)導(dǎo)線的另端,在銼刀上來回劃動,由于銼刀表面凹凸不平,就會產(chǎn)生電火花。下列說法正確的是()rUik/E小丈驗產(chǎn)生電火花的回路只由導(dǎo)線與電池組成如導(dǎo)線端只向一個方向劃動也能產(chǎn)生電火花銼刀采用什么材料制成對實驗沒有影響導(dǎo)線端劃動的方向決定了自感電動勢的方向答案B如圖所示,李輝用多用電表的歐姆擋測量個變壓器線圈的電阻,以判斷它是否斷路。劉偉為了使李輝操作方便,用兩手分別握住線圈裸露的兩端讓李輝測量。測量時表針擺過了定角度,李輝由此確認(rèn)線圈沒有斷路。正當(dāng)李輝把多用電表的表筆

15、與被測線圈脫離時,劉偉突然驚叫起來,覺得有電擊感。下列說法正確的是()劉偉被電擊時變壓器線圈中的電流瞬間變大劉偉有電擊感是因為兩手之間瞬間有高電壓劉偉受到電擊的同時多用電表也可能被燒壞實驗過程中若李輝兩手分別握住紅黑表筆的金屬桿，他也會受到電擊答案B如圖所示的電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中R0為定值電阻,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,小燈泡的燈絲電阻為R(可視為不變)，電感線圈的自感系數(shù)為L、電阻為Rl。電路接通并達到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開開關(guān)S,可以看到燈泡先是“閃亮”(比開關(guān)斷開前更亮)下,然后才逐漸熄滅,但實驗發(fā)現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象并不明顯。為了觀察到斷開開關(guān)S時燈泡比開關(guān)斷開前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象

16、，下列措施中一定可行的是()撤去電感線圈中的鐵芯，使L減小更換電感線圈中的鐵芯，使L增大更換電感線圈，保持L不變，使Rl增大更換電感線圈，保持L不變，使Rl減小答案D煉技法方法集訓(xùn)】方法1感應(yīng)電動勢E=BLv的四種推導(dǎo)方法1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”,在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。利用圖甲所示的電路可以產(chǎn)生動生電動勢。設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)體棒ab的長度為L,在外力作用下以速度v水平向右勻速運動。請從法拉第電磁感應(yīng)定律出發(fā)推導(dǎo)動生電動勢E的表達式；5甲乙a丙磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場

17、,該電場與靜電場不同,其電場線是一系列同心圓,如圖乙中的虛線所示。如果此刻空間存在導(dǎo)體,就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖丙所示，一半徑為r、單位長度電阻為R0的金屬導(dǎo)體環(huán)垂直放置在勻強磁場中，當(dāng)磁場均勻增強時，導(dǎo)體環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I。請你判斷導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流的方向(俯視),并求出磁感應(yīng)強度隨時間的變化率一；請指出在(1)(2)兩種情況下,“電源”內(nèi)部的非靜電力分別是哪一種作用力,并分析說明在感生電場中能否像靜電場一樣建立“電勢”的概念。答案(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得感應(yīng)電動勢E=設(shè)導(dǎo)體棒向右運動了N時間，則這段時間內(nèi)磁通量的變化量e=BLvAt聯(lián)立式可得：E=BLv(2)根據(jù)楞次定律可

18、以判斷導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流的方向為順時針方向(俯視)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，電路產(chǎn)生的感生電動勢E=nr2導(dǎo)體環(huán)的總電阻R=2nrR0根據(jù)閉合電路歐姆定律,電路中的電流匸一聯(lián)立式可得:一=(3)在(1)中非靜電力是洛倫茲力沿導(dǎo)體棒方向的分力;在(2)中非靜電力是感生電場力。在感生電場中不能建立“電勢”的概念。因為在感生電場中電荷沿電場線運動一周,感生電場力做功不為零,即感生電場力做功與路徑有關(guān),故無法建立“電勢能”的概念,也就無法建立“電勢”的概念。2.麥克斯韋電磁場理論認(rèn)為:變化的磁場會在其周圍空間激發(fā)一種電場,這種電場與靜電場不同,稱為感生電場或渦旋電場,如圖甲所示。圖甲若圖甲中磁場的磁感應(yīng)

19、強度B隨時間t按B=B0+kt(B0、k均為正常數(shù))規(guī)律變化，形成渦旋電場的電場線是一系列同心圓,單個圓上形成的電場場強大小處處相等。將一個半徑為r的閉合環(huán)形導(dǎo)體置于相同半徑的電場線位置處,導(dǎo)體中的自由電荷就會在感生電場的作用下做定向移動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。求:環(huán)形導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢E感的大??；環(huán)形導(dǎo)體位置處電場強度E的大小。電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖乙所示,圖的上部分為側(cè)視圖,上、下為電磁鐵的兩個磁極,磁極之間有一個環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運動。圖的下部分為真空室的俯視圖,電子從電子槍右端逸出,當(dāng)電磁鐵線圈電流的大小與方向變

20、化滿足相應(yīng)的要求時,電子在真空室中沿虛線圓軌跡運動,不斷地被加速。若某次加速過程中,電子圓周運動軌跡的半徑為R,圓形軌跡上的磁場為B1,圓形軌跡區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強度的平均值記為(由于圓形軌跡區(qū)域內(nèi)各處磁場分布可能不均勻，即穿過圓形軌跡區(qū)域內(nèi)的磁通量與圓的面積比值)。電磁鐵中通有如圖丙所示的正弦交變電流,設(shè)圖乙裝置中標(biāo)出的電流方向為正方向。5電干軌逍訓(xùn)4TY4圖丙:咚二)面積比值)。電磁鐵中通有如圖丙所示的正弦交變電流,設(shè)圖乙裝置中標(biāo)出的電流方向為正方向。5電干軌逍訓(xùn)4TY4圖丙:咚二)電砒a.在交變電流變化一個周期的時間內(nèi)，分析說明電子被加速的時間范圍;b.若使電子被控制在圓形軌道上不斷被加速,B

21、t與之間應(yīng)滿足B-的關(guān)系，請寫出你的證明過程。答案（1）a.knr2b_(2)a.B1和是由同一個電流產(chǎn)生的，因此磁場方向總相同;由圖乙可知:Bt向上才可能提供電子做圓周運動的向心力(時間0-)；由圖乙可知:感生電場的電場線方向為順時針電子才可能加速，所以可以是向上增強(時間0F或向下減弱(時間-TT);綜上三點可知:磁場向上增強才能滿足電子在圓周上的加速,根據(jù)圖丙可知電子只能在第一個四分之一周期加速。b.電子做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)某時刻電子運動的速度為v則Btev=m_則BteR=mv由(1)問中的a結(jié)論可得，此時軌道處的感生電場場強大小E=對式eR=m=ma=eE所以:eR=

22、e-R-因為t=0時:Bt=0、B2=0,所以有Bt=-(其他解法正確均得分)方法2電磁感應(yīng)中電路問題的分析方法如圖所示,一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=2m,電阻R=8Q;有一電阻r=2Q、質(zhì)量m=1kg的金屬棒垂直平放在軌道上，軌道電阻可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=1T,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使之做初速度為零的勻加速直線運動,加速度大小為a=12s末金屬棒的速度大小；2s末金屬棒受到的安培力的大小;2s內(nèi)通過電阻R的電荷量Q的大小。答案(1)2m/s(2)0.8N(3)0.4C如圖所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN

23、和PQ,兩導(dǎo)軌間距為1=0.40m,電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R=0.400的定值電阻,導(dǎo)體桿ab的質(zhì)量m=0.10kg,電阻r=0.10Q,并與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于方向豎直向下、磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中。導(dǎo)體桿ab在水平向右的拉力F作用下，沿導(dǎo)軌做速度v=2.0m/s的勻速直線運動。求：通過電阻R的電流I的大小及方向;拉力F的大小；撤去拉力F后，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Qr。答案(1)ab桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Blv根據(jù)閉合電路歐姆定律有匸一代入數(shù)據(jù)解得1=0.80A方向從M到P桿做勻速直線運動,拉力等于安培力根據(jù)安培力公式有F=BIl代入數(shù)據(jù)解得F=0

24、.16N撤去拉力后，根據(jù)能量守恒可知電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=-mv2=0.2J根據(jù)焦耳定律有Q=bR總t,可知Qr=Q代入數(shù)據(jù)解得QR=0.16J方法3電磁感應(yīng)中圖像問題的分析方法5如圖1所示，線圈abed固定于勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強度隨時間的變化情況如圖2所6如圖所示，水平面上有兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，兩導(dǎo)軌間距為I,電阻均可忽略不計。在M和P之間接有阻值為R的定值電阻,導(dǎo)體桿ab電阻為r,并與導(dǎo)軌接觸良好。整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中?，F(xiàn)給ab桿一個瞬時沖量,使它獲得水平向右的初速度v0下列圖像中，關(guān)于ab桿的速度v、通過電阻R

25、中的電流i、電阻R的電功率P、通過MPabM的磁通量隨時間變化的規(guī)律,可能正確的是()答案B方法4電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題的分析方法7如圖所示,空間中存在一勻強磁場區(qū)域，磁場方向與豎直面(紙面)垂直,MM和NN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界，紙面內(nèi)磁場上方有一正方形導(dǎo)線框abcd,ab邊與MM和NN平行，邊長小于MM和NN的間距。若線框自由下落，在ab邊從MM運動到NN的過程中，關(guān)于線框的運動，下列說法中正確的是()A.定始終做減速運動B.定始終做加速運動C.可能先減速后加速D.可能先加速后減速答案C8如圖所示,通過水平絕緣傳送帶輸送完全相同的正方形單匝銅線框，為了檢測出個別未閉合的不合格線框，讓線框

26、隨傳送帶通過一固定勻強磁場區(qū)域(磁場方向垂直于傳送帶平面向下),觀察線框進入磁場后是否相對傳送帶滑動就能夠檢測出未閉合的不合格線框。已知磁場邊界MN、PQ與傳送帶運動方向垂直,MN與PQ間的距離為d,磁場的磁感應(yīng)強度為B。各線框質(zhì)量均為m,電阻均為R,邊長均為L(Lvd)。傳送帶以恒定速度V。向右運動，線框與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為p,重力加速度為g。線框在進入磁場前與傳送帶的速度相同,且右側(cè)邊平行于MN進入磁場，當(dāng)閉合線框的右側(cè)邊經(jīng)過邊界PQ時又恰好與傳送帶的速度相同。設(shè)傳送帶足夠長,且在傳送帶上線框始終保持右側(cè)邊平行于磁場邊界。對于閉合線框,求:線框的右側(cè)邊剛進入磁場時所受安培力的大小;線框

27、在進入磁場的過程中運動加速度的最大值以及速度的最小值;從線框右側(cè)邊剛進入磁場到穿出磁場后又相對傳送帶靜止的過程中,傳送帶對該閉合銅線框做的功。答案(1)(2)-pg-(3)2pmgd方法5電磁感應(yīng)中功能問題的分析方法9.(多選)如圖甲所示,電阻為5Q、匝數(shù)為100的線圈(圖中只畫了2匝)兩端A、B與電阻R相連,R=95Q。線圈內(nèi)有方向垂直于紙面向里的磁場,線圈中的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。則()A點的電勢小于B點的電勢在線圈位置上感應(yīng)電場沿逆時針方向0.1s時間內(nèi)通過電阻R的電荷量為0.05C0.1s時間內(nèi)非靜電力所做的功為2.5J答案BCD10如圖所示,表面粗糙的水平傳送帶在電動機的帶動下以

28、速度v勻速運動，在空間中邊長為2L的正方形固定區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形金屬線圈abed平放在傳送帶上，與傳送帶始終無相對運動，下列說法中正確的是()在線圈進入磁場過程與穿出磁場過程中,感應(yīng)電流的方向都沿abeda方向在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中，線圈始終受到水平向左的安培力在線圈進入磁場過程中,線圈所受靜摩擦力的功率為在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中，電動機多消耗的電能為答案D方法6電磁感應(yīng)中導(dǎo)軌類問題的分析方法如圖所示,一水平面內(nèi)固定兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上面橫放著兩根完全相同的銅棒ab和ed,構(gòu)成矩形回路，在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有

29、豎直向上的勻強磁場B。開始時棒ed靜止，棒ab有一個向左的初ab棒減小的動量等于ed棒增加的動量ab棒減小的動能等于ed棒增加的動能兩棒一直運動，機械能不斷轉(zhuǎn)化為電能答案B電磁彈射技術(shù)是一種新興的直線推進技術(shù),適宜于短行程發(fā)射大載荷,在軍事、民用和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。我國已成功研制出用于航空母艦艦載機起飛的電磁彈射器。它由發(fā)電機、直線電機、強迫儲能裝置和控制系統(tǒng)等部分組成。電磁彈射器可以簡化為如圖所示的裝置以說明其基本工作原理。電源和一對足夠長平行金屬導(dǎo)軌M、N分別通過單刀雙擲開關(guān)K與電容器相連。電源的電動勢E=10V,內(nèi)阻不計。兩條足夠長的導(dǎo)軌相距L=0.1m且水平放置，處于磁感應(yīng)強度

30、B=0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面且豎直向下,電容器的電容C=10F?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Q的金屬滑塊垂直放置于導(dǎo)軌的滑槽內(nèi),分別與兩導(dǎo)軌良好接觸。將開關(guān)K置于a,使電容器充電，充電結(jié)束后，再將開關(guān)K置于b,金屬滑塊會在電磁力的驅(qū)動下運動，不計導(dǎo)軌和電路其他部分的電阻,且忽略金屬滑塊運動過程中的一切阻力,不計電容器充放電過程中該裝置向外輻射的電磁能量及導(dǎo)軌中電流產(chǎn)生的磁場對滑塊的作用。在電容器放電過程中，金屬滑塊兩端電壓與電容器兩極板間電壓始終相等。求在開關(guān)K置于b瞬間,金屬滑塊的加速度的大小a;求金屬滑塊最大速度大小v;(3)a電容器是一種儲能裝置，當(dāng)電容器

31、兩極板間電壓為U時，它所儲存的電能A=CU2/2。求金屬滑塊在運動過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q;b.金屬滑塊在運動時會產(chǎn)生反電動勢，使金屬滑塊中大量定向運動的自由電子又受到一個阻力作用。請分析并計算在金屬滑塊運動過程中這個阻力所做的總功W。答案(1)50m/s2(2)40m/s(3)a.400Jb.b.滑塊由于向右運動，產(chǎn)生反電動勢,從而使滑塊中的自由電子受到與其定向移動方向相反的洛倫茲力,阻礙其定向移動,這個方向的洛倫茲力做負(fù)功。由于電子定向移動,使其受到垂直于滑塊運動方向的洛倫茲力,其宏觀表現(xiàn)為安培力,這個方向的洛倫茲力做正功,而且總功為0。因此,滑塊運動過程中,大量自由電子克服反電動勢的阻力做功

32、數(shù)值上等于其對應(yīng)水平分洛倫茲力做功之和,即安培力做的功。由動能定理有WF=_mv2，因此阻力做的總功W=-WF=-imv2。13如圖所示,間距為L=1m的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為0=37，底端用電阻為R=0.80的導(dǎo)體MN相連接，導(dǎo)軌電阻忽略不計。磁感應(yīng)強度為B=1T的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直，磁場區(qū)域上下邊界距離為d=0.85m,下邊界aa和導(dǎo)軌底端相距3d。一根質(zhì)量為m=1kg、電阻為r=0.20的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌底端，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，并以初速度v0=10m/s沿導(dǎo)軌向上運動，到達磁場上邊界bb時，速度恰好為零。已知導(dǎo)軌與棒之間的動摩擦因數(shù)為p=0.5,g=10m/S2,

33、sin37=0.6,cos37=0.8。求：導(dǎo)體棒通過磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱;導(dǎo)體棒從進入磁場至到達上邊界所用的時間和回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值;微觀上導(dǎo)體中的電子克服因碰撞產(chǎn)生的阻力做功,宏觀上表現(xiàn)為產(chǎn)生焦耳熱。試從微觀角度推導(dǎo)：當(dāng)棒運動到磁場中某一位置時(感應(yīng)電流為I),其電阻的發(fā)熱功率為P熱=br(推導(dǎo)過程用字母表示)。答案(1)16J(2)0.615sA(3)設(shè)導(dǎo)體棒中單位體積的電子數(shù)為n,導(dǎo)體棒的橫截面積為S貝I導(dǎo)體棒中的總電子數(shù)N=nLS當(dāng)棒運動到磁場中某一位置時，設(shè)電子相對導(dǎo)體棒定向移動的速率為ve貝I導(dǎo)體棒中所有電子克服阻力做功的功率P克=Nfve當(dāng)棒運動到磁場中某一位置時，

34、設(shè)棒的速度大小為v,棒兩端電壓為U。在棒運動到磁場中某一位置時的極短時間內(nèi)，可認(rèn)為電流不變,電子相對導(dǎo)體棒定向移動的速率為ve不變貝I棒中某個電子在這一瞬時受力平衡，故受的阻力f=evB-又I=nveSe導(dǎo)體棒中所有電子克服阻力做功的功率P克等于棒的電阻的發(fā)熱功率P熱，即P熱=P克可得:P熱=（BLv-U）l故P熱=IU內(nèi)=l2r過專題【五年咼考】A組基礎(chǔ)題組（2017天津理綜,3,6分）如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,整個裝置放在勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)使磁感應(yīng)強度隨時間ab中的感應(yīng)電流方向由b到aab中的感

35、應(yīng)電流逐漸減小ab所受的安培力保持不變ab所受的靜摩擦力逐漸減小答案D（2014廣東理綜,15,4分）如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同咼度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊（）在P和Q中都做自由落體運動在兩個下落過程中的機械能都守恒在P中的下落時間比在Q中的長落至底部時在P中的速度比在Q中的大答案C（2016江蘇單科,6,4分）（多選）電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示,磁體附近的金屬弦被磁化,因此弦振動時,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法正確的有（）HH金利螢選用銅質(zhì)弦,電吉他仍能正常工作取走磁體，電吉他將不能

36、正常工作增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動勢弦振動過程中，線圈中的電流方向不斷變化答案BCD4.(2015重慶理綜,4,6分)圖為無線充電技術(shù)中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n,面積為S。若在t1到時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應(yīng)強度大小由B1均勻增加到B2貝吭亥段時間線圈兩C.恒為一D.從0均勻變化到一答案C(2015北京理綜,22,16分)如圖所示，足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，寬度L=0.4m,端連接R=10的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1To導(dǎo)體棒MN放在導(dǎo)軌上,其長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不

37、計。在平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運動，速度v=5m/s。求：yxxx感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I;在0.1s時間內(nèi)，拉力的沖量IF的大??；若將MN換為電阻r=10的導(dǎo)體棒，其他條件不變,求導(dǎo)體棒兩端的電壓U。答案(1)2V2A0.08Ns1V(2015天津理綜,11,18分)如圖所示，“凸”字形硬質(zhì)金屬線框質(zhì)量為m,相鄰各邊互相垂直，且處于同一豎直平面內(nèi),ab邊長為l,cd邊長為2l,ab與cd平行,間距為21。勻強磁場區(qū)域的上下邊界均水平，磁場方向垂直于線框所在平面。開始時,cd邊到磁場上邊界的距離為2l,線框由靜止釋放，從cd邊進入磁場直到ef、pq邊進入磁場前，線框做勻速

38、運動。在ef、pq邊離開磁場后,ab邊離開磁場之前,線框又做勻速運動。線框完全穿過磁場過程中產(chǎn)生的熱量為Q。線框在下落過程中始終處于原豎直平面內(nèi)，且ab、cd邊保持水平，重力加速度為g。求21線框ab邊將離開磁場時做勻速運動的速度大小是cd邊剛進入磁場時的幾倍;磁場上下邊界間的距離H。答案(1)4倍(2)+28l(2014天津理綜,11,18分)如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角0=30的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計,間距L=0.4m。導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域I和II,兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN,I中的勻強磁場方向垂直斜面向下,11中的勻強磁場方向垂直斜面向上，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B

39、=0.5T。在區(qū)域I中,將質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.10的金屬條ab放在導(dǎo)軌上,ab剛好不下滑。然后,在區(qū)域I沖將質(zhì)量m2=0.4kg,電阻R2=0.1Q的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開始下滑。cd在滑動過程中始終處于區(qū)域II的磁場中,ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/s2。問cd下滑的過程中,ab中的電流方向；ab剛要向上滑動時,cd的速度v多大；(2015廣東理綜,35,18分)如圖(a)所示,平行長直金屬導(dǎo)軌水平放置，間距L=0.4m。導(dǎo)軌右端接有阻值R=10的電阻。導(dǎo)體棒垂直放置在導(dǎo)軌上，且接觸良好。導(dǎo)體棒及導(dǎo)軌的電阻均不計。導(dǎo)軌間正方形區(qū)域

40、abcd內(nèi)有方向豎直向下的勻強磁場,b、d連線與導(dǎo)軌垂直，長度也為L。從0時刻開始，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間t變化，規(guī)律如圖(b)所示;同一時刻，棒從導(dǎo)軌左端開始向右勻速運動,1s后剛好進入磁場。若使棒在導(dǎo)軌上始終以速度v=1m/s做直線運動,求:棒進入磁場前，回路中的電動勢E;0.04Ni=t-1(1stb的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動時的加速度和速度如何變化。答案(1)磁鐵穿過鋁條時，在鋁條中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,有E=Bdv鋁條與磁鐵正對部分的電阻為R,由電阻定律有R=p由歐姆定律有1=-聯(lián)立式可得v=磁鐵以速度v進入鋁條間，恰好做勻速運動時，磁鐵受到沿

41、斜面向上的作用力F,聯(lián)立式可得F=當(dāng)鋁條的寬度bb時，磁鐵以速度v進入鋁條間時，磁鐵受到的作用力變?yōu)镕,有F=可見,FF=mgsin6,磁鐵所受到的合力方向沿斜面向上，獲得與運動方向相反的加速度,磁鐵將減速下滑，此時加速度最大。之后，隨著運動速度減小,F也隨著減小，磁鐵所受的合力也減小，由于磁鐵加速度與所受到的合力成正比，磁鐵的加速度逐漸減小。綜上所述,磁鐵做加速度逐漸減小的減速運動。直到F=mgsin6時,磁鐵重新達到平衡狀態(tài),將再次以較小的速度勻速下滑。C組教師專用題組(2011北京理綜,19,6分)某同學(xué)為了驗證斷電自感現(xiàn)象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關(guān)S和電池組E,用導(dǎo)線將它

42、們連接成如圖所示的電路。檢查電路后，閉合開關(guān)S,小燈泡發(fā)光;再斷開開關(guān)S,小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現(xiàn)象。雖經(jīng)多次重復(fù),仍未見老師演示時出現(xiàn)的小燈泡閃亮現(xiàn)象,他冥思苦想找不出原因你認(rèn)為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是()A.電源的內(nèi)阻較大B.小燈泡電阻偏大C.線圈電阻偏大D.線圈的自感系數(shù)較大答案C2.（2010北京理綜,19,6分）在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關(guān)S后，調(diào)整R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為I。然后，斷開S。若t時刻再閉合S,則在t前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過L1的電流幾、流過

43、L2的電流i2隨時間t變化的圖像是（）答案B3.（2007北京理綜,24,20分）用密度為d、電阻率為p、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長為L的閉合正方形框abba。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場方向平行。設(shè)勻強磁場僅存在于相對磁極之間，其他地方的磁場忽略不計?？烧J(rèn)為方框的aa邊和bb邊都處在磁極間，磁極間磁感應(yīng)強度大小為B。方框從靜止開始釋放，其平面在下落過程中保持水平（不計空氣阻力）。N做岌確場側(cè)迪電經(jīng)閽圖1裝置縱截面示意圖圖2裝置俯視圖（1）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場區(qū)域在豎直方向足夠長）;（2）當(dāng)方框下落的加速度為-時，求方框的發(fā)熱功率P;（3）已知方框下落

44、時間為t時，下落高度為h,其速度為Vt（vtvvm）。若在同一時間t內(nèi),方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I。在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I。的表達式。答案（1）Vm=（2）P=（3）I=A-【三年模擬】時間:45分鐘分值:1。分一、選擇題（每小題6分,共3。分）1.（2018河西二模,5）如圖所示電路中丄是一直流電阻可忽略不計的電感線圈,a、b為L的左、右兩端點,A、B、C為完全相同的三個燈泡，原來開關(guān)K是閉合的，三個燈泡均在發(fā)光。某時刻將開關(guān)K斷開貝I下列說法正確的是（）/ca點電勢高于b點,A燈閃亮后緩慢熄滅b點電勢高于a點,B、C燈閃亮后緩慢熄滅a點電勢高于b點,B、C燈閃亮后緩慢熄滅b點

45、電勢高于a點,B、C燈不會閃亮只是緩慢熄滅答案B（2018天津一中月考,7）（多選）用一根均勻的單位長度電阻為R的硬質(zhì)導(dǎo)線做成一個半徑為r的圓環(huán),ab為圓環(huán)的一條直徑，如圖所示，在ab的左側(cè)存在一個均勻減小的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的變化率為一=k，磁場垂直圓環(huán)所在的平面,方向如圖,（）圓環(huán)具有擴張的趨勢圓環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為一圖中a、b兩點的電勢差為Uab=答案AC（2018塘沽一中模擬,4）如圖所示，兩個垂直于紙面的勻強磁場方向相反，磁感應(yīng)強度的大小均為B,磁場區(qū)域的寬度均為a。高度為a的正三角形線框ABC從圖示位置沿x軸正方向勻速穿過兩磁場區(qū)域，以逆時針方向

46、為電流的正方向，在下列圖形中能正確描述感應(yīng)電流I與線框移動距離x關(guān)系的是（）（2019屆南開期末,14）如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強度大小相等、方向相反的勻強磁場，磁場方向均垂直于紙面,一導(dǎo)線框abcdef位于紙面內(nèi),每根鄰邊都相互垂直,bc邊與磁場的邊界P重合，線框與磁場區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時刻開始,線框勻速橫穿兩個磁場區(qū)域，以abcdef為線框中的電答案C（2018河?xùn)|二模,4）掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板,并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時,按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場;出現(xiàn)擾動后,對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（）A可抑醸埼疋BCA可抑醸埼疋BC答案A二、非選擇題（共70分）(2019屆靜海一中能力調(diào)研,14)(15分)兩根光滑且足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于豎直面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為I,導(dǎo)軌上端接有阻值為R的電阻，如圖所示。質(zhì)量為m、長度為I、阻值為r的金屬桿ab