2022江蘇高考物理小一輪復習（假期友）-電磁感應(yīng)現(xiàn)象

2022江蘇高考物理小一輪復習（假期之友）--電磁感覺現(xiàn)象【知識梳理】1．產(chǎn)生感覺電流的條件是_________________________________________________。2．產(chǎn)生感覺電動勢的條件：無論回路可否閉合，只要

___________________________，線路中就有感覺電動勢，產(chǎn)生感覺電動勢的那部分導體相當于

___________。3．法拉第電磁感覺定律的內(nèi)容_____________________________________________，其公式________________。如回路中的一部分導體做切割磁感線的運動，產(chǎn)生的感覺電動勢的計算公式為________________。，式中θ為導體運動方向與磁感線方向的夾角。4．右手定則的內(nèi)容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。5．楞次定律的內(nèi)容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。6．___________________________________________________________________________________________________________________叫自感現(xiàn)象?！緟⒄沾鸢浮?．只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，閉合電路中就有感覺電流產(chǎn)生。2．穿過平面的磁通量發(fā)生變化；電源3．電路中感覺電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比；En；tE=BLvinθ4．張開右手，讓大拇指跟其他四指垂直，并且跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直空入掌心，大拇指指導游體運動的方向，其他四指所指的方向就是感覺電流的方向。5．感覺電流擁有這樣的方向，即感覺電流的磁場總要阻攔引起感覺電流的磁通量的變化。6．當導體電流發(fā)生變化時，導體自己就產(chǎn)生感覺電動勢，這個電動勢總是阻攔導體中原來電流的變化而產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象?！镜湫屠}】例1：電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導電流體（如污水）在管中的流量Q（在單位時間內(nèi)流過管內(nèi)橫截面的液體的體積）。為了簡化，假設(shè)流量計是以下列圖的橫截面積為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c。流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）。圖中流量計的上下兩面是金屬資料，前后邊是絕緣資料?，F(xiàn)于流量計所在處加磁感覺強度為的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面。當導電流體牢固地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串通了電阻R的電流表的兩端連接，示測得的電流值。已知流體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量Q為多少

I

表【解析與解】這是一個理論聯(lián)系實質(zhì)的問題，

求解的要點是建立一個熟悉的物理模型，立刻其等效成切割磁感線的模型。管中的導電液體流過此磁場所區(qū)時，可等效為長度為

c的金屬導體棒切割磁感線運動，產(chǎn)生的等效感覺電動勢為。E=cv電磁流量計內(nèi)的導電流體在上、下兩表面方向上的電阻為rlc，Sab依照歐姆定律得E，IRr又由液體的流量Q的定義得Vbcvtbcv，Qtt綜合上述各式即得管中的流量為QI(bRc)。Ba【解題策略】本題也可等效為速度選擇器的模型。就微觀實質(zhì)而言，管壁上、下邊間之因此會形成電壓為U，是由于導電液體中的自由電荷在磁場中碰到洛侖茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并齊集在上、下管壁而形成電場E，這一過程直至電場力與洛侖茲力大小相等、方向相反為止則有qE=qv，管壁上、下邊間的電壓U=Ec=cv。別的，形成正確的物理情況也是解決本題的要點之一。需要注意到其中導電流體在電流方向上的橫截面積與在流動方向上的橫截面積是兩個空間看法，很簡單混淆?！締卧迺r練習】一、單項選擇題：本題共6小題，每題只有一個選項吻合題意。1．老師做了一個物理小實驗讓學生觀察：一輕質(zhì)橫桿兩側(cè)各固定一金屬環(huán)，橫桿可繞中心點自由轉(zhuǎn)動，老師拿一條形磁鐵插向其中一個小環(huán)，后又取出插向另一個小環(huán)，同學們看到的現(xiàn)象是（）．磁鐵插向左環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動．磁鐵插向右環(huán)，橫桿發(fā)生轉(zhuǎn)動．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都不發(fā)生轉(zhuǎn)動．無論磁鐵插向左環(huán)還是右環(huán)，橫桿都發(fā)生轉(zhuǎn)動答案：B解析：當條形磁鐵插向左環(huán)，由于左環(huán)不閉合，不能夠產(chǎn)生感覺電流，因此桿不發(fā)生轉(zhuǎn)動；當條形磁鐵插向右環(huán)，由于右環(huán)閉合，產(chǎn)生感覺電流，有感覺電流的金屬環(huán)，在磁場中受力的作用，因此桿發(fā)生轉(zhuǎn)動；2．以下列圖，豎直放置的螺線管與導線abcd組成回路，導線所圍的地域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強磁場，螺線管下方有一導體圓環(huán)。導線abcd所圍地域內(nèi)的磁場的磁感應(yīng)強度按以下哪一圖線所表示的方式隨時間t變化時，導體圓環(huán)將碰到向上的磁場作用力（）【解析與解】本題要求依照感覺現(xiàn)象判斷磁場變化規(guī)律并從圖象中鑒別該變化規(guī)律，可從圖象中由的變化規(guī)律逐個解析其產(chǎn)生的電磁感覺現(xiàn)象，再與題設(shè)條件比較可否吻合。圖象C、D中，磁感覺強度都是均勻變化，即其變化率恒定，產(chǎn)生恒定的感覺電流，導體圓環(huán)中的磁通量不變，環(huán)中無感覺電流，則環(huán)不受磁場作用。圖象A中，磁感覺強度增大，但其變化率在減小，則螺線管中的電流減小，即導體圓環(huán)中的磁通量減小，由楞次定律得，為阻攔環(huán)中的磁通量減小，圓環(huán)將碰到向上的磁場作用力。圖象B中，磁感覺強度增大，且其變化率也在增大，則圓環(huán)將碰到向下的磁場作用力。因此正確選項為A?！窘忸}策略】電磁感覺現(xiàn)象中，涉及到各物理量和物理現(xiàn)象之間的因果關(guān)系經(jīng)常較復雜。因此必然要按物理過程發(fā)生的先后序次，理清思路，確定相互間的邏輯關(guān)系。別的對楞次定律的理解，要靈便掌握“阻攔”的物理意義，其中既有阻攔磁通量的變化的含義，也有阻攔相對運動的含義，也包括了有其他形式的能量轉(zhuǎn)變成電能的含義。本題中導體環(huán)的受力方向即是阻攔相對運動的表現(xiàn)。3．圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為，磁場方向垂直紙面向里。abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為。t＝0時刻，bc邊與磁場所區(qū)界線重合（如圖）。現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場所區(qū)界線的方向穿過磁場所區(qū)。取沿a→→→→的感覺電流為正，則在線圈穿越磁場所區(qū)的過程中，感覺電流I隨時bcda間t變化的圖線可能是（）答案：B4．以下列圖，是長直密繞通電螺線管．小線圈與電流表連接，并沿的軸線O從O點自左向右勻速穿過螺線管．能正確反B映經(jīng)過電流表中電流I隨變化規(guī)律的是（）OG

AA．B．CIIIIO/2O/2O/2O/2．D．答案：C【糾錯在線】本題易因未認識到小線圈處在螺線管正中間時磁通量不變而錯選B。5．素來升飛機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感覺強度為。直升飛機螺旋槳葉片的長度為，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為a，遠軸端為，以下列圖。若是忽略ab到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表示每個葉片中的感覺電動勢，則（）A．=2，且a點電勢低于b點電勢B．=2f2，且a點電勢低于b點電勢EfEC．=2，且a點電勢高于b點電勢D．=2f2，且a點電勢高于b點電勢EfE答案：A

【說明】

螺旋槳葉片旋轉(zhuǎn)切割磁感線產(chǎn)生感覺電動勢相當于電源，由右手定則可知，

a

相當電源的負極，

b

相當于電源的正極，即

a

點電勢低于

b

點電勢。由于從a

→

b

葉片上各點的速度

大小按

v=r

的規(guī)律呈線性變化，由EBlv

Bl

1

r

Bl

1

2fl

fl2B。2

2【糾錯在線】

本題易在空間方向看法上出錯而選

C。6．以下列圖，一粗細均勻的正方形金屬線框

abcd，其邊長為

L，它勻速地穿過一個有界面的勻強磁場所區(qū)，磁場寬度大于

L，則

a、b

兩點間電壓

uab隨時間的變化規(guī)律大體為（）答案：D【說明】當線框全部處在磁場中時，穿過線圈的磁通量不變，因此回路感應(yīng)電流為零，但ab、cd均在切割磁感線，電動勢為E=Lv，兩端的電壓Uab=E=Lv?！炯m錯在線】本題易忽略線框全部進入磁場時磁通量不變無電磁感覺而錯選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每題有多個選項吻合題意。7．動圈式話筒和磁帶錄音機都應(yīng)用了電磁感覺現(xiàn)象。如圖甲是話筒原理圖，圖乙是錄音機的錄、放原理圖，由圖可知，下述正確說法中正確的選項是（）A．話筒工作時磁鐵不動線圈搬動而產(chǎn)生感覺電流B．錄音機放音時變化的磁場在靜止的線圈里產(chǎn)生感覺電流C．錄音機放音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場D．錄音機錄音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場答案：ABD【說明】話筒是線圈切割磁感線產(chǎn)生感覺電流，錄音機放音時是變化的磁場產(chǎn)生電流，錄音時是變化的電流產(chǎn)生變化的磁場。8．兩圓環(huán)、置于同一水平面上，其中為均勻帶電絕緣環(huán)，為導體環(huán)，當以以下列圖的方向繞中心轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)生變化時，中產(chǎn)生以下列圖方向的感覺電流。則（）A．可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B．可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C．可能帶負電且轉(zhuǎn)速減小D．可能帶負電且轉(zhuǎn)速增大答案：BC【糾錯在線】本題易將電荷運動方向與電流方向混同而漏選C。9．在水平面上放置兩個完好相同的帶中心軸的金屬圓盤，它們相互用導線把中心轉(zhuǎn)軸和對方圓盤的邊緣相連接，組成電路以下列圖，一勻強磁場穿過兩圓盤豎直向上。若不計一切摩擦，當a盤在外力作用下做逆時針轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤b（）A．沿與a盤相同的方向轉(zhuǎn)動B．沿與a盤相反的方向轉(zhuǎn)動C．轉(zhuǎn)動的角速度必然小于a盤的角速度D．轉(zhuǎn)動的角速度可能等于a盤的角速度答案：BC【說明】由右手定則判得a盤下半部分半徑上的電流方向向下，再用左手定則得

b盤上部分半徑所受的安培力方向向右，即得

b盤的轉(zhuǎn)動方向為順時針方向。也可由楞次定律阻攔相對運動判斷轉(zhuǎn)動方向。又

b盤只能阻攔相對于

a盤相對于

b盤的運動，而不能夠阻攔，故轉(zhuǎn)動的角速度必然小于

a盤的角速度?！炯m錯在線】本題易由于未理清其中的因果關(guān)系而錯選A或D。10．一航天飛機下有一細金屬桿，桿指向地心．若僅考慮地磁場的影響，則當航天飛機位于赤道上空A．由東向西水平翱翔時，金屬桿中感覺電動勢的方向必然由上向下B．由西向東水平翱翔時，金屬桿中感覺電動勢的方向必然由上向下C．沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由南向北水平翱翔時，金屬桿中感覺電動勢的方向必然由下向上

西

東D．沿經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線由北向南水平翱翔時，金屬桿中必然沒有感應(yīng)電動勢答案：AD【解析】如圖，設(shè)觀察方向為面向北方，左西右東，則地磁場方向平行赤道表面向北，若飛機由東向西翱翔時，由右手定則可判斷出電動勢方向為由上向下，若飛機由西向東翱翔時，由右手定則可判斷出電動勢方向為由下向上，A對B錯；沿著經(jīng)過地磁極的那條經(jīng)線運動時，速度方向平行于磁場，金屬桿中必然沒有感覺電動勢，C錯D對。三、本題共2小題，把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。11．已知某一地域的地下埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此能夠經(jīng)過在地面上測量閉合試試小線圈中的感覺電動勢來探測電纜的確切地址、走向和深度。當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試試線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零；當線圈平面與地面成45°夾角時，在b、d兩處測得試試線圈中的電動勢為零。經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，a、b、c、d恰好位于邊長為1m的正方形的四個頂角上，以下列圖。據(jù)此能夠判斷地下電纜在______兩點連線的正下方，離地表面的深度為_______m。答案：a、c【說明】當線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試試線圈中的電動勢為零，b、d兩處線圈中的電動勢不為零，據(jù)此能夠判斷地下電纜在a、c兩點連線的正下方；當線圈平面與地面成45°夾角時，在b、d兩處測得試試線圈中的電動勢為零，則表示電纜在與地面成45°夾角的斜下方?！炯m錯在線】本題易因空間立體的情況不清楚而出錯。12．以下列圖，長為L的金屬導線彎成一圓環(huán)，導線的兩端接在電容為C的平行板電容器上，KL2CEBSBk,S(L)2,UEkL2,QCUkL2C,的金屬棒4tt244，ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長分別為L1、2，回路的總電阻為。abLR從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=t，（>0）那么在t為多大時，金屬棒開始搬動BaL1L2b解：由E=LL可知，回路中感覺電動勢是恒定的，電流大小也是恒定的。12t但由于安培力∝=∝t，因此安培力將隨時間而增大。F=BILBt當安培力增大到等于最大靜摩擦力時，ab將開始向左搬動。這時有：ktL1kL1L2mg,tmgRR2L12L2k14．以下列圖，水平的平行虛線間距為d=50cm，此間有B=的勻強磁場。一個正方形線圈邊長為=10cm，線圈質(zhì)量m=100g，電阻為R=Ω。開始時，線圈的下邊緣到磁場上邊沿的距離為h=80cm。將線圈由靜止釋放，其下邊緣剛進入磁場和剛穿出磁場時的速度相等。取g=10m/2，求：⑴線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q。⑵線圈下邊緣穿越磁場過程中的最小速度v。⑶線圈下邊緣穿越磁場過程中加速度的最小值a。解：⑴由于線圈完好處于磁場中時不產(chǎn)生電熱，因此線圈進入磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q就是線圈從圖中2地址到4地址產(chǎn)生的電熱，而2、4地址動能相同，由能量守恒Q=mgd=⑵3地址時線圈速度必然最小，而3到4線圈是自由落體運動因此有v02-v2=2gd-，得v=2m/

1h2v03vd4v0⑶2到3是減速過程，因此安培力FB2l2vFmgma地址時R加速度最小，a=4.1m/215．以以下列圖所示，一個很長的豎直放置的圓柱形磁鐵，產(chǎn)生一其中心輻射的磁場（磁場水平向外），其大小為Bk（其中r為輻射半徑），設(shè)一個與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán)，半徑為rR（大于圓柱形磁鐵的半徑），而彎成鋁環(huán)的鋁絲其橫截面積為S，圓環(huán)經(jīng)過磁場由靜止開始下落，下落過程中圓環(huán)平面向來水平，已知鋁絲電阻率為，密度為0，試求：1）圓環(huán)下落的速度為v時的電功率；2）圓環(huán)下落的最后速度；3）當下落高度h時，速度最大，從開始下落到此時圓環(huán)耗資的電能。答案：（1）2k2v2S（2）0