2《第二章 電磁感應(yīng)》高考復(fù)習(xí)之課本基礎(chǔ)模型拓展、創(chuàng)新

第二章電磁感應(yīng)高考復(fù)習(xí)之課本基礎(chǔ)模型拓展、創(chuàng)新肖振強(qiáng)制作第二章電磁感應(yīng)本章課本模型目錄基本常識(shí)感應(yīng)電流的方向動(dòng)生模型--平動(dòng)動(dòng)生模型--轉(zhuǎn)動(dòng)感生模型電子感應(yīng)加速器互感和自感出處：《第一節(jié)楞次定律》P28、《第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律》P31和《第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》P38基本常識(shí)1.楞次定律的得出就運(yùn)用了歸納推理的物理方法。3.德國(guó)物理學(xué)家紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，于1845年和1846年先后提出了法拉第電磁感應(yīng)定律。2.法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。4.交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就是利用電磁驅(qū)動(dòng)（安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)）的原理工作的。出處：《第一節(jié)楞次定律》P25、《第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律》P30和《第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》P39感應(yīng)電流的方向增反減同來(lái)拒去留電磁阻尼出處：《第一節(jié)楞次定律》P28、P271.在圖2.1-7中，假定導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)。1.我們研究的是哪個(gè)閉合導(dǎo)體回路？2.當(dāng)導(dǎo)體棒CD向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)這個(gè)閉合導(dǎo)體回路的磁通量是增大還是減小？3.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是沿哪個(gè)方向的？4.導(dǎo)體棒CD中的感應(yīng)電流是沿哪個(gè)方向的？2.如圖2.1-5所示，在通有電流I的長(zhǎng)直導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)，垂直于導(dǎo)線左右平移時(shí)，其中產(chǎn)生了A→B→C→D→A方向的電流。已知距離載流直導(dǎo)線較近的位置磁場(chǎng)較強(qiáng)。請(qǐng)判斷：線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？感應(yīng)電流的方向出處：《第一節(jié)楞次定律》P293.在圖2.1-10中CDEF是金屬框，框內(nèi)存在著如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)導(dǎo)體MN向右移動(dòng)時(shí)，請(qǐng)用楞次定律判斷MNDC和MNEF兩個(gè)電路中感應(yīng)電流的方向。4.如圖2.1-12所示，在水平放置的條形磁體的N極附近，一個(gè)閉合線圈豎直向下運(yùn)動(dòng)并始終保持水平。在位置B，N極附近的磁感線正好與線圈平面平行，A、B之間和B、C之間的距離都比較小。試判斷線圈在位置A、B、C時(shí)感應(yīng)電流的方向，說(shuō)明你判斷的理由。感應(yīng)電流的方向出處：《第一節(jié)楞次定律》P27、P295.法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如圖2.1-3所示。軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈，當(dāng)線圈M電路中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，線圈N中的感應(yīng)電流沿什么方向？6.在圖2.1-9中，線圈M和線圈P繞在同一個(gè)鐵芯上。（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的方向如何？（2）當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S的一瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的方向如何？感應(yīng)電流的方向出處：《第一節(jié)楞次定律》P29和《第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》P377.如圖2.1-11所示，導(dǎo)線AB與CD平行。試判斷在閉合與斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向，說(shuō)明你判斷的理由。感應(yīng)電流的方向8.如圖2.3-7所示，一個(gè)單匝線圈落入磁場(chǎng)中，分析它在圖示位置時(shí)感應(yīng)電流的方向和所受安培力的方向。安培力對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)有什么影響？出處：本章A組題P459.如圖2-1所示，條形磁體以某一速度v向螺線管靠近，此時(shí)螺線管中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？如果產(chǎn)生，感應(yīng)電流的方向是怎樣的？感應(yīng)電流的方向出處：《第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律》P331.如圖2.2-4，導(dǎo)體棒CD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體棒中自由電荷相對(duì)于紙面的運(yùn)動(dòng)大致沿什么方向？為了方便，可以認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷是正電荷。導(dǎo)體棒一直運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否總會(huì)沿著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)？為什么？導(dǎo)體棒哪端的電勢(shì)比較高？動(dòng)生模型--平動(dòng)

出處：本章B組題P33

動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：《第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律》P34和本章A組題P454.圖2.2-7是電磁流量計(jì)的示意圖。圓管由非磁性材料制成，空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U，就可以知道管中液體的流量Q——單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的液體體積。已知管的直徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，試推出Q與U關(guān)系的表達(dá)式。假定管中各處液體的流速相同。動(dòng)生模型--平動(dòng)5.如圖2-2所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將一根水平放置的金屬棒ab以某一水平速度拋出，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持水平。不計(jì)空氣阻力，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小和方向會(huì)發(fā)生變化嗎？說(shuō)明理由。出處：本章A組題P45

動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：本章A組題P46動(dòng)生模型--平動(dòng)

出處：本章B組題P468.如圖2-8，單匝線圈ABCD在外力作用下以速度v向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二次又以2v勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（1）求第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)線圈中電流之比。（2）求第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入時(shí)外力做功的功率之比。（3）求第二次進(jìn)入與第一次進(jìn)入過(guò)程中線圈產(chǎn)生熱量之比。動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：本章B組題P47

動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：本章B組題P4710.如圖2-10所示，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，且電阻不計(jì)。ab是一根與導(dǎo)軌垂直而且始終與導(dǎo)軌接觸良好的金屬桿，金屬桿具有一定質(zhì)量和電阻。開(kāi)始時(shí)，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓桿ab由靜止開(kāi)始自由下落，過(guò)段時(shí)間后，再將S閉合。若從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)畫(huà)出金屬桿的速度隨時(shí)間變化的可能圖像，并結(jié)合圖像對(duì)金屬桿的受力和運(yùn)動(dòng)變化情況作出解釋。動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：本章B組題P47

動(dòng)生模型--平動(dòng)出處：《第二節(jié)法拉第電磁感應(yīng)定律》P33、 P34

動(dòng)生模型--轉(zhuǎn)動(dòng)

出處：

本章A組題P45

動(dòng)生模型--轉(zhuǎn)動(dòng)出處：

本章B組題P474.圖2-12是法拉第圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的示意圖：銅質(zhì)圓盤(pán)安裝在水平銅軸上，圓盤(pán)位于兩磁極之間，圓盤(pán)平面與磁感線垂直。兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圓盤(pán)的邊緣接觸。使圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R中就有電流通過(guò)。（1）說(shuō)明圓盤(pán)發(fā)電機(jī)的原理。（2）圓盤(pán)如圖2-12方向轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)判斷通過(guò)R的電流方向。（3）如果圓盤(pán)的半徑為r，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén)，圓盤(pán)處在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中。請(qǐng)討論這個(gè)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)與上述物理量的關(guān)系。動(dòng)生模型--轉(zhuǎn)動(dòng)出處：

本章A組題P45和B組題P46

感生模型2.在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)。規(guī)定導(dǎo)體環(huán)中電流的正方向如圖2-7甲所示，磁場(chǎng)向上為正。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按乙圖變化時(shí)，請(qǐng)畫(huà)出導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像。出處：《第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》P35它的基本原理如圖2.3-1甲所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。從圖2.3-1甲中可以看到，磁場(chǎng)方向由下向上，如果從上向下看（2.3-1乙），電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。電子帶負(fù)電，它在電場(chǎng)中受力的方向與電場(chǎng)方向相反。所以為使電子加速，產(chǎn)生的電場(chǎng)應(yīng)沿順時(shí)針?lè)较?。根?jù)楞次定律，為使真空室中產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母猩妶?chǎng)，磁場(chǎng)應(yīng)該由弱變強(qiáng)。也就是說(shuō)，為使電子加速，電磁鐵線圈中的電流應(yīng)該由小變大。電子感應(yīng)加速器出處：《第三節(jié)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)》P37磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，指針也固定在鋁框上（圖2.3-8）。假定儀表工作時(shí)指針向右轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框中的感應(yīng)電流沿什么方向？由于鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其中有感應(yīng)電流，鋁框要受到安培力。安培力是沿什么方向的？安培力對(duì)鋁框的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響？磁電式儀表出處：《第四節(jié)互感和自感》P41、P43