北京專用2020屆高考物理一輪復習專題十二電磁感應(yīng)課件.pptx

1、,高考物理 (北京市選考專用),專題十二電磁感應(yīng),五年高考,考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律,A組 自主命題北京卷題組,1.(2012北京理綜,19,6分)物理課上,老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖,她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導線連接起來后,將一金屬套環(huán)置于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)立刻跳起。 某同學另找來器材再探究此實驗。他連接好電路,經(jīng)重復試驗,線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗,下列四個選項中,導致套環(huán)未動的原因可能是() A.線圈接在了直流電源上 B.電源電壓過高 C.所選線圈的匝數(shù)過多 D.所用套環(huán)的材料與老師的不同,答案D閉合開關(guān)S,金屬套環(huán)

2、跳起,是S閉合瞬間,穿過套環(huán)的磁通量變化,環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的緣故。產(chǎn)生感應(yīng)電流要具備兩個條件:回路閉合和穿過回路的磁通量變化。只要連接電路正確,閉合S瞬間,就會造成穿過套環(huán)磁通量變化,與電源的交直流性質(zhì)、電壓高低、線圈匝數(shù)多少均無關(guān)。該同學實驗失敗,可能是套環(huán)選用了非導電材料的緣故,故D選項正確。,2.(2019課標,14,6分)楞次定律是下列哪個定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)?() A.電阻定律B.庫侖定律 C.歐姆定律D.能量守恒定律,答案D本題考查了對基本規(guī)律的理解能力,體現(xiàn)了能量觀念這一重要核心素養(yǎng)。 楞次定律的本質(zhì)是感應(yīng)磁場中能量的轉(zhuǎn)化,是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn),故選

3、項D正確。,規(guī)律總結(jié)電阻定律R=是導體對電流阻礙作用的體現(xiàn);庫侖定律是對真空中靜止點電荷 之間作用力的認識;歐姆定律是通過導體的電流與導體兩端電壓、導體電阻關(guān)系的體現(xiàn)。,B組 統(tǒng)一命題課標卷題組,3.(2018課標,19,6分)(多選)如圖,兩個線圈繞在同一根鐵芯上,其中一線圈通過開關(guān)與電源連接,另一線圈與遠處沿南北方向水平放置在紙面內(nèi)的直導線連接成回路。將一小磁針懸掛在直導線正上方,開關(guān)未閉合時小磁針處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是() A.開關(guān)閉合后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動 B.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向 C.開關(guān)閉合并保持一段時間后,小

4、磁針的N極指向垂直紙面向外的方向 D.開關(guān)閉合并保持一段時間再斷開后的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動,答案AD本題考查電流的磁效應(yīng)、楞次定律等知識。當開關(guān)閉合瞬間,右側(cè)線圈中電流突然增大,鐵芯上向右的磁場增強,由楞次定律可知左側(cè)線圈中正面感應(yīng)電流向上,則遠處直導線上電流向左,由安培定則可知小磁針處直導線上電流產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里,A項正確。開關(guān)閉合并保持一段時間后,磁場不再變化,左側(cè)線圈中沒有感應(yīng)電流,小磁針N、S極回到原始方向,故B、C兩項錯誤。開關(guān)斷開的瞬間,右側(cè)線圈中電流減小,左側(cè)線圈正面感應(yīng)電流向下,遠處直導線上電流向右,由安培定則知,小磁針處直導線上電流產(chǎn)生的磁場方

5、向垂直紙面向外,故D項正確。,審題指導關(guān)鍵詞在審題中的作用 關(guān)鍵詞:同一根鐵芯,意味著左右兩側(cè)線圈中磁通量變化率相同;遠處,說明此處小磁針不再受線圈中磁通量變化的影響;小磁針懸掛在直導線正上方,說明磁針的偏轉(zhuǎn)受直導線上電流產(chǎn)生的磁場影響。,4.(2017課標,18,6分)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(),答案A本題考查電磁阻尼。若要有效衰

6、減紫銅薄板上下及左右的微小振動,則要求施加磁場后,在紫銅薄板發(fā)生上下及左右的微小振動時,穿過紫銅薄板橫截面的磁通量都能發(fā)生變化。由選項圖可知只有A滿足要求,故選A。,C組 教師專用題組,5.(2005北京理綜,21,6分)現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關(guān)如圖連接,在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下,某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動時,電流計指針向右偏轉(zhuǎn)。由此可以判斷() A.線圈A向上移動或滑動變阻器滑動端P向右加速滑動,都能引起電流計指針向左偏轉(zhuǎn) B.線圈A中鐵芯向上拔出或斷開開關(guān),都能引起電流計指針向右偏轉(zhuǎn) C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或

7、勻速向右滑動,都能使電流計指針靜止在中央 D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知,故無法判斷電流計指針偏轉(zhuǎn)的方向,答案B由題意和電路連接圖可知,當變阻器滑動端P向左加速滑動時,穿過B的磁通量變小,故可知磁通量變小時,會產(chǎn)生使電流計指針向右偏轉(zhuǎn)的感應(yīng)電流;上移線圈A、拔出鐵芯、斷開開關(guān)等都會使穿過B的磁通量減小,電流計指針右偏。而P加速右滑會增大穿過B的磁通量,電流計指針左偏,故選項A錯B對;只要滑動端P移動,就會使穿過B的磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項錯誤;只要弄清磁通量的變化就可判斷指針偏轉(zhuǎn)方向,D項錯誤。,6.(2018課標,20,6分)(多選)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導線PQ和

8、一導線框R,R在PQ的右側(cè)。導線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導線框R中的感應(yīng)電動勢() A.在t=時為零 B.在t=時改變方向 C.在t=時最大,且沿順時針方向 D.在t=T時最大,且沿順時針方向,答案AC本題考查楞次定律的應(yīng)用及法拉第電磁感應(yīng)定律。由i-t圖像可知,在t=時,= 0,此時穿過導線框R的磁通量的變化率=0,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,此時導線框R中的 感應(yīng)電動勢為0,選項A正確;同理在t=和t=T時,為最大值,為最大值,導線框R中的感應(yīng) 電動勢為最大值,不改變方向,選項B錯誤;根據(jù)楞次定律,t=時,導線框R中的感應(yīng)電動勢的方 向為順時

9、針方向,而t=T時,導線框R中的感應(yīng)電動勢的方向為逆時針方向,選項C正確,選項D錯誤。,一題多解當導線PQ中電流變大時,穿過導線框R的磁通量變大,由楞次定律可知,為阻礙磁通量變大,R有向右的運動趨勢,根據(jù)兩直導線電流同向相吸,異向相斥,可判斷R中的電流方向。同理,可判斷當導線PQ中電流變小時導線框R中的電流方向。,7.(2017課標,15,6分)如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強磁場中有一U形金屬導軌,導軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導軌上并與導軌形成閉合回路PQRS,一圓環(huán)形金屬線框T位于回路圍成的區(qū)域內(nèi),線框與導軌共面?，F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運動,在運動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列

10、說法正確的是() A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向 B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向 C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向 D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向,答案D金屬桿PQ向右運動,穿過PQRS的磁通量增加,由楞次定律可知,感應(yīng)電流在PQRS內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外,由安培定則可判斷PQRS中產(chǎn)生逆時針方向的電流。穿過T的磁通量是外加勻強磁場和PQRS產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場的磁通量代數(shù)和,穿過T的合磁通量垂直紙面向里減小,據(jù)楞次定律和安培定則可知,T中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,故D正確。,易錯點撥對楞次定律的深度理解 線框與導軌共面且與磁場垂直。當金

11、屬桿PQ向右運動時,PQRS中向里的磁通量增加,從而產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流。T中原有垂直紙面向里的磁通量不變,而增加了因PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的向外的磁通量,導致T中垂直紙面向里的合磁通量減小,從而產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流。,8.(2015課標,19,6分)(多選)1824年,法國科學家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn),當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后。下列說法正確的是() A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動 C

12、.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動,答案AB如圖所示,將銅圓盤等效為無數(shù)個長方形線圈的組合,則每個線圈繞OO軸轉(zhuǎn)動時,均有感應(yīng)電流產(chǎn)生,這些感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對小磁針有作用力,從而使小磁針轉(zhuǎn)動起來,可見A、B均正確。由于圓盤面積不變,與磁針間的距離不變,故整個圓盤中的磁通量沒有變化,C錯誤。圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場,由安培定則可判斷在中心方向豎直向下,其他位置關(guān)于中心對稱,此磁場不會導致磁針轉(zhuǎn)動,D錯誤。,1.(2016北京理綜,16,6分)如圖所示,勻強磁場中有兩個導體

13、圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為21,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb。不考慮兩圓環(huán)間的相互影響。下列說法正確的是() A.EaEb=41,感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B.EaEb=41,感應(yīng)電流均沿順時針方向 C.EaEb=21,感應(yīng)電流均沿逆時針方向 D.EaEb=21,感應(yīng)電流均沿順時針方向,考點二法拉第電磁感應(yīng)定律自感,A組 自主命題北京卷題組,答案B由題意可知=k,導體圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=S=r2,因rarb= 21,故EaEb=41;由楞次定律知感應(yīng)電流的方向均沿順時針方向,選項B正確。,方法技巧磁感應(yīng)強度均勻增大,說明磁

14、感應(yīng)強度的變化率恒定,故感應(yīng)電動勢的大小與圓環(huán)的面積成正比;利用“增反減同”可以確定感應(yīng)電流的方向。,評析本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律,試題難度較小。解題關(guān)鍵是正確理解楞次定律中的阻礙作用。,2.(2013北京理綜,17,6分)如圖,在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中,金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度v向右勻速滑動,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E1;若磁感應(yīng)強度增為2B,其他條件不變,MN中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流方向及E1與E2之比 E1E2分別為() A.ca,21B.ac,21C.ac,12D.ca,12,答案C桿MN向右勻速滑動,由右手定則判知,通過

15、R的電流方向為ac;又因為E=BLv,所以E1E2=12,故選項C正確。,考查點右手定則、感應(yīng)電動勢。,思路點撥左手定則和右手定則的選用:“左力右電”,左手定則是判斷通電導體在磁場中所受安培力的方向的,而右手定則是判斷導體切割磁感線時產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向的,不要弄混。,3.(2017北京理綜,19,6分)圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖,L1和L2為電感線圈。實驗時,斷開開關(guān)S1瞬間,燈A1突然閃亮,隨后逐漸變暗;閉合開關(guān)S2,燈A2逐漸變亮,而另一個相同的燈A3立即變亮,最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是() A.圖1中,A1與L1的電阻值相同 B.圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定

16、后,A1中電流大于L1中電流 C.圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同 D.圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等,答案C本題考查自感現(xiàn)象判斷。在圖1中斷開S1瞬間,燈A1突然閃亮,說明斷開S1前,L1中的電流大于A1中的電流,故L1的阻值小于A1的阻值,A、B選項均錯誤;在圖2中,閉合S2瞬間,由于L2的自感作用,通過L2的電流很小,D錯誤;閉合S2后,最終A2與A3亮度相同,說明兩支路電流相等,故R與L2的阻值相同,C項正確。,知識拓展斷電自感現(xiàn)象深入分析 圖1實驗為斷電自感實驗,當S1斷開后,L1與A1構(gòu)成一個閉合回路,L1的自感電動勢使回路中的電流保持一段時間,故A1會逐漸

17、變暗。,4.(2011北京理綜,19,6分)某同學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,用導線將它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,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C由自感規(guī)律可知在開關(guān)斷開的瞬間造成燈泡閃亮以及延時熄滅的原因是在線圈中產(chǎn)生了與原電流同向的自感電流且大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流。由圖可知燈泡和線圈構(gòu)成閉合

18、的自感回路,與電源無關(guān),故A錯。造成不閃亮的原因是自感電流不大于穩(wěn)定時通過燈泡的原電流,當線圈電阻小于燈泡電阻時才會出現(xiàn)閃亮現(xiàn)象,故B錯C正確。自感系數(shù)與小燈泡是否閃亮無直接關(guān)系,故D錯。,5.(2019北京理綜,22,16分)如圖所示,垂直于紙面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長為L,總電阻為R,ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進入磁場直至bc邊剛要進入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運動,求: (1)感應(yīng)電動勢的大小E; (2)拉力做功的功率P; (3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。,答案(1)BLv(2)(3),解析本題為法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用問

19、題,考查考生的理解能力與綜合分析能力,體現(xiàn)了物質(zhì)觀念、模型建構(gòu)、科學推理等核心素養(yǎng)。 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動勢 E=BLv (2)線圈中的感應(yīng)電流I= 拉力大小等于安培力大小F=BIL 拉力的功率P=Fv= (3)線圈ab邊電阻Rab= 時間t= ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rabt= 思路分析1.線框進入磁場的過程中,ad邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢; 2.線框勻速運動,拉力等于安培力,即F拉=F安=BIL; 3.ab邊產(chǎn)生的焦耳熱僅為整個線框產(chǎn)生的焦耳熱的四分之一。,6.(2015北京理綜,22,16分)如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置,寬度L=0.4 m,一端連接

20、R=1 的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1 T。導體棒MN放在導軌上,其長度恰好等于導軌間距,與導軌接觸良好。導軌和導體棒的電阻均可忽略不計。在平行于導軌的拉力F作用下,導體棒沿導軌向右勻速運動,速度v=5 m/s。求: (1)感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I; (2)在0.1 s時間內(nèi),拉力的沖量IF的大小; (3)若將MN換為電阻r=1 的導體棒,其他條件不變,求導體棒兩端的電壓U。,答案(1)2 V2 A(2)0.08 Ns(3)1 V,解析(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得,感應(yīng)電動勢 E=BLv=10.45 V=2 V 感應(yīng)電流I= A=2 A (2)拉力大小等于安培力

21、大小F=BIL=120.4 N=0.8 N 沖量大小IF=Ft=0.80.1 Ns=0.08 Ns (3)由閉合電路歐姆定律可得,電路中電流 I= A=1 A 由歐姆定律可得,導體棒兩端電壓U=IR=1 V,考查點電磁感應(yīng)中的動力學問題和電路問題。,解題關(guān)鍵切割磁感線的導體棒MN相當于電源,內(nèi)阻不計;勻速運動,意味著外力與安培力平衡。,7.(2019課標,20,6分)(多選)空間存在一方向與紙面垂直、大小隨時間變化的勻強磁場,其邊界如圖(a)中虛線MN所示。一硬質(zhì)細導線的電阻率為、橫截面積為S,將該導線做成半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi),圓心O在MN上。t=0時磁感應(yīng)強度的方向如圖(a)所示;磁感

22、應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖(b)所示。則在t=0到t=t1的時間間隔內(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)電流始終沿順時針方向,B組 統(tǒng)一命題課標卷題組,C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為 D.圓環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小為,答案BC本題考查電磁感應(yīng)中的楞次定律、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、左手定則和電阻定律,以及推理能力和綜合分析能力,體現(xiàn)了模型建構(gòu)、科學推理的核心素養(yǎng)。 由楞次定律(“增反減同”)可判斷出感應(yīng)電流方向始終沿順時針方向,故B正確。由左手定則可判斷出圓環(huán)所受安培力的方向先向左后向右,故A錯。感應(yīng)電動勢E=S有效=r2= ,故D錯。由電阻定律得圓環(huán)電阻R=,則感應(yīng)電流I=,故

23、C正確。,易錯警示(1)推理過程中一定要細心。本題分析得到感應(yīng)電流方向始終沿順時針方向時,若由此盲目認為安培力方向始終不變,則易錯選A。 (2)感應(yīng)電動勢E=S有效中的S有效為圓環(huán)回路在磁場中的面積,而不是圓環(huán)回路的面積。,8.(2018課標,17,6分)如圖,導體軌道OPQS固定,其中PQS是半圓弧,Q為半圓弧的中點,O為圓心。軌道的電阻忽略不計。OM是有一定電阻、可繞O轉(zhuǎn)動的金屬桿,M端位于PQS上,OM與軌道接觸良好?？臻g存在與半圓所在平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B?，F(xiàn)使OM從OQ位置以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)到OS位置并固定(過程);再使磁感應(yīng)強度的大小以一定的變化率從B增加到B

24、(過程)。在過程、中,流過OM的電荷量相等,則等于() A.B.C.D.2,答案B本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律及電荷量公式。由公式E=,I=,q=It得q=,設(shè) 半圓弧半徑為r,對于過程,q1=,對于過程,q2=,由q1=q2得,=,故B項正確。,規(guī)律總結(jié)電磁感應(yīng)中電荷量的求解方法,1.q=It。 2.q=,其中的求解有三種情況:(1)只有S變化,=BS;(2)只有B變化,=BS;(3)B和S 都變化,=2-1。,9.(2017課標,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0.1 m、總電阻為0.005 的正方形導線框abcd位于紙面內(nèi),cd邊與磁場邊界

25、平行,如圖(a)所示。已知導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)電動勢取正)。下列說法正確的是() A.磁感應(yīng)強度的大小為0.5 T B.導線框運動速度的大小為0.5 m/s C.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外 D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導線框所受的安培力大小為0.1 N,答案BC本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、安培力、右手定則,考查學生的推理能力、利用圖像獲得信息的能力。導線框勻速進入磁場時速度v= m/s=0.5 m/s,選項B正確;由E= BLv,得B= T=0.2 T,選

26、項A錯誤;由右手定則可確定磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向 外,選項C正確;導線框所受安培力F=BLI=BL=0.20.1 N=0.04 N,選項D錯誤。,解題關(guān)鍵利用圖像獲取信息:線框勻速進入磁場的時間;感應(yīng)電動勢的正負及大小。,10.(2016課標,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、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是() A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定 B.若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則電流沿a到b的方向流動 C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)

27、生變化,則電流方向可能發(fā)生變化 D.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍,答案AB設(shè)圓盤的半徑為L,可認為圓盤由無數(shù)根輻條構(gòu)成,則每根輻條切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BL2,整個回路中的電源為無數(shù)個電動勢為E的電源并聯(lián)而成,電源總內(nèi)阻為 零,故回路中電流I=,由此可見A正確。R上的熱功率P=I2R=,由此可見,變?yōu)樵?來的2倍時,P變?yōu)樵瓉淼?倍,故D錯。由右手定則可判知B正確。電流方向與導體切割磁感線的方向有關(guān),而與切割的速度大小無關(guān),故C錯。,疑難突破金屬圓盤在恒定的勻強磁場中轉(zhuǎn)動時,其等效電源的模型如圖所示,每個電源的電動勢E=BL2(L為圓盤的半徑)

28、,內(nèi)阻為r0,則n個電源并聯(lián)后的總電動勢仍為E,總內(nèi)阻r=,n 時,r=0。,評析本題以轉(zhuǎn)動的圓盤為背景,考查了考生構(gòu)建模型的能力。從知識角度,本題考查了感應(yīng)電動勢、右手定則、閉合電路歐姆定律、電功率等基礎(chǔ)知識,綜合性較強,屬于中等難度題。,11.(2015課標,15,6分,0.337)如圖,直角三角形金屬框abc放置在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向平行于ab邊向上。當金屬框繞ab邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時,a、b、c三點的電勢分別為Ua、Ub、Uc。已知bc邊的長度為l。下列判斷正確的是() A.UaUc,金屬框中無電流 B.UbUc,金屬框中電流方向沿a-b-c-a C.Ubc=-Bl2

29、,金屬框中無電流 D.Uac=Bl2,金屬框中電流方向沿a-c-b-a,C組 教師專用題組,答案C閉合金屬框在勻強磁場中以角速度逆時針轉(zhuǎn)動時,穿過金屬框的磁通量始終為零,金屬框中無電流。由右手定則可知Ub=UaUc,A、B、D選項錯誤;b、c兩點的電勢差 Ubc=-Blv中=-Bl2,選項C正確。,12.(2009北京理綜,23,18分)單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積叫做液體的體積流量(以下簡稱流量)。有一種利用電磁原理測量非磁性導電液體(如自來水、啤酒等)流量的裝置,稱為電磁流量計。它主要由將流量轉(zhuǎn)換為電壓信號的傳感器和顯示儀表兩部分組成。 傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示,圓筒形測量管內(nèi)壁絕緣,其

30、上裝有一對電極a和c,a、c間的距離等于測量管內(nèi)徑D,測量管的軸線與a、c的連接方向以及通電線圈產(chǎn)生的磁場方向三者相互垂直。當導電液體流過測量管時,在電極a、c間出現(xiàn)感應(yīng)電動勢E,并通過與電極連接的儀表顯示出液體的流量Q。設(shè)磁場均勻恒定,磁感應(yīng)強度為B。,(1)已知D=0.40 m,B=2.510-3T,Q=0.12 m3/s。設(shè)液體在測量管內(nèi)各處流速相同,試求E的大小(取3.0); (2)一新建供水站安裝了電磁流量計,在向外供水時流量本應(yīng)顯示為正值,但實際顯示卻為負值。經(jīng)檢查,原因是誤將測量管接反了,既液體由測量管出水口流入,從入水口流出。因水已加壓充滿管道,不便再將測量管拆下重裝,請你提出

31、使顯示儀表的流量指示變?yōu)檎档暮啽惴椒? (3)顯示儀表相當于傳感器的負載電阻,其阻值記為R。a、c間導電液體的電阻r隨液體電阻率的變化而變化,從而會影響顯示儀表的示數(shù)。試以E、R、r為參量,給出電極a、c間輸出電壓U的表達式,并說明怎樣可以降低液體電阻率變化對顯示儀表示數(shù)的影響。,答案(1)1.010-3V(2)見解析(3)見解析,解析(1)導電液體通過測量管時,相當于導線做切割磁感線的運動,在電極a、c 間切割磁感線的液柱長度為D, 設(shè)液體的流速為v,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BDv 由流量的定義,有Q=Sv=v 式聯(lián)立解得E=BD= 代入數(shù)據(jù)得E= V=1.010-3V (2)能使儀表顯

32、示的流量變?yōu)檎档姆椒ê啽?、合理即?如:改變通電線圈中電流的方向,使磁場反向,或?qū)鞲衅鬏敵龆藢φ{(diào)接入顯示儀表。 (3)傳感器、顯示儀表構(gòu)成閉合電路,由閉合電路歐姆定律有 I= U=IR= 輸入顯示儀表的是a、c間的電壓U,流量示數(shù)和U一一對應(yīng), E 與液體電阻率無關(guān),而r隨電阻率的變化而變化,由式可看出, r變化相應(yīng)地U也隨之變化。在實際流量不變的情況下,儀表顯,示的流量示數(shù)會隨a、c間的電壓U的變化而變化。增大R,使Rr,則UE,這樣就可以降低液體電阻率的變化對顯示儀表流量示數(shù)的影響。,1.2014北京理綜,24(1)導體切割磁感線的運動可以從宏觀和微觀兩個角度來認識。如圖所示,固定于水

33、平面的U形導線框處于豎直向下的勻強磁場中,金屬直導線MN在與其垂直的水平恒力F作用下,在導線框上以速度v做勻速運動,速度v與恒力F方向相同;導線MN始終與導線框形成閉合電路。已知導線MN電阻為R,其長度L恰好等于平行軌道間距,磁場的磁感應(yīng)強度為B。忽略摩擦阻力和導線框的電阻。 通過公式推導驗證:在t時間內(nèi),F對導線MN所做的功W等于電路獲得的電能W電,也等于導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q。,考點三電磁感應(yīng)中的綜合問題,A組 自主命題北京卷題組,答案見解析,解析電動勢E=BLv 導線勻速運動,受力平衡F=F安=BIL 在t時間內(nèi), 外力F對導線做功W=Fvt=F安vt=BILvt 電路獲得的電能W電=

34、qE=IEt=BILvt 可見,F對導線MN所做的功等于電路獲得的電能W電; 導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt=ItIR=qE=W電 可見,電路獲得的電能W電等于導線MN中產(chǎn)生的焦耳熱Q。,考查點電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化。,思路點撥導線勻速運動,受力平衡。在t時間內(nèi),外力做功等于安培力做功等于F安vt,電路獲得的總電能等于IEt,而焦耳熱等于I2Rt,只要證明三者相等即可。,反思總結(jié)題目給出的是一個動態(tài)平衡過程,在這個過程中外力克服安培力做功,與做功等量的外部能量轉(zhuǎn)化為等量的電能輸送到電路,又由于電阻的存在,電能又轉(zhuǎn)化為焦耳熱,這道題體現(xiàn)了電磁感應(yīng)中典型的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。,2.(2017北京理綜,

35、24,20分)發(fā)電機和電動機具有裝置上的類似性,源于它們機理上的類似性。直流發(fā)電機和直流電動機的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景。 在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L,電阻不計。電阻為R的金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好,以速度v(v平行于MN)向右做勻速運動。 圖1軌道端點M、P間接有阻值為r的電阻,導體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點M、P間接有直流電源,導體棒ab通過滑輪勻速提升重物,電路中的電流為I。 (1)求在t時間內(nèi),圖1“發(fā)電機”產(chǎn)生的電能和圖2“電動機”輸出的機械能。 (2)從

36、微觀角度看,導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在上述能量轉(zhuǎn)化中起著重要作用。為,了方便,可認為導體棒中的自由電荷為正電荷。 a.請在圖3(圖1的導體棒ab)、圖4(圖2的導體棒ab)中,分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。 b.我們知道,洛倫茲力對運動電荷不做功。那么,導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢?請以圖2“電動機”為例,通過計算分析說明。,答案見解析,解析本題考查發(fā)電機和電動機的機理分析、洛倫茲力的方向及其在能量轉(zhuǎn)化中的作用。 (1)圖1中,電路中的電流I1= 棒ab受到的安培力F1=BI1L 在t時間內(nèi),“發(fā)電機”產(chǎn)生的電能等于棒ab克服安培力做的

37、功 E電=F1vt= 圖2中,棒ab受到的安培力F2=BIL 在t時間內(nèi),“電動機”輸出的機械能等于安培力對棒ab做的功 E機=F2vt=BILvt (2)a.如圖甲、圖乙所示。,b.設(shè)自由電荷的電荷量為q,沿導體棒定向移動的速率為u。 如圖乙所示,沿棒方向的洛倫茲力f1=qvB,做負功 W1=-f1ut=-qvBut 垂直棒方向的洛倫茲力f2=quB,做正功 W2=f2vt=quBvt 所以W1=-W2,即導體棒中一個自由電荷所受的洛倫茲力做功為零。,f1做負功,阻礙自由電荷的定向移動,宏觀上表現(xiàn)為“反電動勢”,消耗電源的電能;f2做正功,宏觀上表現(xiàn)為安培力做正功,使機械能增加。大量自由電荷

38、所受洛倫茲力做功的宏觀表現(xiàn)是將電能轉(zhuǎn)化為等量的機械能,在此過程中洛倫茲力通過兩個分力做功起到“傳遞”能量的作用。,疑難突破洛倫茲力做功及其作用 在“發(fā)電機”模型中,外力促使導體棒做切割磁感線運動時,棒中自由電荷隨棒運動,從而會受到沿棒方向的洛倫茲力,表現(xiàn)為“電源中的非靜電力”,這一力做正功,起到了使其他形式能量向電能轉(zhuǎn)化的作用;在“電動機”模型中,外電源使導體棒中產(chǎn)生電場,在電場力作用下,導體棒中的自由電荷沿棒運動,從而受到垂直于棒方向的洛倫茲力,宏觀上表現(xiàn)為“導體棒受到的安培力”,這一力做正功,起到了使電能向其他形式能量轉(zhuǎn)化的作用。,3.(2019課標,21,6分)(多選)如圖,兩條光滑平行

39、金屬導軌固定,所在平面與水平面夾角為,導軌電阻忽略不計。虛線ab、cd均與導軌垂直,在ab與cd之間的區(qū)域存在垂直于導軌所在平面的勻強磁場。將兩根相同的導體棒PQ、MN先后自導軌上同一位置由靜止釋放,兩者始終與導軌垂直且接觸良好。已知PQ進入磁場時加速度恰好為零。從PQ進入磁場開始計時,到MN離開磁場區(qū)域為止,流過PQ的電流隨時間變化的圖像可能正確的是(),B組 統(tǒng)一命題課標卷題組,答案AD本題為電磁感應(yīng)綜合應(yīng)用中的雙棒問題,考查考生的綜合分析能力,體現(xiàn)了模型建構(gòu)、科學推理等核心素養(yǎng)以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 兩棒均由同一位置由靜止釋放,則進入磁場時,兩棒的速度相等。若PQ棒出磁場后,MN棒再進入磁

40、場,則MN棒做勻速運動切割磁感線,則通過PQ棒上的電流隨時間變化的圖像為A圖;若PQ棒出磁場前MN棒進入磁場,則PQ棒與MN棒在磁場中做加速運動,當PQ棒出磁場后,MN棒切割磁感線運動的速度比進入時的大,MN棒做減速運動,通過PQ棒的電流隨時間變化的圖像應(yīng)為D圖。 知識拓展若PQ棒剛出磁場時,MN棒恰好進入磁場,則PQ棒上一直會有電流存在。,4.(2019課標,19,6分)(多選)如圖,方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導軌,兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上。t=0時,棒ab以初速度v0向右滑動。運動過程中,ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好,兩者速度分別

41、用v1、v2表示,回路中的電流用I表示。下列圖像中可能正確的是(),答案AC本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律與圖像結(jié)合的問題,難度較大,要求學生具有較強的綜合分析能力,很好地體現(xiàn)了科學推理的學科核心素養(yǎng)。 由楞次定律可知ab棒做減速運動,cd棒做加速運動,即v1減小,v2增加。回路中的感應(yīng)電動勢E=BL(v1-v2),回路中的電流I=,回路中的導體棒ab、cd的加速度大小均為a= ,由于v1-v2減小,可知a減小,所以ab與cd的v-t圖線斜率減小,I也非線性減小,所以A、 C正確,B、D錯誤。 思路分析對于電磁感應(yīng)中的圖像問題,解法一般是利用物理規(guī)律推出v-t、I-t的函數(shù)表達式,對照圖像得出結(jié)論

42、;也可以利用物理規(guī)律定性地分析出I與t、v與t的關(guān)系,利用排除法得出結(jié)論。,5.(2018課標,18,6分)如圖,在同一水平面內(nèi)有兩根平行長導軌,導軌間存在依次相鄰的矩形勻強磁場區(qū)域,區(qū)域?qū)挾染鶠閘,磁感應(yīng)強度大小相等、方向交替向上向下。一邊長為l的正 方形金屬線框在導軌上向左勻速運動。線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的正確圖線可能是 (),答案D本題考查右手定則、E=BLv。由右手定則判定,線框向左移動0過程,回路中電流 方向為順時針,由E=2BLv可知,電流i為定值;線框向左移動l過程,線框左、右兩邊產(chǎn)生的感 應(yīng)電動勢相抵消,回路中電流為零。線框向左移動ll過程,回路中感應(yīng)電流方向為逆時針。

43、由上述分析可見,選項D正確。,方法技巧電磁感應(yīng)中圖像問題分析技巧 由方向的合理性可直接排除錯誤選項,如果需要,再定量分析電流大小的變化情況確定正確選項。,6.(2016課標,24,12分)如圖,水平面(紙面)內(nèi)間距為l的平行金屬導軌間接一電阻,質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導軌上。t=0時,金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運動。t0時刻,金屬桿進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場區(qū)域,且在磁場中恰好能保持勻速運動。桿與導軌的電阻均忽略不計,兩者始終保持垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)為。重力加速度大小為g。求 (1)金屬桿在磁場中運動時產(chǎn)生的電動勢的大小

44、; (2)電阻的阻值。,答案(1)Blt0(2),解析(1)設(shè)金屬桿進入磁場前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得 ma=F-mg 設(shè)金屬桿到達磁場左邊界時的速度為v,由運動學公式有 v=at0 當金屬桿以速度v在磁場中運動時,由法拉第電磁感應(yīng)定律,桿中的電動勢為 E=Blv 聯(lián)立式可得 E=Blt0 (2)設(shè)金屬桿在磁場區(qū)域中勻速運動時,金屬桿中的電流為I,根據(jù)歐姆定律 I= 式中R為電阻的阻值。金屬桿所受的安培力為 f=BlI 因金屬桿做勻速運動,由牛頓運動定律得 F-mg-f=0,聯(lián)立式得 R=,解題指導金屬桿的運動分為兩個過程,進入磁場前,水平方向受拉力F與摩擦力的作用做勻加速運動,可求

45、出加速度a和到達磁場左邊界時的速度,進入磁場后,桿做勻速直線運動,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求出電動勢及電路中的電流,分析受力情況,由牛頓運動定律列方程求解即可。,解題思路分別分析金屬桿在兩個過程中的受力情況和運動情況,第一個過程的末速度即第二個過程勻速運動的速度,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律得到E,再根據(jù)第二個過程的勻速運動列方程求出R。,7.(2008北京理綜,22,16分)均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m,將其置于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場上方h處,如圖所示,線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界平行。當cd邊剛進

46、入磁場時: (1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小; (2)求c、d兩點間的電勢差大小; (3)若此時線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。,C組 教師專用題組,答案(1)BL(2)BL(3)h=,解析(1)cd邊剛進入磁場時,線框速度 v= 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=BLv=BL (2)此時線框中電流I= c、d兩點間的電勢差 U=I(R)=BL (3)cd邊所受安培力F=BIL= 根據(jù)牛頓第二定律可知,mg-F=ma 由a=0解得下落高度應(yīng)滿足h=,8.(2007北京理綜,24,20分)用密度為d、電阻率為、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,

47、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)。 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)已知方框下落時間為t時,下落高度為h,其速度為vt(vtvm)。若在同一時間t內(nèi),方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同,求恒定電流I0的表達式。,答案(1)vm=(2)P= (3)I

48、0=A,解析(1)方框質(zhì)量m=4LAd 方框電阻R= 方框下落速度為v時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=B2Lv 感應(yīng)電流I= 方框下落過程,受到重力G及安培力F G=mg=4LAdg,方向豎直向下 F=BI2L=v,方向豎直向上 當F=G時,方框達到最大速度,即v=vm 則vm=4LAdg 方框下落的最大速度vm=g (2)方框下落加速度為時,有mg-IB2L=m 則I=,方框的發(fā)熱功率P=I2R= (3)根據(jù)能量守恒定律,有mgh=m+Rt, 則I0= 解得恒定電流I0的表達式I0=A,9.(2019江蘇單科,14,15分)如圖所示,勻強磁場中有一個用軟導線制成的單匝閉合線圈,線圈平面與磁場垂直。已

49、知線圈的面積S=0.3 m2、電阻R=0.6 ,磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2 T?，F(xiàn)同時向兩側(cè)拉動線圈,線圈的兩邊在t=0.5 s時間內(nèi)合到一起。求線圈在上述過程中 (1)感應(yīng)電動勢的平均值E; (2)感應(yīng)電流的平均值I,并在圖中標出電流方向; (3)通過導線橫截面的電荷量q。,答案(1)0.12 V(2)0.2 A見解析圖(3)0.1 C,解析本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律中回路面積變化的情況,考查了學生的理解能力及簡單的分析與綜合能力,體現(xiàn)了科學思維中的科學推理素養(yǎng)要素。 (1)感應(yīng)電動勢的平均值E= 磁通量的變化=BS 解得E=,代入數(shù)據(jù)得E=0.12 V (2)平均電流I= 代入數(shù)據(jù)得I=

50、0.2 A(電流方向見圖),(3)電荷量q=It 代入數(shù)據(jù)得q=0.1 C 解題指導本題中導線切割磁感線的有效長度在變化,故不能利用E=Blv計算感應(yīng)電動勢,而需要利用磁通量的變化率來計算。,10.(2016課標,25,20分)如圖,兩條相距l(xiāng)的光滑平行金屬導軌位于同一水平面(紙面)內(nèi),其左端接一阻值為R的電阻;一與導軌垂直的金屬棒置于兩導軌上;在電阻、導軌和金屬棒中間有一面積為S的區(qū)域,區(qū)域中存在垂直于紙面向里的均勻磁場,磁感應(yīng)強度大小B1隨時間t的變化關(guān)系為B1=kt,式中k為常量;在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域,區(qū)域左邊界MN(虛線)與導軌垂直,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B0,方向也垂直于紙

51、面向里。某時刻,金屬棒在一外加水平恒力的作用下從靜止開始向右運動,在t0時刻恰好以速度v0越過MN,此后向右做勻速運動。金屬棒與導軌始終相互垂直并接觸良好,它們的電阻均忽略不計。求 (1)在t=0到t=t0時間間隔內(nèi),流過電阻的電荷量的絕對值; (2)在時刻t(tt0)穿過回路的總磁通量和金屬棒所受外加水平恒力的大小。,答案(1)(2)B0lv0(t-t0)+kSt(B0lv0+kS),解析(1)在金屬棒越過MN之前,t時刻穿過回路的磁通量為=ktS 設(shè)在從t時刻到t+t的時間間隔內(nèi),回路磁通量的變化量為,流過電阻R的電荷量為q。由法拉第電磁感應(yīng)定律有=- 由歐姆定律有i= 由電流的定義有i=

52、 聯(lián)立式得|q|=t 由式得,在t=0到t=t0的時間間隔內(nèi),流過電阻R的電荷量q的絕對值為 |q|= (2)當tt0時,金屬棒已越過MN。由于金屬棒在MN右側(cè)做勻速運動,有f=F 式中,f是外加水平恒力,F是勻強磁場施加的安培力。設(shè)此時回路中的電流為I,F的大小為 F=B0lI 此時金屬棒與MN之間的距離為s=v0(t-t0) 勻強磁場穿過回路的磁通量為=B0ls,回路的總磁通量為t=+ 式中,仍如式所示。由式得,在時刻t(tt0)穿過回路的總磁通量為 t=B0lv0(t-t0)+kSt 在t到t+t的時間間隔內(nèi),總磁通量的改變t為 t=(B0lv0+kS)t 由法拉第電磁感應(yīng)定律得,回路感

53、應(yīng)電動勢的大小為 t= 由歐姆定律有I= 聯(lián)立式得f=(B0lv0+kS),評分參考第(1)問7分,式各1分,式2分;第(2)問13分,式2分,式各1分, 式各2分,式各1分。,解題指導(1)金屬棒在0t0時間內(nèi),由于圓形磁場中的磁通量變化而引起感應(yīng)電動勢,從而形成感應(yīng)電流,由電流的定義式可以求出流過電阻的電荷量的絕對值。 (2)當金屬棒越過MN后,穿過回路的磁通量由兩部分組成;再由法拉第電磁感應(yīng)定律等綜合知識可以求出恒力f的大小。,易錯點撥(1)在計算磁通量時,用的是左側(cè)矩形面積,而不是圓形磁場面積,從而導致出錯。(2)當金屬棒越過MN后計算磁通量時,得出的金屬棒與MN的距離s=v0t,從而

54、導致出錯。,考點一電磁感應(yīng)現(xiàn)象楞次定律,三年模擬,A組 20172019年高考模擬考點基礎(chǔ)題組,1.(2019北京海淀期末,3)(多選)如圖所示,將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關(guān)連接到電源上,線圈B的兩端連接到靈敏電流計上,把線圈A放進線圈B的里面。下面幾種情況靈敏電流計指針可能有偏轉(zhuǎn)的是() A.閉合開關(guān)瞬間 B.開關(guān)閉合且電路穩(wěn)定后 C.開關(guān)閉合,拔出線圈A的過程中 D.開關(guān)閉合,將滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程中,答案ACD感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中通過線圈的磁通量發(fā)生變化。A選項,閉合開關(guān),瞬間有磁通量變化,有感應(yīng)電流;B選項,開關(guān)閉合且電路穩(wěn)定后電流不發(fā)生變化,通過線圈B的

55、磁通量無變化,無感應(yīng)電流;C選項,拔出線圈A,通過線圈B的磁通量減小,有感應(yīng)電流;D選項,滑片P滑動,電阻發(fā)生變化,電流發(fā)生變化,線圈A產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,通過線圈B的磁通量變化,有感應(yīng)電流;綜上所述,A、C、D正確。,2.(2019北京西城一模,17)如圖所示,在水平面上有一個U形金屬框架和一條跨接其上的金屬桿ab,二者構(gòu)成閉合回路且處于靜止狀態(tài)。在框架所在的空間內(nèi)存在勻強磁場(圖中未畫出)。下面說法正確的是() A.若磁場方向水平向右,當磁場增強時,桿ab受安培力向上 B.若磁場方向水平向右,當磁場減弱時,桿ab受安培力向上 C.若磁場方向豎直向上,當磁場增強時,桿ab受安培力向左 D.若

56、磁場方向豎直向上,當磁場減弱時,桿ab受安培力向左,答案C若磁場水平,回路中磁通量始終為零,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。當磁場向上且增強時,由欏次定律可知ab中將產(chǎn)生ab的感應(yīng)電流,根據(jù)左手定則可判斷ab所受安培力向左。,知識拓展當向上的磁場增強時,回路中磁通量增加,則ab所受安培力向左,即朝向“阻礙”磁通量變化的方向。,3.(2019北京朝陽二模,18)如圖所示,空間存在垂直紙面向里的磁場,磁場在豎直方向均勻分布,在水平方向非均勻分布,且關(guān)于豎直平面MN對稱。絕緣細線上端固定在M點,下端與一個粗細均勻的銅制圓環(huán)相接?，F(xiàn)將圓環(huán)由P處無初速釋放,圓環(huán)第一次向右擺動最遠能到達Q處(圖中未畫出)。已知圓環(huán)始終

57、在同一豎直平面內(nèi)擺動,則在圓環(huán)從P擺向Q的過程中,下列說法正確的是() A.位置P與Q可能在同一高度 B.感應(yīng)電流方向始終逆時針 C.感應(yīng)電流方向先逆時針后順時針 D.安培力方向始終與運動方向相反,答案CP向Q運動過程中,磁通量變化,圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流,消耗機械能產(chǎn)生電能,A錯誤。感應(yīng)電流方向用楞次定律判斷,先逆時針再順時針,C正確,B錯誤。安培力方向沿水平方向,不是與運動方向相反,D錯誤。,考查點楞次定律。,4.(2019北京東城二模,19)圖甲所示是工業(yè)上探測物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術(shù)的原理圖。其原理是用通電線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流,借助探測線圈測定渦電流的改變,從而獲得物件內(nèi)部

58、是否斷裂及位置的信息。如圖乙所示的是一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導線連接起來的跳環(huán)實驗裝置,將一個套環(huán)置于線圈L上且使鐵芯穿過其中,閉合開關(guān)S的瞬間,套環(huán)將立刻跳起。對以上兩個實例的理解正確的是() 甲 乙,A.渦流探傷技術(shù)運用了電流的熱效應(yīng),跳環(huán)實驗演示了自感現(xiàn)象 B.能被探測的物件和實驗所用的套環(huán)必須是導電材料 C.以上兩個實例中的線圈所連接的電源都必須是交流電源 D.以上兩個實例中的線圈所連接的電源也可以都是穩(wěn)恒電源,答案B當一個線圈中的電流變化時,由它產(chǎn)生的變化的磁場在它本身激發(fā)出感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象稱為自感,跳環(huán)實驗中是由于線圈中變化的磁場在跳環(huán)中激發(fā)了感應(yīng)電動勢,渦流探傷技術(shù)應(yīng)用

59、的不是電流的熱效應(yīng),故A項錯誤。甲、乙兩圖中的線圈中通以變化的電流時,在空間中會激發(fā)出渦旋電場,導電材料中有大量自由電荷在電場力的作用下可定向移動形成電流,故B項正確。乙圖中用直流電源,開關(guān)閉合的瞬間電流是變化的,套環(huán)可立即跳起,故C錯誤。若甲圖中通穩(wěn)恒電流,穩(wěn)定后線圈中的電流為穩(wěn)恒電流,激發(fā)恒定的磁場,無法產(chǎn)生渦旋電場,故D錯誤。,解題關(guān)鍵變化的電流產(chǎn)生磁場,變化的磁場激發(fā)電場。,5.(2018北京海淀二模,19)如圖所示,將一個鋁框放在蹄形磁鐵的兩個磁極間,鋁框可以繞豎直軸線OO自由轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動磁鐵,會發(fā)現(xiàn)靜止的鋁框也會發(fā)生轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是() A.鋁框與磁極轉(zhuǎn)動方向相反 B.鋁框始終與磁極轉(zhuǎn)動得一樣快 C.鋁框是因為磁鐵吸引鋁質(zhì)材料而轉(zhuǎn)動的 D.鋁框是因為受到安培力而轉(zhuǎn)動的,答案D根據(jù)楞次定律可知,為阻礙穿過鋁框的磁通量的變化,鋁框與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同,但快慢不一致,磁鐵轉(zhuǎn)動總比鋁框轉(zhuǎn)動快一點兒,以維持磁通量的變化,故選項A、B均錯誤;鋁框轉(zhuǎn)動是因為框中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,在磁場中受到安培力的作用,而不是磁鐵的吸引,故選項C錯誤,選項D正確。,6.(2018北京朝陽期末,7)如圖1所示,閉合線圈放在勻強磁場中,t=0時磁場方向垂直線圈平面向里,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖2所示。在02 s內(nèi),線圈中