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文檔簡介
1、<p> 專題11 電磁感應(yīng)</p><p> 【2018年高考考點(diǎn)定位】</p><p> 本考點(diǎn)從磁通量開始,以引起磁通量變化的各種原因?yàn)榫€索,以判斷磁通量變化導(dǎo)致的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流大小和方向的楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為重點(diǎn),綜合力學(xué)和電學(xué)的相關(guān)知識點(diǎn),電磁感應(yīng)考點(diǎn)主要的知識網(wǎng)絡(luò)。</p><p> 【考點(diǎn)pk】名師考點(diǎn)透析</
2、p><p> 考點(diǎn)一、磁通量 電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律</p><p><b> 【名師點(diǎn)睛】</b></p><p> 磁通量:穿過平面的磁感線條數(shù),公式,為磁場方向和平面的夾角。引起磁通量變化的原因可能是磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化,線圈面積的變化以及二者夾角的變化,磁通量變化量記做。</p><p> 電磁感應(yīng)現(xiàn)象:法拉第
3、發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情況:變化的電流變化的磁場運(yùn)動的恒定電流運(yùn)動的磁鐵在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體進(jìn)一步總結(jié)發(fā)現(xiàn):當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時,電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如果回路閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電流,若回路不閉合則產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,電路中沒有感應(yīng)電流。</p><p> 楞次定律:感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。阻礙不是阻止,“增反減同”即若磁通量減小,感應(yīng)電流
4、產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同,若磁通量增大,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場同向?!霸隹s減擴(kuò)”對線圈分析,若磁通量增大,線圈與縮小的趨勢,若磁通量減小,線圈有擴(kuò)大的趨勢。</p><p> 右手定則:導(dǎo)體切割磁感線時判斷感應(yīng)電流方向用右手定則伸開右手,讓大拇指和其他四指垂直,并且和手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線從掌心傳入,并使拇指方向指向?qū)w棒運(yùn)動的方向,此時四指所指的方向就是感應(yīng)電流方向</p><
5、p> 考點(diǎn)二、法拉第電磁感應(yīng)定律 自感和渦流</p><p><b> 【名師點(diǎn)睛】</b></p><p> 閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化率成正比即,其中為線圈匝數(shù),普遍適用。</p><p> 若導(dǎo)體棒垂直切割磁感線則有,若導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場張繞其中一端點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。若線圈面積不變,則感應(yīng)電動
6、勢,即圖像的斜率。磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程通過橫截面的電荷量與時間無關(guān)。</p><p> 互感現(xiàn)象:一個線圈中的磁通量發(fā)生變化時,產(chǎn)生變化的磁場,使得附近的另一個線圈的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的現(xiàn)象</p><p> 自感現(xiàn)象:通過導(dǎo)體自身的電流發(fā)生變化時產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象,自感現(xiàn)象阻礙電流的變化。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢即自感電動勢。自感電動勢大小與線圈的自感系
7、數(shù)有關(guān),線圈匝數(shù)越多,自感電動勢越大,有鐵芯比沒有鐵芯的自感電動勢大。</p><p> 渦流:線圈中電流發(fā)生變化,會在周圍產(chǎn)生變化的磁場,使得周圍處于磁場中的導(dǎo)體磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象叫渦流。常見的應(yīng)用有電磁阻尼和電磁驅(qū)動。</p><p><b> 【試題演練】</b></p><p> 1.如圖所示的電路中,三個燈泡L1
8、,L2,L3的電阻關(guān)系為 R1 <R2 <R3,電感L的電阻可忽略,D為理想二極管。電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時,下列判斷正確的是: ( )</p><p> A.L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗</p><p> B.L1逐漸變暗, L2立即熄滅,L3先變亮,然后逐漸變暗</p><p> C.L2立即熄滅,L
9、1、L3均逐漸變暗</p><p> D.L1 , L2, L3均先變亮,然后逐漸變暗</p><p><b> 【答案】B</b></p><p><b> 【解析】</b></p><p> 當(dāng)K突然斷開時,電感L由于自感,電流繼續(xù)原方向流動,L、L1和L3構(gòu)成一閉合回路,L中電流從I
10、1逐漸減少,則通過L1的電流也逐漸減少.通過L3的電流開始時比原來電流大,后逐漸變?。?dāng)K突然斷開時,電感L相當(dāng)于電源,由此時二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài),故L2立即熄滅.故B正確,ACD錯誤.故選B.</p><p> 【名師點(diǎn)睛】做好本題要弄清楚電流的大小變化,方向變化,還要知道二極管的正向?qū)ㄐ?;?dāng)K突然斷開時,電感L由于自感,電流繼續(xù)原方向流動,但二極管反向不導(dǎo)通,所以L2不亮,又因?yàn)樵瓉鞮中電流比L3的電流
11、大,所以L3將更亮,之后再變暗。</p><p> 2.如圖所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長為2L,高為L。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場,左側(cè)磁場方向垂直紙面向外,右側(cè)磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿順時針的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?,則下列表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是:
12、 ( )</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵確定線框有效的切割長度與x的關(guān)系,再結(jié)合數(shù)學(xué)知識選擇圖象。首先根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向,再分段確定線框有效的切割長度,分析線框中感應(yīng)電動勢的大小與位置坐標(biāo)的關(guān)系。線框的電阻一定,感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢成正比。</p><p>
13、; 3.(多選)如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌ab和cd構(gòu)成的平面與水平面成角,導(dǎo)軌間距=2L,導(dǎo)軌電阻不計.兩金屬棒MN、PQ垂直導(dǎo)軌放置,與導(dǎo)軌接觸良好.兩棒質(zhì)量,電阻,整個裝置處在垂直導(dǎo)軌向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,金屬棒MN在平行于導(dǎo)軌向上的拉力,作用下沿導(dǎo)軌以速度向上勻速運(yùn)動,PQ棒恰好以速度向下勻速運(yùn)動.則: ( )</p><p> A.MN中電流方向是由N到M</p&g
14、t;<p> B.勻速運(yùn)動的速度的大小是</p><p> C.在MN、PQ都勻速運(yùn)動的過程中,</p><p> D.在MN、PQ都勻速運(yùn)動的過程中,</p><p><b> 【答案】BD</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題考查了求感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、求拉力大小、求電功率問題,應(yīng)用E
15、=BLv、歐姆定律、電功率公式即可正確解題;要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與運(yùn)用。</p><p> 【三年高考】 15、16、17年高考真題及其解析</p><p> 1.【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】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
16、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: ( )</p><p><b> 【答案】A</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題不要被題目的情景所干擾,抓住考查的基本規(guī)律,即產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,才會產(chǎn)生阻尼阻礙振動。</p><p> 2.
17、 【2017·新課標(biāo)Ⅲ卷】如圖,在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中有一U形金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面與磁場垂直。金屬桿PQ置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)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(dǎo)軌共面?,F(xiàn)讓金屬桿PQ突然向右運(yùn)動,在運(yùn)動開始的瞬間,關(guān)于感應(yīng)電流的方向,下列說法正確的是: ( )</p><p> A.PQRS中沿順時針方向,T中沿逆時針方向</p>
18、<p> B.PQRS中沿順時針方向,T中沿順時針方向</p><p> C.PQRS中沿逆時針方向,T中沿逆時針方向</p><p> D.PQRS中沿逆時針方向,T中沿順時針方向</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【解析】因?yàn)镻Q突然向右運(yùn)動,由右手定則可知,PQ
19、RS中有沿逆時針方向的感應(yīng)電流,穿過T中的磁通量減小,由楞次定律可知,T中有沿順時針方向的感應(yīng)電流,D正確,ABC錯誤。</p><p> 【名師點(diǎn)睛】解題關(guān)鍵是掌握右手定則、楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,還要理解PQRS中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場會使T中的磁通量變化,又會使T中產(chǎn)生感應(yīng)電流。</p><p> 3. 【2017·天津卷】如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),導(dǎo)軌之
20、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(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?,F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小,ab始終保持靜止,下列說法正確的是: ( )</p><p> A.a(chǎn)b中的感應(yīng)電流方向由b到a</p><p> B.a(chǎn)b中的感應(yīng)電流逐漸減小</p><p> C.a(chǎn)b所受的安培力保持不變</p&g
21、t;<p> D.a(chǎn)b所受的靜摩擦力逐漸減小</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)從電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手,熟練應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。</p><p> 4. 【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】(多選)兩條平行虛線間存在一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與紙面垂直。邊長為0.1
22、m、總電阻為0.005 Ω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(yùn)動,cd邊于t=0時刻進(jìn)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?yàn)轫槙r針時,感應(yīng)電動勢取正)。下列說法正確的是: ( )</p><p> A.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.5 T</p><p> B.導(dǎo)線框運(yùn)動速度
23、的大小為0.5 m/s</p><p> C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外</p><p> D.在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.1 N</p><p><b> 【答案】BC</b></p><p> 【解析】由E–t圖象可知,線框經(jīng)過0.2 s全部進(jìn)入磁場,則速度,選
24、項B正確;E=0.01 V,根據(jù)E=BLv可知,B=0.2 T,選項A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向外,選項C正確;在t=0.4 s至t=0.6 s這段時間內(nèi),導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流,所受的安培力大小為F=BIL=0.04 N,選項D錯誤;故選BC。</p><p> 【名師點(diǎn)睛】此題是關(guān)于線圈過磁場的問題;關(guān)鍵是能通過給出的E–t圖象中獲取信息,得到線圈在磁場中的運(yùn)動情況,結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)
25、定律及楞次定律進(jìn)行解答。此題意在考查學(xué)生基本規(guī)律的運(yùn)用能力以及從圖象中獲取信息的能力。</p><p> 5. 【2017·北京卷】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(shí)驗(yàn)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: ( )</p>
26、;<p> A.圖1中,A1與L1的電阻值相同</p><p> B.圖1中,閉合S1,電路穩(wěn)定后,A1中電流大于L1中電流</p><p> C.圖2中,變阻器R與L2的電阻值相同</p><p> D.圖2中,閉合S2瞬間,L2中電流與變阻器R中電流相等</p><p><b> 【答案】C</b&
27、gt;</p><p> 【名師點(diǎn)睛】線圈在電路中發(fā)生自感現(xiàn)象,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流要“阻礙”使原磁場變化的電流變化情況。電流突然增大時,會感應(yīng)出逐漸減小的反向電流,使電流逐漸增大;電流突然減小時,會感應(yīng)出逐漸減小的正向電流,使電流逐漸減小。</p><p> 1.【2016·北京卷】如圖所示,勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時
28、間均勻增大。兩圓環(huán)半徑之比為2:1,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: ( )</p><p> A.Ea:Eb=4:1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向</p><p> B.Ea:Eb=4:1,感應(yīng)電流均沿順時針方向</p><p> C.Ea:Eb=2:1,感應(yīng)電流均沿逆時針方向</p&g
29、t;<p> D.Ea:Eb=2:1,感應(yīng)電流均沿順時針方向</p><p><b> 【答案】B</b></p><p> 【方法技巧】對于楞次定律,一定要清楚是用哪個手判斷感應(yīng)電流方向的,也可以從兩個角度理解,一個是增反減同,一個是來拒去留,對于法拉第電磁感應(yīng)定律,需要靈活掌握公式,學(xué)會變通。</p><p> 2.
30、【2016·海南卷】如圖,一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi),環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等,環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距。兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流。若: ( )</p><p> A.金屬環(huán)向上運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向</p><p> B.金屬環(huán)向下運(yùn)動,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針方向</p><
31、p> C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向</p><p> D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近,則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【解析】當(dāng)金屬環(huán)上下移動時,穿過環(huán)的磁通量不發(fā)生變化,根據(jù)楞次定律,沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,選項AB錯誤;當(dāng)金屬環(huán)向左移動時,
32、穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向外且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流,故選項C錯誤;當(dāng)金屬環(huán)向右移動時,穿過環(huán)的磁通量垂直紙面向里且增強(qiáng),根據(jù)楞次定律可知,產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流,故選項D正確。</p><p> 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向,以及學(xué)會根據(jù)楞次定律來確定感應(yīng)電流的方向。</p><p> 3. 【2016·浙江卷】如圖
33、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)有垂直紙面向里的均強(qiáng)磁場,且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻增大,不考慮線圈之間的相互影響,則: ( )</p><p> A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流</p><p> B.a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9:1</p><p> C.a(chǎn)、b線圈中感應(yīng)電流
34、之比為3:4</p><p> D.a(chǎn)、b線圈中電功率之比為3:1</p><p><b> 【答案】B</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】此題是一道常規(guī)題,考查法拉第電磁感應(yīng)定律、以及閉合電路的歐姆定律;要推導(dǎo)某個物理量與其他物理量之間的關(guān)系,可以先找到這個物理量的表達(dá)式,然后看這個物理量和什么因素有關(guān);這里線圈的匝數(shù)是容易被忽略的
35、量。</p><p> 4. 【2016·全國新課標(biāo)Ⅱ卷】(多選)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)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,關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是: ( )</p><p> A.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定,則電流大小恒定</p><p> B.若從上向下看,圓盤順時針轉(zhuǎn)動,則
36、電流沿a到b的方向流動</p><p> C.若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化</p><p> 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</p><p><b> 【答案】AB</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】法拉第圓盤是課本上介紹的裝置,在
37、歷次考試中多次出現(xiàn);解題時要會進(jìn)行電源的等效:相當(dāng)于一條半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線,記住求解感應(yīng)電動勢的公式,并能搞清整個電路的結(jié)構(gòu)。</p><p> 5. 【2016·上海卷】(多選)如圖(a),螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場,以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖(b)所示規(guī)律變化時:
38、 ( )</p><p> A.在t1t2時間內(nèi),L有收縮趨勢</p><p> B.在t2t3時間內(nèi),L有擴(kuò)張趨勢</p><p> C.在t2t3時間內(nèi),L內(nèi)有逆時針方向的感應(yīng)電流</p><p> D.在t3t4時間內(nèi),L內(nèi)有順時針方向的感應(yīng)電流</p><p><b> 【答案】A
39、D</b></p><p> 【解析】據(jù)題意,在t1t2時間內(nèi),外加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度增加且斜率在增加,則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向增加的電流,該電流激發(fā)出增加的磁場,該磁場通過圓環(huán),在圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)結(jié)論“增縮減擴(kuò)”可以判定圓環(huán)有收縮趨勢,故選項A正確;在t2t3時間內(nèi),外加磁場均勻變化,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生穩(wěn)定電流,該電流激發(fā)出穩(wěn)定磁場,該磁場通過圓環(huán)時,圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流,故選項B、C錯誤;在t
40、3t4時間內(nèi),外加磁場向下減小,且斜率也減小,在導(dǎo)線框中產(chǎn)生沿順時針方向減小的電流,該電流激發(fā)出向內(nèi)減小的磁場,故圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向電流,選項D正確。</p><p> 【方法技巧】線圈內(nèi)通有非均勻變化的磁場,導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生變化的電流,該電流激發(fā)出變化的磁場,才可以使圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流;線圈內(nèi)通有均勻變化的磁場,導(dǎo)線框內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流,該電流激發(fā)出的是穩(wěn)定的磁場,不會使圓環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流。</p>&
41、lt;p> 1.【2015·浙江·16】如圖所示為靜電力演示儀,兩金屬極板分別固定于絕緣支架上,且正對平行放置。工作時兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極,表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在金屬極板中間,則: ( )</p><p> A.乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷</p><p> B.乒乓球受到擾動后,會被吸在左極板上</p>&
42、lt;p> C.乒乓球共受到電場力,重力和庫侖力三個力的作用</p><p> D.用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸,放開后乒乓球會在兩極板間來回碰撞</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【方法技巧】靜電感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電荷間的相互作用力,同種電荷相斥,異種電荷相吸,對于一個不帶電的導(dǎo)體,在電場中兩側(cè)感應(yīng)出
43、的電荷是等量異種電荷</p><p> 2. 【2015·海南·2】如圖所示,空間有一勻強(qiáng)磁場,一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動時,棒兩端的感應(yīng)電動勢大小ε,將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折彎,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi),當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動時,棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為,則等于: ( )</p
44、><p> A.1/2 B. C.1 D.</p><p><b> 【答案】B</b></p><p> 【解析】設(shè)折彎前導(dǎo)體切割磁感線的長度為,折彎后,導(dǎo)體切割磁場的有效長度為,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為,所以,B正確。</p><p> 【方法技巧】本題關(guān)鍵要準(zhǔn)確理解公式中L的含義,知道L是有效的切割
45、長度,即速度垂直方向上金屬棒的長度。</p><p> 3. 【2015·山東·17】(多選)如圖,一均勻金屬圓盤繞通過其圓心且與盤面垂直的軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動?,F(xiàn)施加一垂直穿過圓盤的有界勻強(qiáng)磁場,圓盤開始減速。在圓盤減速過程中,以下說法正確的是: ( )</p><p> A.處于磁場中的圓盤部分,靠近圓心處電勢高</p><p
46、> B.所加磁場越強(qiáng)越易使圓盤停止轉(zhuǎn)動</p><p> C.若所加磁場反向,圓盤將加速轉(zhuǎn)動</p><p> D.若所加磁場穿過整個圓盤,圓盤將勻速轉(zhuǎn)動</p><p><b> 【答案】ABD</b></p><p> 【方法技巧】解題的關(guān)鍵是掌握右手定則判斷感應(yīng)電動勢的方法,或者用楞次定律聯(lián)系能量守
47、恒定律.</p><p> 4. 【2015·上海·20】(多選)如圖,光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,左端由導(dǎo)線相連,導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上構(gòu)成回路。在外力F作用下,回路上方的條形磁鐵豎直向上做勻速運(yùn)動。在勻速運(yùn)動過程中外力F做功,磁場力對導(dǎo)體棒做功,磁鐵克服磁場力做功,重力對磁鐵做功,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,導(dǎo)體棒獲得的動能為。則: ( )</p>&l
48、t;p> A. B. C. D.</p><p><b> 【答案】BCD</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,側(cè)重于其中的能量關(guān)系,意在考查考生的分析能力。做本題的關(guān)鍵在于掌握電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,知道什么能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化成什么能。</p><p> 5.
49、 【2015·重慶·4】題4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,面積為.若在到時間內(nèi),勻強(qiáng)磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小由均勻增加到,則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差: ( )</p><p> A.恒為 B. 從0均勻變化到</p><p> C.恒為
50、 D.從0均勻變化到</p><p><b> 【答案】C</b></p><p> 【解析】 穿過線圈的磁場均勻增加,將產(chǎn)生大小恒定的感生電動勢,由法拉第電磁感應(yīng)定律得,而等效電源內(nèi)部的電流由楞次定理知從,即b點(diǎn)是等效電源的正極,即,故選C。</p><p> 【規(guī)律總結(jié)】電磁感應(yīng)共分兩種情況:動生問題(棒切割磁感線)產(chǎn)生
51、的電動勢,方向由右手定則;感生問題(磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化)的電動勢,方向由楞次定律。而電流方向都是等效電源內(nèi)部負(fù)極流向正極的方向。</p><p> 【兩年模擬】16、17年名師模擬題及其解析</p><p> 1.【2017·遼寧省本溪市高級中學(xué)、大連育明高級中學(xué)、大連二十四中高三聯(lián)合模擬考試】如圖是電子感應(yīng)加速器的示意圖,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
52、子在真空室中做圓周運(yùn)動,上圖為側(cè)視圖,下圖為真空室的俯視圖,電子從電子槍右端逸出(不計初速度)后,在真空室中沿虛線被加速,然后擊中電子槍左端的靶,下列說法中正確的是: ( )</p><p> A.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)槟鏁r針方向,且電流應(yīng)逐漸增大</p><p> B.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)轫槙r針方向,且電流應(yīng)逐漸減小</p>
53、<p> C.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)槟鏁r針方向,且電流應(yīng)逐漸減小</p><p> D.俯視看,通過電磁鐵導(dǎo)線的電流方向?yàn)轫槙r針方向,且電流應(yīng)逐漸增大</p><p><b> 【答案】A</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流磁場磁
54、通量的變化,同時理解右手螺旋定則的應(yīng)用.</p><p> 2. 【2017·黑龍江省大慶中學(xué)高三上學(xué)期期末考試】在半徑為r、電阻為R的圓形導(dǎo)線框內(nèi),以直徑為界,左右兩側(cè)分別存在著方向如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場,以垂直紙面向外的磁場為正,兩部分磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律分別如圖乙所示.則0?t0時間內(nèi),導(dǎo)線框中: ( )</p><p> A.感應(yīng)電流
55、方向?yàn)轫槙r針 B.感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針</p><p> C.感應(yīng)電流大小為 D.感應(yīng)電流大小為</p><p><b> 【答案】A</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】考查楞次定律與法拉第
56、電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用,注意磁場正方向的規(guī)定,及掌握兩個感應(yīng)電動勢是相加還是相差是解題的關(guān)鍵。</p><p> 3. 【2017·河南省南陽市第一中學(xué)高三上學(xué)期第六次周考】一直升飛機(jī)停在南半球的某地上空,該處地磁場有豎直方向的分量,其分量大小為B,直升飛機(jī)螺旋槳葉片的長度為l,螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為f,從上往下的方向看螺旋槳,螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動,螺旋槳葉片的近軸端為a,遠(yuǎn)軸端為b,如圖所示,如果忽略a到
57、轉(zhuǎn)軸中心線的距離,用表示每個葉片中的感應(yīng)電動勢,則: ( )</p><p> A.,且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢</p><p> B.,且a點(diǎn)電勢低于b點(diǎn)電勢</p><p> C.,且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢</p><p> D.,且a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢</p><p><b>
58、【答案】C</b></p><p> 【解析】每個葉片都切割磁感線,根據(jù)右手定則可得a點(diǎn)相當(dāng)于電源的正極,故a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢.葉片端點(diǎn)的線速度,的感應(yīng)電動勢電動勢,故C正確.</p><p> 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達(dá)式,要掌握應(yīng)用右手定則判斷感應(yīng)電動勢方向的方法.</p><p> 4. 【溫州中學(xué)2017屆
59、高三11月選考模擬考試】“超導(dǎo)量子干涉儀”可用于探測心磁(10-10T)和腦磁(10-13T)等微弱磁場,其靈敏度可達(dá)10-14T,其探測“回路”示意圖如圖甲。穿過ABCD “回路”的磁通量為Φ,總電流強(qiáng)度I=i1+i2。I與的關(guān)系如圖乙所示(Φ0=2.07×10-15 Wb),下列說法正確的是: ( )</p><p> A.圖乙中橫坐標(biāo)的單位是Wb</p><
60、;p> B.穿過“回路”的磁通量越大,電流I越大</p><p> C.穿過“回路”的磁通量變化引發(fā)電流I周期性變化</p><p> D.根據(jù)電流I的大小,可以確定穿過“回路”的磁通量大小</p><p><b> 【答案】C</b></p><p> 5.【黑龍江省哈爾濱市第六中學(xué)2017屆高三上學(xué)期
61、期中考試】在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數(shù)n=1 500,橫截面積S=20 cm2,螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,電容器電容C=30 μF。在一段時間內(nèi),穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示的規(guī)律變化。則下列說法中正確的是: ( )</p><p> A.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.5 V</p><p> B.閉合電鍵,電
62、路中的電流穩(wěn)定后電容器上極板帶正電</p><p> C.電路中的電流穩(wěn)定后,電阻R1的電功率為5×10-2 W</p><p> D.電鍵斷開,流經(jīng)電阻R2的電荷量為1.8×10-5 C</p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:;代入數(shù)
63、據(jù)可求出:E=1.2V,故A錯誤;根據(jù)楞次定律可知,螺線管下極帶正電,則電流穩(wěn)定后電容器下極板帶正電,故B錯誤;根據(jù)全電路歐姆定律,有:,根據(jù) P=I2R1 求出 P=5.76×10-2W,故C錯誤;S斷開后,流經(jīng)R2的電量即為S閉合時C板上所帶的電量Q;電容器兩端的電壓: U=IR2=0.6V;流經(jīng)R2的電量 Q=C
64、U=1.8×10-5C,故D正確;故選D.</p><p> 6.(多選) 【2017·株洲市高三教學(xué)質(zhì)量統(tǒng)一檢測】用導(dǎo)線繞一圓環(huán),環(huán)內(nèi)有一用同樣導(dǎo)線折成的內(nèi)接正方形線框,圓環(huán)與線框絕緣,如圖所示。把它們放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于圓環(huán)平面(紙面)向里。當(dāng)磁場均勻減弱時: ( )</p><p> A.圓環(huán)和線框中的電流方向
65、都為順時針</p><p> B.圓環(huán)和線框中的電流方向都為逆時針</p><p> C.圓環(huán)和線框中的電流大小之比為</p><p> D.圓環(huán)和線框中的電流大小比為2 :1</p><p><b> 【答案】AC</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題整合了法拉第電磁感應(yīng)定律、電
66、阻定律和歐姆定律,常規(guī)題,要善于運(yùn)用比例法解題.</p><p> 7.(多選) 【2017·湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)高三新考試大綱適應(yīng)性考試】如圖所示,在水平面(紙面)內(nèi)有三根相同的金屬棒ab、 ac和MN,其中ab、 ac在a點(diǎn)接觸,構(gòu)成“V"字型導(dǎo)軌。導(dǎo)軌所在空間存在垂直于紙面的均勻磁場。用力使MN從點(diǎn)由a點(diǎn)靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,運(yùn)動中MN始終與∠bac的角平分線垂直且和導(dǎo)軌保持良好接觸
67、, MN與ab、 ac的交點(diǎn)分別為P、Q。關(guān)于回路中的電流i及P、Q間的電壓絕對值U與時間t的關(guān)系圖線,下列可能正確的是: ( )</p><p><b> 【答案】AC</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】此題是對法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路的歐姆定律的考查;關(guān)鍵是能找出導(dǎo)體中的電流I和導(dǎo)體棒兩端電壓的表達(dá)式才能決定圖像的形狀;注意搞清內(nèi)外
68、電路. </p><p> 8.(多選) 【2017·河南省南陽市第一中學(xué)高三上學(xué)期第六次周考】如圖所示,兩根光滑的金屬導(dǎo)軌平行放置在傾角為的斜面上,導(dǎo)軌在左端接有電阻R,導(dǎo)軌的電阻可忽略不計,斜面處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直斜面向上,質(zhì)量為m、電阻可忽略不計的金屬棒ab在沿斜面與棒垂直的恒力F作用下沿導(dǎo)軌由靜止開始上滑,并上升h高度,在這一過程中: ( )</p>
69、<p> A.作用在金屬棒上的合力所做的功大于零</p><p> B.恒力F所做的功等于mgh與電阻R上發(fā)出的焦耳熱之和</p><p> C.恒力F與安培力的合力的瞬時功率一定時刻在變化</p><p> D.恒力F與重力mg的合力所做的功大于電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱</p><p><b> 【答案】AD<
70、;/b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】對于電磁感應(yīng)與功能結(jié)合問題,注意利用動能定理進(jìn)行判斷各個力做功之間關(guān)系,尤其注意的是克服安培力所做功等于整個回路中產(chǎn)生熱量.</p><p> 9.【2017·遼寧省本溪市高級中學(xué)、大連育明高級中學(xué)、大連二十四中高三聯(lián)合模擬考試】如圖1所示,水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的第一象限有磁場分布,方向垂直于水平面向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度沿y軸方向沒有變
71、化,與橫坐標(biāo)x的關(guān)系如圖2所示,圖線是雙曲線(坐標(biāo)是漸近線);頂角=53°的光滑金屬長導(dǎo)軌MON固定在水平面內(nèi),ON與x軸重合,一根與ON垂直的長導(dǎo)體棒在水平向右的外力作用下沿導(dǎo)軌MON向右滑動,導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸,已知t=0時,導(dǎo)體棒位于頂角O處;導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m=4kg;OM、ON接觸處O點(diǎn)的接觸電阻為R=0.5Ω,其余電阻不計,回路電動勢E與時間t的關(guān)系如圖3所示,圖線是過原點(diǎn)的直線,求:</
72、p><p> (1)t=2s時流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度的大??;</p><p> ?。?)在12s時間內(nèi)導(dǎo)體棒所受安培力的沖量大小;</p><p> ?。?)導(dǎo)體棒滑動過程中水平外力F(單位:N)與橫坐標(biāo)x(單位:m)的關(guān)系式。</p><p> 【答案】(1)8A(2)(3)</p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵
73、首先要正確理解兩個圖象的數(shù)學(xué)意義,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識寫出電流與時間的關(guān)系,要掌握牛頓運(yùn)動定律、閉合電路毆姆定律,安培力公式、感應(yīng)電動勢公式.</p><p> 10. 【2017·哈爾濱市第六中學(xué)上學(xué)期期末考試】(20分)如圖所示,光滑的定滑輪上繞有輕質(zhì)柔軟細(xì)線,線的一端系一質(zhì)量為3m的重物,另一端系一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿。在豎直平面內(nèi)有間距為L的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌PQ、EF,在QF之間接有阻值為R
74、的電阻,其余電阻不計。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直。開始時金屬桿置于導(dǎo)軌下端QF處,將重物由靜止釋放,當(dāng)重物下降h時恰好達(dá)到穩(wěn)定速度而勻速下降。運(yùn)動過程中金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好(忽略摩擦,重力加速度為g),求:</p><p> ?。?)重物勻速下降的速度v;</p><p> ?。?)重物從釋放到下降h的過程中,電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR;</p><
75、;p> ?。?)若將重物下降h時的時刻記為t=0,速度記為v0,從此時刻起,磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小,金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流,試寫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系式。</p><p> 【答案】(1)(2)(3)</p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題分別從力和能量兩個角度研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,關(guān)鍵是計算安培力和分析能量如何變化,以及把握沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.</p>&l
76、t;p> 1.【西藏日喀則地區(qū)第一高級中學(xué)2016屆高三下學(xué)期模擬考試(二)理科綜合·物理試題】如圖所示,線圈A內(nèi)有豎直向上的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大;等離子氣流(由高溫高壓的等電量的正、負(fù)離子組成)由左方連續(xù)不斷的以速度射入和兩極板間的勻強(qiáng)磁場中,發(fā)現(xiàn)兩直導(dǎo)線a、b相互吸引,由此可判斷和兩極板間的勻強(qiáng)磁場方向?yàn)椋?( )</p><p> A、垂直紙面向外
77、 B、垂直紙面向里 C、水平向左 D、水平向右</p><p><b> 【答案】B</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)楞次定律判斷出流經(jīng)導(dǎo)線a的電流方向,然后根據(jù)流經(jīng)導(dǎo)線的電流同向時相互吸引,反向時相互排斥判斷導(dǎo)線b的電流的方向向下.等離子流通過勻強(qiáng)磁場時,正離子向上偏轉(zhuǎn),負(fù)離子向下偏轉(zhuǎn),因此將在b中形成向下的電流,由左手定則判定
78、磁場的方向</p><p> 2. 【山西省陽泉市2016屆高三全國高校招生模擬考試?yán)砜凭C合物理試題】如圖所示,三個相同的燈泡a、b、c和電阻不計的線圈L與內(nèi)阻不計的電源連接,下列判斷正確的是: ( )</p><p> A.K閉合的瞬間,b、c兩燈亮度不同</p><p> B.K閉合足夠長時間以后,b、c兩燈亮度相同</p>
79、<p> C.K斷開的瞬間,a、c兩燈立即熄滅</p><p> D.K斷開之后,b燈突然閃亮以后再逐漸變暗</p><p><b> 【答案】D</b></p><p><b> 【解析】</b></p><p> K閉合的瞬間,三個燈同時發(fā)光,由于線圈自感電動勢的阻礙,開
80、始時通過L的電流很小,b、c兩燈的電流相同,一樣亮.由于a燈的電壓等于b、c電壓之和,所以a燈最亮,K閉合足夠長時間以后,b燈被線圈短路,故b燈熄滅,故b、c兩燈亮度不相同,故A、B錯誤.K斷開的瞬間,線圈中電流將要減小,產(chǎn)生自感電動勢,相當(dāng)于電源,有電流流過a、c兩燈,由于兩燈串聯(lián),所以a、c兩燈逐漸變暗且亮度相同.故C錯誤;因K斷開之后,b燈中有電流通過,故使得b燈突然閃亮以后再逐漸變暗,選項D正確;故選D.</p>
81、<p> 3. 【黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)2016屆高三考前得分訓(xùn)練(四)理科綜合物理試題】如圖所示,一個閉合三角形導(dǎo)線框位于豎直平面內(nèi),其下方固定一根與線框所在的豎直平面平行且很靠近(但不重疊)的水平直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流.線框從實(shí)線位置由靜止釋放,在其后的運(yùn)動過程中: ( )</p><p> A.線框中的磁通量為零時其感應(yīng)電流也為零 B.線框中感應(yīng)電流方向
82、為先順時針后逆時針</p><p> C.線框受到安培力的合力方向豎直向上 D.線框減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為電能</p><p><b> 【答案】C</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題考查通電直導(dǎo)線的磁場的特點(diǎn)和楞次定律的應(yīng)用,該過程中,要注意穿越導(dǎo)線時,先是向外的磁通量減小,一直減小到0,之后變成向里的磁通量,
83、并逐漸增大.這一過程是連續(xù)的,始終有感應(yīng)電流存在.屬于基礎(chǔ)題型,易錯題。</p><p> 4. 【江西省重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體2016屆高三第二次聯(lián)考理科綜合物理試題】如圖所示,平行于y軸的長為2R的導(dǎo)體棒以速度v向右做勻速運(yùn)動,經(jīng)過由兩個半徑均為R的半圓和中間一部分長為2R、寬為R的矩形組合而成的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。則能正確表示導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電動勢E與導(dǎo)體棒的位置x關(guān)系的圖象是: (
84、)</p><p><b> 【答案】A</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題考查了電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合,對于復(fù)雜圖象問題注意依據(jù)物理規(guī)律寫出兩坐標(biāo)軸之間的函數(shù)關(guān)系。</p><p> 5. 【湖北省黃岡市黃岡中學(xué)2016屆高三5月第一次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題】如圖甲所示,正三角形導(dǎo)線框abc固定在磁場中,磁場方向與線圈平面垂直,
85、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。t=0時刻磁場方向垂直紙面向里,在04s時間內(nèi),線框ab邊所受安培力F隨時間t變化的關(guān)系(規(guī)定水平向左為力的正方向)可能是下圖中的: ( )</p><p><b> 【答案】A</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和安培力公式判斷安培力大小情況;根據(jù)楞次定律判斷安培力方向;解
86、題時要分時間段處理問題,并注意各個物理量的正方向。</p><p> 6.(多選) 【寧夏銀川市第二中學(xué)2016屆高三模擬考試(三)理科綜合試題】如圖所示,無限長光滑平行導(dǎo)軌與地面夾角為,一質(zhì)量為的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌水平放置,與導(dǎo)軌構(gòu)成一閉合回路,導(dǎo)軌的寬度為L,空間內(nèi)存在大小為B,方向垂直導(dǎo)軌向上的勻強(qiáng)磁場,已知導(dǎo)體棒電阻為R,導(dǎo)軌電阻不計,現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止釋放,以下說法正確的是: (
87、)</p><p> A、導(dǎo)體棒中的電流方向從a到b</p><p> B、導(dǎo)體棒先加速運(yùn)動,后勻速下滑</p><p> C、導(dǎo)體棒穩(wěn)定時的速率為</p><p> D、當(dāng)導(dǎo)體棒下落高度為h時,速度為,此過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱等于</p><p><b> 【答案】BCD</b>&
88、lt;/p><p> 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會利用共點(diǎn)力平衡求出安培力的大小,以及掌握左手定則判斷磁場方向、電流方向、安培力方向的關(guān)系。</p><p> 7.(多選) 【內(nèi)蒙古赤峰二中2016屆高三第四次模擬考試?yán)砜凭C合試題】如圖甲所示,兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間距為,兩導(dǎo)軌上端接有電阻,阻值,虛線下方存在垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為,現(xiàn)將質(zhì)量為
89、、電阻不計的金屬桿ab,從上方某處由靜止釋放,金屬桿在下落的過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸,且始終保持水平,不計導(dǎo)軌的電阻,已知金屬板下落的過程中加速度a與下落距離h的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度,則: ( )</p><p> A、金屬桿剛進(jìn)入磁場時的速度為</p><p><b> B、下落了時速度為</b></p><p>
90、; C、金屬桿下落的過程中,在電阻R上產(chǎn)生的熱量為</p><p> D、金屬桿下落的過程中,通過電阻R的電荷量為</p><p><b> 【答案】AC</b></p><p><b> 【解析】</b></p><p> 由乙圖知,剛進(jìn)入磁場時,金屬桿的加速度大小,方向豎直向上.由牛頓
91、第二定律得:,設(shè)桿剛進(jìn)入磁場時的速度為,則有,聯(lián)立得:,代入數(shù)值有:.故A正確;下落時,通過圖象知,表明金屬桿受到的重力與安培力平衡有,【名師點(diǎn)睛】本題要根據(jù)圖象的信息讀出加速度和桿的運(yùn)動狀態(tài),由牛頓第二定律、安培力、法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、能量守恒等多個知識綜合求解,綜合較強(qiáng)。</p><p> 8.(多選) 【福建省漳州市2016屆高三畢業(yè)班高考模擬(一)理科綜合試題】如圖所示,豎直光滑導(dǎo)軌上端接入一
92、定值電阻R,C1和C2是半徑都為a的兩圓形磁場區(qū)域,其區(qū)域內(nèi)的磁場方向都垂直于導(dǎo)軌平面向外,區(qū)域C1中磁場的磁感強(qiáng)度隨時間按B1=b+kt(k>0)變化,C2中磁場的磁感強(qiáng)度恒為B2,一質(zhì)量為m、電阻為r、長度為L的金屬桿AB穿過區(qū)域C2的圓心C2垂直地跨放在兩導(dǎo)軌上,且與導(dǎo)軌接觸良好,并恰能保持靜止。(軌道電阻不計,重力加速度大小為g。)則: ( )</p><p> A.通過金屬桿
93、的電流方向?yàn)閺腁到B</p><p> B.通過金屬桿的電流大小為</p><p> C.定值電阻的阻值為</p><p> D.整個電路中產(chǎn)生的熱功率</p><p><b> 【答案】BD</b></p><p><b> 【解析】</b></p>
94、<p> 區(qū)域中磁場的磁感強(qiáng)度隨時間按變化,可知磁感強(qiáng)度均勻增大,穿過整個回路的磁通量增大,由楞次定律分析知,通過金屬桿的電流方向?yàn)閺腂到A,故A錯誤;對金屬桿,根據(jù)平衡方程得:,解得:,故B正確;由法拉第電磁感應(yīng)定律,則有:回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;且閉合電路歐姆定律有: ,又,解得:.故C錯誤;整個電路中產(chǎn)生的熱功率,故D正確。</p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合,掌握
95、法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律和平衡條件的應(yīng)用,要注意產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效面積等于圓面積,不是整個矩形面積。</p><p> 9. 【天津市河北區(qū)2016屆高三總復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測(一)理科綜合試題】如圖所示,在空中有一水平方向的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,區(qū)域的上下邊緣間距為,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,有一寬度為()、長度為、回路總電阻為、質(zhì)量為的矩形導(dǎo)體線圈緊貼磁場區(qū)域的上邊緣從靜止起豎直下落,線圈的下邊到達(dá)磁場的下邊界的時候剛好
96、作勻速運(yùn)動并一直勻速穿出磁場區(qū)域,不計空氣阻力,求:線圈穿過磁場區(qū)域所經(jīng)歷的時間。</p><p><b> 【答案】</b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題考查了電磁感應(yīng)與力學(xué)的綜合,難度中等,電磁感應(yīng)是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題,需加強(qiáng)訓(xùn)練。</p><p> 10.【福建省廈門市2016屆高三第二次質(zhì)量檢查理科綜合試題】如圖甲所示,與
97、水平面成θ角的兩根足夠長的平行絕緣導(dǎo)軌,間距為L,導(dǎo)軌間有垂直導(dǎo)軌平面方向、等距離間隔的勻強(qiáng)磁場B1和B2,B1和B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B;導(dǎo)軌上有一質(zhì)量為m的矩形金屬框abcd,其總電阻為R,框的寬度ab與磁場間隔相同,框與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為µ;開始時,金屬框靜止不動,重力加速度為g;</p><p> ?。?)若磁場以某一速度沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動時,金屬框恰好不上滑,求金屬框中電流
98、大?。?lt;/p><p> ?。?)若磁場以速度v0沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動,金屬框也會沿直導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動,為了維持金屬框的勻速運(yùn)動,求磁場提供的最小功率;</p><p> (3)若t=0時磁場沿直導(dǎo)軌向上做勻加速直線運(yùn)動;金屬框經(jīng)一段時間也由靜止開始沿直導(dǎo)軌向上運(yùn)動,其v-t關(guān)系如圖乙所示(CD段為直線,?t、 v1為已知);求磁場的加速度大小。</p><p>
99、<b> 【答案】(1) </b></p><p><b> (2) </b></p><p><b> ?。?)</b></p><p><b> 解法二:</b></p><p> 由功能關(guān)系可得, 磁場提供的最小功率等于磁場克服安培力做功的功
100、率,</p><p> 對金屬框由平衡條件:</p><p><b> 解得: </b></p><p> 【名師點(diǎn)睛】本題的解題關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律,求解感應(yīng)電流.二是推導(dǎo)安培力,再由平衡條件求解外力。</p><p> 【一年原創(chuàng)】 2017年原創(chuàng)試題及其解析</p>
101、;<p> 1.如圖,固定在水平桌面上的光滑金屬導(dǎo)軌cd、eg處于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好,在兩根導(dǎo)軌的端點(diǎn)d、e之間連接一電阻,其他部分電阻忽略不計,現(xiàn)用一水平向右的恒力F作用在金屬桿ab上,使金屬桿由靜止開始向右沿導(dǎo)軌滑動,滑動中桿ab始終垂直于導(dǎo)軌,金屬桿受到的安培力用F安表示,則下列說法正確的是: ( )</p><p> A.金屬桿ab做勻
102、加速直線運(yùn)動</p><p> B.金屬桿ab運(yùn)動過程回路中有順時針方向的電流</p><p> C.金屬桿ab所受到的F安先不斷增大,后保持不變</p><p> D.金屬桿ab克服安培力做功的功率與時間的平方成正比</p><p><b> 【答案】C</b></p><p> 2.
103、如圖所示,由均勻?qū)Ь€制成的半徑為R的圓環(huán),以速度v勻速進(jìn)入一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場.當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到圖示位置(∠aOb=90°)時,a、b兩點(diǎn)的電勢差為: ( )</p><p> A. B. C. D. </p><p><b> 【答案】D</b></p><p> 【解析】當(dāng)圓
104、環(huán)運(yùn)動到圖示位置,圓環(huán)切割磁感線的有效長度為R;線框剛進(jìn)入磁場時ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=BRv; 線框進(jìn)入磁場的過程中a、b兩點(diǎn)的電勢差由歐姆定律得: ;故選D.</p><p> 3.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場的上方有一質(zhì)量為m、半徑為R的細(xì)導(dǎo)線做成的圓環(huán),圓環(huán)的圓心與勻強(qiáng)磁場的上邊界的距離為h。將圓環(huán)由靜止釋放,圓環(huán)剛進(jìn)入磁場的瞬間和完全進(jìn)入磁場的瞬間,速度均為。已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體圓環(huán)的電阻
105、為r,重力加速度為g,則下列說法不正確的是: ( )</p><p> A. 圓環(huán)剛進(jìn)入磁場的瞬間,速度</p><p> B. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程中,電阻產(chǎn)生的熱量為</p><p> C. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程中,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為</p><p> D. 圓環(huán)進(jìn)入磁場的過程做的是勻速直線運(yùn)動</p&
106、gt;<p><b> 【答案】D</b></p><p> 4.如圖所示,abcd為水平放置的平行“”形光滑金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌間距為l,電阻不計。導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。金屬桿放置在導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)為M、N,并與導(dǎo)軌成θ角。金屬桿以ω 的角速度繞N點(diǎn)由圖示位置勻速轉(zhuǎn)動到與導(dǎo)軌ab垂直,轉(zhuǎn)動過程金屬桿與導(dǎo)軌始終良好接觸,金屬桿單位長度的電阻為
107、r。則在金屬桿轉(zhuǎn)動過程中: ( )</p><p> A. M、N兩點(diǎn)電勢相等</p><p> B. 金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由N流向M</p><p> C. 電路中感應(yīng)電流的大小始終為</p><p> D. 電路中通過的電量為</p><p><b> 【答案】A<
108、/b></p><p> 【解析】A、根據(jù)題意可以知道,金屬棒MN為電源,軌道為外電路,由于導(dǎo)軌電阻不計,故外電路短路,故M、N兩點(diǎn)電勢相等,故選項A正確;</p><p> B、根據(jù)右手定則可以知道金屬桿中感應(yīng)電流的方向是由M流向N,故選項B錯誤;</p><p> C、由于切割磁場的導(dǎo)線長度逐漸變短,故電動勢逐漸變小,故回路中的電流逐漸變小,故選項C
109、錯誤;</p><p> D、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:,故選項D錯誤。</p><p> 5.如圖所示電路中,A、B是兩個完全相同的燈泡,L為自感系數(shù)很大的線圈,其直流電阻小于燈泡電阻.C是電容器,閉合開關(guān),電路穩(wěn)定時,B燈恰能正常發(fā)光,則下列說法正確的是: ( )</p><p> A.開關(guān)閉合的瞬間,A,B同時發(fā)光,亮度也相同</
110、p><p> B.開關(guān)閉合的瞬間,B立即亮,A逐漸變亮</p><p> C.開關(guān)閉合足夠長時間后再斷開,A燈燈絲不可能被燒斷</p><p> D.開關(guān)閉合足夠長時間后再斷開,B立即熄滅,而A逐漸熄滅</p><p><b> 【答案】C</b></p><p> 6.(多選)如圖所示,光
111、滑水平面上放置一平行金屬導(dǎo)軌,其左端與平行板電容器C相連,一金屬棒垂直金屬導(dǎo)軌放置,整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的恒力F作用,使金屬棒由靜止開始運(yùn)動,不計導(dǎo)軌及金屬棒的電阻,則下面關(guān)于金屬棒運(yùn)動的速度v、加速度a、電容器兩板間的電勢差U、極板所帶電量Q隨時間t變化關(guān)系圖象中,正確的是: ( )</p><p><b> 【答案】BD</b
112、></p><p> 7.(多選)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上方,有兩個方向相反的水平方向勻強(qiáng)磁場,PQ為兩個磁場的邊界,磁場范圍足夠大,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1=B、B2=2B。一個豎直放置的邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框,以速度v垂直磁場方向從圖中實(shí)線位置開始向右運(yùn)動,當(dāng)線框運(yùn)動到分別有一半面積在兩個磁場中時,線框的速度為v/2,則下列結(jié)論中正確的是: ( )&l
113、t;/p><p> A.此過程中通過線框截面的電量為 B.此過程中回路產(chǎn)生的電能為</p><p> C.此時線框的加速度為 D.此時線框中的電功率為</p><p><b> 【答案】ACD</b></p><p> 8.(多選)如圖所示,MN和PQ是電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌,間距為L
114、,導(dǎo)軌彎曲部分與平直部分平滑連接,頂端接一個阻值為R的定值電阻,平直導(dǎo)軌左端,有寬度為d,方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,一電阻為r,長為L的金屬棒從導(dǎo)軌處由靜止釋放,經(jīng)過磁場右邊界繼續(xù)向右運(yùn)動并從桌邊水平飛出,已知離桌面高度為h,桌面離地高度為H,金屬棒落地點(diǎn)的水平位移為s,重力加速度為g,由此可求出金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中: ( )</p><p> A、流過金屬棒的最小電
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