高考物理一轮复习（高手必备+萃取高招）专题11 电磁感应（含17高考真题及解析）课件.ppt

专题十一电磁感应 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31电磁感应现象楞次定律1 多选 2017 课标全国 20 6分 两条平行虚线间存在一匀强磁场 磁感应强度方向与纸面垂直 边长为0 1m 总电阻为0 005 的正方形导线框abcd位于纸面内 cd边与磁场边界平行 如图 a 所示 已知导线框一直向右做匀速直线运动 cd边于t 0时刻进入磁场 线框中感应电动势随时间变化的图线如图 b 所示 感应电流的方向为顺时针时 感应电动势取正 下列说法正确的是 a 磁感应强度的大小为0 5tb 导线框运动速度的大小为0 5m sc 磁感应强度的方向垂直于纸面向外d 在t 0 4s至t 0 6s这段时间内 导线框所受的安培力大小为0 1n 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 bccd边进入磁场向右运动切割磁感线 产生的感应电流方向为顺时针 由右手定则可知 磁感应强度方向垂直纸面向外 故选项c正确 导线框在磁场中一直做匀速直线运动 线框的边长l 0 1m 由e t图象可知 bc边进入磁场的时间为0 2s 所以线框的运 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 2 2017 课标全国 15 6分 如图 在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一u形金属导轨 导轨平面与磁场垂直 金属杆pq置于导轨上并与导轨形成闭合回路pqrs 一圆环形金属线框t位于回路围成的区域内 线框与导轨共面 现让金属杆pq突然向右运动 在运动开始的瞬间 关于感应电流的方向 下列说法正确的是 a pqrs中沿顺时针方向 t中沿逆时针方向b pqrs中沿顺时针方向 t中沿顺时针方向c pqrs中沿逆时针方向 t中沿逆时针方向d pqrs中沿逆时针方向 t中沿顺时针方向 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 d金属杆从静止开始突然向右运动 产生感应电动势 感应电流从无到有 根据右手定则可知 感应电流的方向由q指向p pqrs中的电流沿逆时针方向 该感应电流在金属线框t中产生的磁通量向外 故穿过金属线框t向里的磁通量减小 根据楞次定律 t中感应电流沿顺时针方向 d正确 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 3 2014 课标全国 14 6分 在法拉第时代 下列验证 由磁产生电 设想的实验中 能观察到感应电流的是 a 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 然后观察电流表的变化b 在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈 然后观察电流表的变化c 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接 往线圈中插入条形磁铁后 再到相邻房间去观察电流表的变化d 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 观察电流表的变化 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 d闭合回路中没有磁通量变化 不可能产生感应电流 a b两项错误 往闭合线圈中插入条形磁铁会产生感应电流 但只是瞬时电流 等到了相邻房间观察时 感应电流已经消失 c项错误 接电源的线圈在通电或断电时 会使接电流表的线圈中的磁通量发生变化 产生感应电流 d项正确 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 4 2014 海南单科 1 3分 如图 在一水平 固定的闭合导体圆环上方 有一条形磁铁 n极朝上 s极朝下 由静止开始下落 磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触 关于圆环中感应电流的方向 从上向下看 下列说法正确的是 a 总是顺时针b 总是逆时针c 先顺时针后逆时针d 先逆时针后顺时针 答案 c磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触 圆环中磁通量的变化情况 先是向上的磁通量增加 磁铁到达中间以后 向上的磁通量开始减少 根据楞次定律可知 圆环中产生的感应电流先顺时针后逆时针 c项正确 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 5 2014 大纲全国 20 6分 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放 形成一根长的竖直圆筒 一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置 其下端与圆筒上端开口平齐 让条形磁铁从静止开始下落 条形磁铁在圆筒中的运动速率 a 均匀增大b 先增大 后减小c 逐渐增大 趋于不变d 先增大 再减小 最后不变 答案 c由题意可知 在条形磁铁下落过程中 铜环中产生感应电流 根据楞次定律可知 感应电流对磁铁有向上的磁场力f磁 磁铁速度越大 感应电流越大 f磁越大 对磁铁由牛顿第二定律有 可知磁铁向下做加速度逐渐减小的加速运动 直到最后速度趋于不变 c项正确 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 6 多选 2013 课标全国 19 6分 在物理学发展过程中 观测 实验 假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用 下列叙述符合史实的是 a 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 该效应揭示了电和磁之间存在联系b 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性 提出了分子电流假说c 法拉第在实验中观察到 在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中 会出现感应电流d 楞次在分析了许多实验事实后提出 感应电流应具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 abd电流能产生磁场 说明电和磁之间存在联系 a项正确 为解释磁现象的电本质 安培根据螺线管和条形磁铁的磁场的相似性 提出了分子电流假说 b项正确 恒定电流附近的固定导线框 不会产生感应电流 c项错误 楞次通过实验 得出了楞次定律 d项正确 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 7 多选 2013 海南单科 10 5分 如图 在水平光滑桌面上 两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上 且每个小线圈都各有一半面积在金属框内 在金属框接通逆时针方向电流的瞬间 a 两小线圈会有相互靠拢的趋势b 两小线圈会有相互远离的趋势c 两小线圈中感应电流都沿顺时针方向d 左边小线圈中感应电流沿顺时针方向 右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 答案 bc金属框接通逆时针方向的电流的瞬间 根据右手定则可知 在其内部磁场方向向外 外部磁场方向向里 穿过左右两小线圈向外的磁通量增加 根据楞次定律可知 感应电流的磁场方向向里 感应电流方向均沿顺时针方向 c项正确 d项错误 由左手定则可知 左边小线圈受到向左的安培力 右边小线圈受到向右的安培力 即两小线圈有远离的趋势 a项错误 b项正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 1 楞次定律中 阻碍 的含义谁阻碍谁 感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场 原磁场 的磁通量的变化 阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化 而不是阻碍磁通量本身 如何阻碍 当磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反 当磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 即 增反减同 阻碍效果 阻碍并不是阻止 只是延缓了磁通量的变化 这种变化将继续进行 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 三个定则 一个定律应用的比较 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引1 多选 2017 河北衡水模拟 如图所示 将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上 另一个金属环套在杆上与线圈共轴 当合上开关时线圈中产生磁场 金属环就可被加速弹射出去 现在线圈左侧同一位置处 先后放置形状 大小相同的铜环和铝环 两环分别用横截面积相等的铜导线和铝导线制成 且铝的电阻率大于铜的电阻率 闭合开关s的瞬间 下列描述正确的是 a 从左侧看环中感应电流沿顺时针方向b 线圈沿轴向有伸长的趋势c 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力d 若金属环出现断裂 不会影响其向左弹射 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 解析 线圈中通电 由安培定则可知磁场方向向左 通过金属环的磁通量增加 从左侧看环中有顺时针方向的感应电流 故a正确 同向电流互相吸引 线圈有收缩的趋势 b选项错误 因铜环的电阻小 铜环中感应电流大 受到的安培力大 c项正确 若金属环出现断裂 就不能构成闭合回路 无感应电流 不受安培力作用 d项错误 答案 ac 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招1感应电流方向的判定技巧 1 判断感应电流方向的 三步走 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 楞次定律推论的应用技巧 线圈 回路 中磁通量变化时 阻碍原磁通量的变化 增反减同 导体与磁体间有相对运动时 阻碍相对运动 来拒去留 当回路可以形变时 感应电流可使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 自感现象中 感应电动势阻碍原电流的变化 增反减同 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引2 2017 河北衡水模拟 线圈ab中的电流如图所示 设电流从a到b为正方向 那么在0 t0这段时间内 用丝线悬挂的铝环m中产生感应电流 从左向右看 它的方向是 a 顺时针b 逆时针c 先顺时针后逆时针d 先逆时针后顺时针 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 解析 根据题意可知 当电流从a流向b时 由右手螺旋定则可知 穿过线圈m的磁场水平向右 由于电流的减小 所以磁通量变小 根据楞次定律可得 线圈m的感应电流顺时针 从左向右看 后半段时间电流从b流向a 由右手螺旋定则可知 穿过线圈m的磁场水平向左 电流增大 则磁通量变大 根据楞次定律可知 感应电流顺时针 从左向右看 故电流方向不变 a正确 答案 a 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招2判断不同时间段感应电流方向的方法两段时间内 磁场的方向不同 大小变化趋势也不同 但是正向的磁通量减小与负向的磁通量增加 感应电流的磁场是相同的 所以感应电流方向也是相同的 若线框面积不变 由于磁感应强度与时间呈线性变化关系 或磁通量与时间为线性关系 所以这段时间内感应电动势大小和方向均不变 则感应电流的大小和方向均不变 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 1 2017 江西抚州模拟 如图所示 光滑无电阻的金属框架mon竖直放置 水平方向的匀强磁场垂直mon平面 质量为m的金属棒ab从 abo 45 的位置 此时三角形aob面积最大 由静止释放 两端沿框架在重力作用下滑动 在棒由图示的位置滑动到处于水平位置的过程中 ab中感应电流的方向是 a 由a到bb 由b到ac 先由a到b 再由b到ad 先由b到a 再由a到b 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 a以ab棒与直角滑轨组成的回路为研究对象 由几何规律可知 当夹角为45 时 组成的线圈面积最大 故由图示位置开始滑动时 穿过回路的磁通量在减小 由楞次定律可知 产生的感应电流为顺时针 即由a到b 故b c d错误 a正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 多选 2017 东北三省联考 如图 光滑平行金属导轨固定在水平面上 左端由导线相连 导体棒ab垂直静置于导轨上构成回路 在外力f作用下 回路上方的条形磁铁 下端是n极 竖直向上做匀速运动 如果在某段时间内外力f做功为wf 磁场力对导体棒做功为w1 磁铁克服磁场力做功为w2 重力对磁铁做功为wg 回路中产生的焦耳热为q 导体棒获得的动能为ek 则下列选项正确的是 a 导体棒中的电流方向为a bb w1 w2c w2 w1 qd wf wg ek q 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 acd依据楞次定律可知 向下穿过线圈的磁通量减小 则感应电流方向由a b 故a正确 根据题意 由动能定理知 对导体棒w1 ek 根据能量守恒定律有w2 w1 q 对磁铁有wf wg w2 0 由 得wf wg ek q 故c d正确 b错误 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 3 多选 2017 山西重点中学联考 下图是验证楞次定律实验的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将磁铁从线圈上方插入或拔出 线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况 其中表示正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 cda图中当磁铁n极向下运动时 线圈的磁通量变大 由增反减同可知 感应磁场与原磁场方向相反 再根据楞次定律 可判定感应电流的方向沿线圈盘旋而上 故a错误 b图中当磁铁s极向上运动时 线圈的磁通量变小 由增反减同可知 感应磁场与原磁场方向相同 再根据楞次定律 可判定感应电流的方向沿线圈盘旋而上 故b错误 c图中当磁铁s极向下运动时 线圈的磁通量变大 由增反减同可知 感应磁场与原磁场方向相反 再根据楞次定律 可判定感应电流的方向沿线圈盘旋而下 故c正确 d图中当磁铁n极向上运动时 线圈的磁通量变小 由增反减同可知 感应磁场与原磁场方向相同 再根据楞次定律 可判定感应电流的方向沿线圈盘旋而下 故d正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 考点32法拉第电磁感应定律自感涡流1 2017 课标全国 18 6分 扫描隧道显微镜 stm 可用来探测样品表面原子尺度上的形貌 为了有效隔离外界振动对stm的扰动 在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板 并施加磁场来快速衰减其微小振动 如图所示 无扰动时 按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场 出现扰动后 对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 a装置的原理是利用电磁阻尼 当薄板进出磁场时产生感应电流 薄板受安培力 安培力总是阻碍导体相对磁场的运动 从而使薄板尽快停下来 选项中 b项无法有效阻碍上下振动 c项无法有效阻碍上下左右振动 d项无法有效阻碍上下振动 只有a项阻碍上下左右振动最有效 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 多选 2016 课标全国 20 6分 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示 铜圆盘安装在竖直的铜轴上 两铜片p q分别与圆盘的边缘和铜轴接触 圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场b中 圆盘旋转时 关于流过电阻r的电流 下列说法正确的是 a 若圆盘转动的角速度恒定 则电流大小恒定b 若从上向下看 圆盘顺时针转动 则电流沿a到b的方向流动c 若圆盘转动方向不变 角速度大小发生变化 则电流方向可能发生变化d 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍 则电流在r上的热功率也变为原来的2倍 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 ab根据右手定则 圆盘转动过程中产生的电流方向只与转动方向有关 c选项错误 当圆盘顺时针转动时 圆盘中电流方向应由p到圆心 通过电阻的电流方向为a b b选项正确 设圆盘半径为r 则圆盘产生的感应电动势大小为 a选项正确 电流在r上产生的热功率 2 角速度变为原来的2倍 热功率变为原来的4倍 d选项错误 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 3 多选 2015 课标全国 19 6分 1824年 法国科学家阿拉果完成了著名的 圆盘实验 实验中将一铜圆盘水平放置 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针 如图所示 实验中发现 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时 磁针也随着一起转动起来 但略有滞后 下列说法正确的是 a 圆盘上产生了感应电动势b 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动c 在圆盘转动的过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化d 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 此电流产生的磁场导致磁针转动 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 ab圆盘转动时产生了感应电动势 圆盘本身构成闭合回路 形成涡电流 涡电流产生的磁场又导致磁针转动 选项a b正确 d错误 圆盘转动过程中磁针的磁场穿过圆盘的磁通量没有变化 选项c错误 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 4 2015 海南单科 2 3分 如图 空间有一匀强磁场 一直金属棒与磁感应强度方向垂直 当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时 棒两端的感应电动势大小为 将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线 置于与磁感应强度相垂直的平面内 当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时 棒两端的感应电动势大小为 则等于 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 5 2013 海南单科 6 3分 如图 水平桌面上固定有一半径为r的金属细圆环 环面水平 圆环每单位长度的电阻为r 空间有一匀强磁场 磁感应强度大小为b 方向竖直向下 一长度为2r 电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切 切点为棒的中点 棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动 运动过程中棒与圆环接触良好 下列说法正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 6 2016 课标全国 25 20分 如图 两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面 纸面 内 其左端接一阻值为r的电阻 一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上 在电阻 导轨和金属棒中间有一面积为s的区域 区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场 磁感应强度大小b1随时间t的变化关系为b1 kt 式中k为常量 在金属棒右侧还有一匀强磁场区域 区域左边界mn 虚线 与导轨垂直 磁场的磁感应强度大小为b0 方向也垂直于纸面向里 某时刻 金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动 在t0时刻恰好以速度v0越过mn 此后向右做匀速运动 金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好 它们的电阻均忽略不计 求 1 在t 0到t t0时间间隔内 流过电阻的电荷量的绝对值 2 在时刻t t t0 穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 导体在匀强磁场中切割磁感线 1 e blvsin 为导体运动方向v与磁感应强度b方向的夹角 2 对e blv的理解 正交性 b l v三者两两垂直 瞬时性 v一般为瞬时速度 也可以是平均速度 相对性 v是相对于磁场b的速度 有效性 如图所示的几种导线切割磁感线的运动中 虚线的长度l就是各自的有效长度 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 3 导体棒转动切割磁感线 1 如图 导体棒l以某一端点为轴 在匀强磁场b中垂直于磁感线的方向匀速转动切割磁感线 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 4 对自感的理解 1 自感电动势 自感电动势的大小 自感系数l的大小 与线圈的大小 形状 匝数以及是否有铁芯有关 l的单位 亨利 h 1h 103mh 106 h 2 自感的作用延缓了电路中电流的变化 使得在通电瞬间含电感的电路相当于断路 断电时电感线圈相当于一个电源 通过放电回路将储存的能量释放出来 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 5 涡流 1 涡流 当线圈中的电流变化时 附近的任何导体都会产生感应电流 导体中的感应电流看起来就像水中的旋涡 叫做涡电流 简称涡流 2 电磁阻尼 当导体在磁场中运动时 感应电流会使导体受到安培力 安培力的方向总是阻碍导体的相对运动 3 电磁驱动 如果磁场相对于导体运动 在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用 安培力使导体开始运动 感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引3 多选 2017 湖南株洲期末 用导线绕一圆环 环内有一用同样导线折成的内接正方形线框 圆环与线框彼此绝缘 如图所示 把它们放在磁感应强度为b的匀强磁场中 磁场方向垂直于圆环平面 纸面 向里 当磁场均匀减小时 a 圆环和线框中的电流方向都为顺时针b 圆环和线框中的电流方向都为逆时针c 圆环和线框中的电流大小之比为 1d 圆环和线框中的电流大小比为2 1 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 ac 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招3求感应电动势的四种方法 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引4 多选 2017 河北邢台模拟 如图甲所示 一个阻值为r 匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻r1连接成闭合回路 线圈的半径为r1 在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场 磁感应强度b随时间t变化的关系图线如图乙所示 图线与横 纵轴的交点坐标分别为t0和b0 导线的电阻不计 在0至t1时间内 下列说法正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 bd 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招4利用平均电动势求感应电荷量当回路中的磁通量发生变化时 由于感应电场的作用使电荷发生定向移动而形成感应电流 在 t的时间内通过导体横截面的电荷量表达式为 由上式可以看出 感应电荷量仅由线圈的匝数 磁通量的变化量 和回路的电阻r决定 与时间 t无关 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引5 2017 江西南昌联考 如图所示 电路中的a b是两个完全相同的灯泡 l是一个自感系数很大 电阻可忽略的自感线圈 c是电容很大的电容器 在开关s闭合与断开时 a b灯泡发光情况是 a s刚闭合后 a灯亮一下又逐渐变暗 b灯逐渐变亮b s刚闭合后 b灯亮一下又逐渐变暗 a灯逐渐变亮c s闭合足够长时间后 a灯泡和b灯泡一样亮d s闭合足够长时间后再断开 b灯立即熄灭 a灯逐渐熄灭 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 解析 s刚闭合后 电流变化快 自感线圈的感抗大 电流通过a灯向电容器充电 随着电流趋于稳定 自感线圈相当于短路 电容器相当于断路 所以是a灯亮一下又逐渐变暗 b灯逐渐变亮 选项a正确 b错误 s闭合足够长时间后 a灯熄灭 b灯亮 s再断开 电容器c通过灯泡b放电 b灯逐渐熄灭 由于自感线圈产生自感电动势 与a灯构成闭合电路 a灯逐渐熄灭 选项c d错误 答案 a 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招5自感 涡流 电磁阻尼问题的分析技巧1 刚闭合电路时 线圈这一支路相当于开路 即此时i 0 自感线圈等效于一个无限大的电阻 2 电路闭合一段时间达到稳定后 线圈等效于导线或小电阻 3 从电路闭合到电路稳定这一段时间内 自感线圈等效于一个变化的电阻 这个电阻从无限大逐渐减小为一个小电阻或导线 4 电路刚断开时 线圈等效于一个电源 该电源会重新建立一个回路 但线圈的电流方向与稳定工作时保持一致 而自感电流的大小 不会超过断电前瞬间线圈电流的大小 是从原来的值开始逐渐减小的 5 电磁阻尼是安培力总是阻碍导体运动的现象 电磁驱动是安培力使导体运动起来的现象 实质上均是感应电流使导体在磁场中受到安培力 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 多选 2017 山东泰安一模 矩形线框abcd固定放在匀强磁场中 磁场方向与线圈平面垂直 磁感应强度b随时间t变化的图象如图所示 设t 0时刻 磁感应强度的方向垂直纸面向里 用i表示线圈中感应电流的大小 规定电流沿顺时针方向为正 f表示线框ab边所受的安培力的大小 规定ab边中所受的安培力方向向左为正 则下列给出的相关图象可能正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 ac根据法拉第电磁感应定律 在第1s和第2s内感应电流的大小和方向相同 且不变 在第3s与第4s内感应电流大小和方向相同 结合楞次定律知a正确 b错误 由安培力f bil可知 安培力大小与磁感应强度成正比 d错 结合左手定则可知 c正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 考点33电磁感应中的图象问题1 2014 课标全国 18 6分 如图 a 线圈ab cd绕在同一软铁芯上 在ab线圈中通以变化的电流 用示波器测得线圈cd间电压如图 b 所示 已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图象中 可能正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 c由题图 b 可知 在0 0 5s时间内ucd为定值 由法拉第电磁感应定律可知 线圈内磁通量变化率为定值 已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 则0 0 5s时间内电流随时间变化率为定值 据此可排除a b d三项 只有c项正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 2013 课标全国 17 6分 如图 在水平面 纸面 内有三根相同的均匀金属棒ab ac和mn 其中ab ac在a点接触 构成 v 字形导轨 空间存在垂直于纸面的均匀磁场 用力使mn向右匀速运动 从图示位置开始计时 运动中mn始终与 bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触 下列关于回路中电流i与时间t的关系图线 可能正确的是 答案 a设金属棒单位长度的电阻为r0 ab ac与 bac的平分线间的夹角都为 金属棒匀速运动的速度为v 则t时刻金属棒产生的感应电动势为e bv 2vt tan 电路中的总电阻r 2vt tan 可以看出电流的大小不变 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 3 2013 大纲全国 17 6分 纸面内两个半径均为r的圆相切于o点 两圆形区域内分别存在垂直于纸面的匀强磁场 磁感应强度大小相等 方向相反 且不随时间变化 一长为2r的导体杆oa绕过o点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 角速度为 t 0时 oa恰好位于两圆的公切线上 如图所示 若选取从o指向a的电动势为正 下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 c导体杆在右边圆形磁场中切割磁感线的有效长度为l 2rsin t 产生的感应电动势的大小e bl2 2b r2sin2 t 电动势随时间变化 且非均匀变化 排除a b 根据右手定则 导体杆在右边磁场中运动时 感应电动势为正 排除d 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 4 2013 课标全国 16 6分 如图 在光滑水平桌面上有一边长为l 电阻为r的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为d d l 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列v t图象中 可能正确描述上述过程的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 答案 d根据楞次定律可知 线框进入磁场及离开磁场的过程受到安培力 从而做变减速运动 由牛顿第二定律得 线框的速度减小 线框的加速度减小 线框完全进入到磁场中运动时 做匀速直线运动 d项正确 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 1 电磁感应图象类型 在电磁感应现象中涉及的图象有磁感应强度b 磁通量 感应电动势e 感应电流i 安培力f随时间t变化的图线 即b t图象 t图象 e t图象 i t图象 f t图象 此外还有切割磁感线产生的感应电流i 感应电动势e随线圈位移x变化的图线 即i x图线 e x图线等 2 解决电磁感应图象问题常用的知识 右手定则 左手定则 楞次定律 法拉第电磁感应定律 欧姆定律 牛顿运动定律等 3 常利用的五个公式 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 4 分析电磁感应图象的要点 1 要抓住磁通量的变化是否均匀 从而推知感应电动势 感应电流 是否大小恒定 用楞次定律判断出感应电动势 或感应电流 的方向 从而确定其正负 以及在坐标中的范围 2 结合法拉第电磁感应定律 欧姆定律和牛顿第二定律等规律写出对应的函数关系式 3 根据函数关系式分析斜率的变化 截距的意义等 4 判断图象的形状及特点 或描绘图象 变换图象 应用图象分析问题 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 典例导引6 多选 磁场中有一固定的圆形导体闭合线圈 如图甲所示 图中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向 已知线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示 则在下列图象中表示磁感应强度b随时间t变化可能正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 解析 由题图甲知 以线圈中顺时针方向的感应电流方向 垂直纸面向里的磁感应强度方向为正 则由题图乙可知 线圈中在0 0 5s内产生了逆时针方向的感应电流 由楞次定律可知 磁通量为向里增加 或者向外减小 即正方向增加或者负方向减小 故选项a排除 而在0 5 1 5s内 结合感应电流方向和楞次定律可得磁场方向为垂直向里 正方向 减小 或者垂直向外 负方向 增加 故c错误 b d正确 答案 bd 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 高招6两方法三关注解决电磁感应图象问题1 解决电磁感应图象问题的两种常用方法 1 排除法 定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势 增大还是减小 变化快慢 均匀变化还是非均匀变化 特别是分析物理量的正负 以排除错误的选项 2 函数法 根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系 然后由函数关系对图象进行分析和判断 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 解决电磁感应图象问题的 三点关注 1 关注初始时刻 如初始时刻感应电流是否为零 是正方向还是负方向 2 关注变化过程 看电磁感应发生的过程分为几个阶段 这几个阶段是否和图象变化相对应 3 关注大小 方向的变化趋势 看图线斜率的大小 图线的曲 直是否和物理过程对应 3 分析电磁感应图象问题的思路 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 1 2017 黑龙江哈尔滨模拟 如图所示 一有界区域内 存在着磁感应强度大小均为b 方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场 磁场宽度均为l 现有一边长为l的正方形线框abcd 在外力作用下 保持ac垂直磁场的边缘 并以沿x轴正方向的速度v水平匀速地通过磁场区域 若以逆时针方向为电流正方向 下列图能反映线框中感应电流变化规律的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 2 多选 2017 宁夏银川一模 如图甲所示 光滑平行金属导轨mn pq所在平面与水平面成 角 m p两端接一电阻r 整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中 t 0时对金属棒施加一平行于导轨的外力f 使金属棒由静止开始沿导轨向上运动 金属棒电阻为r 导轨电阻忽略不计 已知通过电阻r的感应电流i随时间t变化的关系如图乙所示 下列关于金属棒运动速度v 外力f 流过r的电荷量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 3 多选 2017 广东揭阳一模 在光滑水平面上 有一个粗细均匀的边长为l的单匝正方形闭合线框abcd 在水平外力的作用下 从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动 穿过匀强磁场 如图甲所示 测得线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示 则 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 试做真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 考点31 考点32 考点33 考点34 考点34电磁感应规律的综合应用1 2015 课标全国 15 6分 如图 直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中 磁感应强度大小为b 方向平行于ab边向上 当金属框绕ab边以角速度 逆时针转动时 a b c三点的电势分别为ua ub uc 已知bc边的长度为l 下列判断正确的是 a ua uc 金属框中无电流b ub uc 金属框中电流方向沿a b c a 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 2 2016 课标全国 24 12分 如图 水平面 纸面 内间距为l的平行金属导轨间接一电阻 质量为m 长度为l的金属杆置于导轨上 t 0时 金属杆在水平向右 大小为f的恒定拉力作用下由静止开始运动 t0时刻 金属杆进入磁感应强度大小为b 方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域 且在磁场中恰好能保持匀速运动 杆与导轨的电阻均忽略不计 两者始终保持垂直且接触良好 两者之间的动摩擦因数为 重力加速度大小为g 求 1 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小 2 电阻的阻值 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 3 2015 海南单科 13 10分 如图 两平行金属导轨位于同一水平面上 相距l 左端与一电阻r相连 整个系统置于匀强磁场中 磁感应强度大小为b 方向竖直向下 一质量为m的导体棒置于导轨上 在水平外力作用下沿导轨以速率v匀速向右滑动 滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好 已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为 重力加速度大小为g 导轨和导体棒的电阻均可忽略 求 1 电阻r消耗的功率 2 水平外力的大小 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 4 2014 课标全国 25 19分 半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内 一长为r 质量为m且质量分布均匀的直导体棒ab置于圆导轨上面 ba的延长线通过圆导轨中心o 装置的俯视图如图所示 整个装置位于一匀强磁场中 磁感应强度的大小为b 方向竖直向下 在内圆导轨的c点和外圆导轨的d点之间接有一阻值为r的电阻 图中未画出 直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕o逆时针匀速转动 在转动过程中始终与导轨保持良好接触 设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 导体棒和导轨的电阻均可忽略 重力加速度大小为g 求 1 通过电阻r的感应电流的方向和大小 2 外力的功率 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 2 在竖直方向有mg 2fn 0 式中 由于质量分布均匀 内 外圆导轨对导体棒的正压力大小相等 其值为fn 两导轨对运行的导体棒的滑动摩擦力均为ff fn 在 t时间内 导体棒在内 外圆导轨上扫过的弧长分别为i1 r t 和i2 2r t 克服摩擦力做的总功为wf ff l1 l2 在 t时间内 消耗在电阻r上的功为 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 2016 课标全国 24 14分 如图 两固定的绝缘斜面倾角均为 上沿相连 两细金属棒ab 仅标出a端 和cd 仅标出c端 长度均为l 质量分别为2m和m 用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca 并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上 使两金属棒水平 右斜面上存在匀强磁场 磁感应强度大小为b 方向垂直于斜面向上 已知两根导线刚好不在磁场中 回路电阻为r 两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 重力加速度大小为g 已知金属棒ab匀速下滑 求 1 作用在金属棒ab上的安培力的大小 2 金属棒运动速度的大小 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 解析 1 设导线的张力的大小为ft 右斜面对ab棒的支持力的大小为fn1 作用在ab棒上的安培力的大小为f 左斜面对cd棒的支持力大小为fn2 对于ab棒 由力的平衡条件得2mgsin fn1 ft f fn1 2mgcos 对于cd棒 同理有mgsin fn2 ft fn2 mgcos 联立 式得f mg sin 3 cos 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 1 电磁感应中的电路问题在电磁感应中 切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势 该导体或回路相当于电源 与其他导体构成闭合电路 因此 电磁感应问题往往又和电路问题联系在一起 2 电磁感应中的动力学问题通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用 电磁感应往往和力学问题结合在一起 解决这类问题需要综合应用电磁感应中的有关知识 法拉第电磁感应定律 楞次定律等 及力学中的有关知识 牛顿运动定律 动量守恒定律 动量定理 动能定理等 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 3 电磁感应中的能量问题产生感应电流的过程 就是能量转化的过程 1 电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用 因此 要维持感应电流的存在 必须有 外力 克服安培力做功 将其他形式的能量转化为电能 2 当感应电流通过用电器时 电能转化为其他形式的能 安培力做功的过程 就是电能转化为其他形式的能的过程 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 典例导引7 2017 湖南邵阳联考 如图所示 绝缘水平面内固定有一间距d 1m 电阻不计的足够长光滑矩形导轨akdc 导轨两端接有阻值分别为r1 3 和r2 6 的定值电阻 矩形区域akfe nmcd范围内均有方向竖直向下 磁感应强度大小b 1t匀强磁场 和 一质量m 0 2kg 电阻r 1 的导体棒ab垂直放在导轨上的ak与ef之间某处 在方向水平向右 大小f0 2n的恒力作用下由静止开始运动 到达ef时导体棒ab的速度大小v1 3m s 导体棒ab进入磁场 后 导体棒ab中通过的电流始终保持不变 导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好 空气阻力不计 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 1 求导体棒ab刚要到达ef时的加速度大小a 2 求两磁场边界ef和mn之间的距离l 3 若在导体棒ab刚要到达mn时将恒力f0撤去 求导体棒ab能继续滑行的距离s以及滑行该距离s的过程中整个回路产生的焦耳热q 解析 1 导体棒ab刚要到达ef时 在磁场中切割磁感线产生感应电动势e1 bdv1经分析可知 此时导体棒ab所受安培力的方向水平向左 根据牛顿第二定律 有f0 bi1d ma1解得a1 5m s2 考点31 考点32 考点33 考点34 透析真题 高手必备 萃取高招 对点精练 试做真题 2 导体棒ab进入磁场 后 受到的安培力与f0平衡 做匀速直线运动导体棒ab中通过的电流i2 保持不变 则有f0 bi2d 其中 设导体棒ab从ef运动到mn的过程中的加速度大小为a2根据牛顿第二定律 则有f0 ma2 导体棒ab在ef mn之间做匀加速直