高考物理二轮细致复习典范 第九章 单元复习 新人教版选修32(1).doc

单元复习 一、知识特点 1.本章知识涉及的概念有电磁感应、磁通量、感应电动势、感应电流、自感等，概念比较抽象，复习中要引导学生多方面理解. 2.本章重要规律为楞次定律和法拉第电磁感应定律，前者用来确定感应电流的方向，后者用来计算感应电动势的大小，两者相辅相成，占据本章的重要地位. 3.电磁感应现象有关知识与电路知识、力学知识、能量转化和守恒定律密切相关，还可和能源等科技知识相联系.可培养学生综合分析问题的能力和理论联系实际的能力. 4.本章知识与数学知识结合紧密，如图象问题，解决这类问题一定要弄清它的物理意义. 二、复习方法及重点难点突破 1.复习方法 (1)深刻理解基本概念，领会它们之间的区别与联系，比如：、三者的比较，与e=blvsin的比较. (2)透彻理解两大定律(楞次定律、法拉第电磁感应定律)，会应用它们判断感应电动势方向、计算感应电动势大小，解决与电路知识有关的综合问题. (3)深刻理解并熟练掌握安培定则、左手定则、右手定则的应用条件，知道安培定则判断磁场方向，左手定则判断安培力方向，右手定则判断感应电动势方向. (4)深刻理解b-t图、-t图、e-t图、i-t图，结合两大定律写出函数关系，应用数学知识分析斜率、截距等问题. (5)要注意电磁感应在实际中的广泛应用，如磁悬浮原理、电磁阻尼、电磁驱动、电磁流量计等. 2.重点难点突破方法 电磁感应综合应用的中心是楞次定律和法拉第电磁感应定律，近年来的高考中，电磁感应的考查主要是通过楞次定律和法拉第电磁感应定律再综合力、热、静电场、直流电路、磁场等知识内容，有机地把力与电磁结合起来，具体反映在以下几个方面： (1)以电磁感应现象为核心，综合应用力学各种不同的规律(如牛顿运动定律、动能定理等内容)形成的综合类问题.通常以导体棒或线圈为载体，分析导体棒在磁场中因电磁感应现象对运动情况的影响，解决此类问题的关键在于运动情况的分析，特别是最终稳定状态的确定，利用物体的平衡条件求最大速度之类的问题. (2)电磁感应与电路的综合问题，关键在于电路结构的分析，能正确画出等效电路图，并结合电学知识进行分析、求解.求解过程中首先要注意电源的确定.通常将切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路作为等效电源.其次是要能正确区分内、外电路，通常把产生感应电动势的那部分电路视为内电路.最后应用闭合电路欧姆定律及串并联电路的基本性质列方程求解. (3)电磁感应中的能量转化问题 电磁感应过程实质是不同形式能量之间的转化过程，而能量的转化则是通过安培力做功的形式实现的，安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程，“外力”克服安培力做功，则是其他形式的能转化为电能的过程.求解过程中主要从以下三种思路进行分析：利用安培力做功求解，电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功.注意安培力应为恒力.利用能量守恒求解，开始的机械能总和与最后的机械能总和之差等于产生的电能.适用于安培力为变力.利用电路特征来求解，通过电路中所产生的电能来计算. (4)电磁感应中的图象问题 电磁感应的图象主要包括b-t图象、-t图象、e-t图象和i-t图象，还可能涉及感应电动势e和感应电流i随线圈位移x变化的图象，即e-x图象和i-x图象.一般又可把图象问题分为三类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象.由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量.解答电磁感应中的图象问题的基本方法是利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解答.图象转换，如根据-t图象画出i-t图象、e-t图象等.一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分.每小题至少一个答案正确，选不全得4分)1.(2013漳州模拟)如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨a、b，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )a一起向左运动b.一起向右运动c.ab和cd相向运动，相互靠近d.ab和cd相背运动，相互远离2.(2013南京模拟)如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;s为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触; a为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触.当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻( )a有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右b.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向左c.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向右d.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零3.(2013苏州模拟)用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径.如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率.则( )a.圆环中产生逆时针方向的感应电流b.圆环具有扩张的趋势c.圆环中感应电流的大小为d.图中a、b两点间的电势差大小为4.(2013无锡模拟)图中l是绕在铁芯上的线圈，它与电阻r、r0、开关和电池e构成闭合回路.开关s1和s2开始都处在断开状态.设在t=0时刻，接通开关s1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通开关s2，则能较准确表示电阻r两端的电势差uab随时间t变化的图线是( )5.(2013杭州模拟)如图甲所示，两个闭合圆形线圈a、b的圆心重合，放在同一水平面内，线圈a中通以如图乙所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针(如图甲箭头所示).在t1t2时间内，对于线圈b，下列说法中正确的是( )a线圈b内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势b.线圈b内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势c.线圈b内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势d.线圈b内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势6.(2013中山模拟)如图所示，金属杆ab静放在水平固定的“u”形金属框上，整个装置处于竖直向上的磁场中.当磁感应强度均匀增大时，杆ab总保持静止，则( )a.杆中感应电流方向是从b到ab.杆中感应电流大小保持不变c.金属杆所受安培力逐渐增大d.金属杆受三个力作用而保持平衡7.如图所示为几个有理想边界的磁场区域，相邻区域的磁感应强度b大小相等、方向相反，区域的宽度均为l.现有一边长为l的正方形导线框由图示位置开始，沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域，速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向，下列各图能正确反映线框中感应电流的是( )8.(2013苏州模拟)如图所示,由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动,匀强磁场的方向垂直线框平面向里,磁感应强度b随时间均匀增大,则下列说法正确的是( )a导体棒的a端电势比b端电势高,电势差uab在逐渐增大b.导体棒的a端电势比b端电势低,电势差uab在逐渐增大c.线框cdef中有顺时针方向的电流,电流大小在逐渐增大d.线框cdef中有逆时针方向的电流,电流大小在逐渐增大9.(2013深圳模拟)如图所示，一个u形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为b的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是( )a.ab向右运动，同时使减小b.使磁感应强度b减小，角同时也减小c.ab向左运动，同时增大磁感应强度bd.ab向右运动，同时增大磁感应强度b和角(090)10.如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨弯成“”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成角，导轨与固定电阻相连，整个装置处于竖直向上的大小为b的匀强磁场中.导体棒ab和cd均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好，两导体棒的电阻皆与阻值为r的固定电阻相等，其余部分电阻不计.当导体棒cd沿底部导轨向右以速度v匀速滑动时，导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒ab的重力为mg，则( )a导体棒cd两端电压为blvb.t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为c.cd棒克服安培力做功的功率为d.导体棒ab所受安培力为mgsin二、计算题(本大题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 11.(15分)如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l=1 m，两导轨的上端间接有电阻，阻值r=2 .虚线oo下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 t.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从oo上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻.已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求：(1)金属杆刚进入磁场时速度为多大？下落了0.3 m时速度为多大？(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻r上产生多少热量？12.(2013四川高考)(15分)如图所示，间距的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度b1=0.4 t、方向竖直向上和b2=1 t、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻r=0.3 、质量m1=0.1 kg、长为l的相同导体杆k、s 、q分别放置在导轨上，s杆的两端固定在b1、b2点，k、q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于k杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，k杆保持静止，q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力f作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g=10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)q杆所受拉力的瞬时功率.1.【解析】选c.电流增强时，电流在abcd回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据运动阻变法，可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠拢.故c正确.2.【解析】选a.当金属杆ab顺时针方向转动时,切割磁感线,由法拉第电磁感应定律知产生感应电动势,由右手定则可知将产生由a到b的感应电流,电流表的d端与a端相连,c端与b端相连,则通过电流表的电流是由c到d,而金属杆在磁场中会受到安培力的作用,由左手定则可判断出安培力的方向为水平向右,阻碍金属杆的运动,故a正确.3.【解析】选b、d.由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过闭合线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可以判断，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，故a错误，b正确；圆环中产生的感应电动势为 ，圆环的电阻为，所以圆环中感应电流的大小为，故c错误；图中a、b两点间的电势差，故d正确.【变式备选】用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以10 t/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是( ).uab=0.1 vb.uab=-0.1 vc.uab=0.2 vd.uab=-0.2 v【解析】选b.题图中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流，把左半部分线框看成电源，其电动势为e，内电阻为,画出等效电路如图所示.则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压，设是边长，且依题意知.由得所以由于a点电势低于b点电势，故uab=-0.1 v,即b选项正确.4.【解析】选a在t=0时刻，接通开关s1，由于线圈的自感作用，流过r的电流逐渐增大到某一固定值i0，在t=t1时刻，再接通开关s2，电源与电阻r0被短路，线圈与r、s1、s2组成闭合回路，由于线圈的自感作用，流过r的电流沿原方向从i0逐渐减小到零.故只有a正确.5.【解析】选.在t1t2时间内，通入线圈a中的电流是正向增大的，即逆时针方向增大的，其内部会产生增大的向外的磁场，穿过b的磁通量增大，由楞次定律可判定线圈b中会产生顺时针方向的感应电流.线圈b中电流为顺时针方向，与a中的电流方向相反，有排斥作用，故线圈b将有扩张的趋势.综上所述，项正确.6.【解析】选b、c.由楞次定律知回路中感应电流的方向为顺时针，a错；由法拉第电磁感应定律得，即e不变，而,故b对；f安=bil，由于b均匀增大，故f安均匀增大，c对；杆静止，受重力、支持力、安培力、摩擦力四个力而保持平衡，d错.7.【解析】选d.导线框进入磁场中0至l的过程中，由右手定则知，感应电流的方向为顺时针，即负方向，感应电流，大小恒定，a、b不正确；导线框进入磁场中l至2l的过程中，磁场方向反向，导线框左右两侧均切割磁感线，由右手定则，可判断感应电流的方向为逆时针，即为正方向，感应电流，之后重复前面的过程,c错误，d正确.8.【解析】选a.对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高,由可知,因为磁感应强度均匀增大,所以uab变大,故选项a正确,b错误;对矩形线框cdef,由楞次定律可判断,感应电流的方向为逆时针方向,但由于磁感应强度均匀增大,所以感应电流是恒定的,不会增大,所以选项c、d都错误.9.【解析】选a.设此时回路面积为s，据题意，磁通量=bscos,对a，s增大，减小，cos增大，则增大，正确.对b，b减小，减小，cos增大，可能不变，b错.对c，s减小，b增大，可能不变，c错.对d，s增大，b增大，增大，cos减小，可能不变,d错.故只有a正确.10.【解析】选b.导体棒cd匀速运动，产生的电动势e=blv，由串联电路电压关系，则错. ，则：，则b正确.cd棒克服安培力做功的功率，则c错.对棒得f安=mgtan，则d项错.11.【解析】(1)刚进入磁场时，a0=10 m/s2(1分)方向竖直向上由牛顿第二定律有bi0l-mg=ma0(2分)若进入磁场时的速度为v0，有 (2分)得代入数值有： (2分)下落0.3 m时，通过a-h图象知a=0，表