浙江省建德市新安江高级中学高三物理《电磁感应》专题复习三.doc

浙江省建德市新安江高级中学高三物理电磁感应专题复习三一、电磁感应现象 楞次定律（一、） 电磁感应现象 1、 产生感应电流的条件 2、 磁通量变化的常见情况（二、）楞次定律和右手定则1、楞次定律（1）内容：（2）适用情况：2、 右手定则 适用情况【要点精解】（一）楞次定律的理解 1、 含义2、推论 （二）感应电流方向的判断 电势高低确定【感悟高考真题】1、（2010全国卷2）18.如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d水平。在竖直面内有一矩形金属统一加线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平。线圈从水平面a开始下落。已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离。若线圈下边刚通过水平面b、c（位于磁场中）和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为、和，则【答案】d a. b. d. 拓展2.（09浙江17）如图所示，在磁感应强度大小为b、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为、阻值为的闭合矩形金属线框用绝缘轻质细杆悬挂在点，并可绕点摆动。金属线框从右侧某一位置静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 （ b ）a bc先是，后是d先是，后是3、（09上海物理13）如图，金属棒ab置于水平放置的u形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场b，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环l，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力f作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环l有_（填收缩、扩张）趋势，圆环内产生的感应电流_填变大、变小、不变）。答案：收缩，变小4、 （08全国20）矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度b随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是 ( d )5、（08四川17）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为。在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面 ( b ) a维持不动 b将向使减小的方向转动c将向使增大的方向转动 d将转动，因不知磁场方向，不能确定会增大还是会减小6、（2010浙江省台州市高三第二次调考）如图所示，空间分布着宽为l，垂直于纸面向里的匀强磁场一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图（i-x）正确的是b6、（2010上海物理）21.如图，金属环a用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片p向左移动，则金属环a将向_（填“左”或“右”）运动，并有_（填“收缩”或“扩张”）趋势。a将向右移动 a有收缩趋势二、法拉第电磁感应定律、互感和自感（一）、感应电动势 （二）、法拉第电磁感应定律 电动势大小的确定（三）、自感和涡流 1.自感现象：2.自感电动势（1）定义：（2）表达式：l为自感系数，l决定因素【要点精解】1、对法拉第电磁感应定律的理解 2、对e=blv的理解【感悟高考真题】1、 （2010北京卷）19.在如图所示的电路中，两个相同的下灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r。闭合开关s后，调整r，使l1和l2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为。然后，断开。若时刻再闭合，则在前后的一小段时间内，正确反映流过l1的电流、流过的电流随时间的变化的图像是 答案：b2、 （2010江苏卷）2、一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（a） （b）1 （c）2 （d）4 【答案】b3、 （2010江苏卷）4.如图所示的电路中，电源的电动势为e,内阻为r,电感l的电阻不计，电阻r的阻值大于灯泡d的阻值，在t=0时刻闭合开关s，经过一段时间后，在t=t1时刻断开s,下列表示a、b两点间电压uab随时间t变化的图像中，正确的是 选b4、 （2010山东卷）21如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为，方向相反且垂直纸面，、为其边界，oo为其对称轴。一导线折成边长为的正方形闭合回路，回路在纸面内以恒定速度向右运动，当运动到关于oo对称的位置时a穿过回路的磁通量为零 b回路中感应电动势大小为2bc回路中感应电流的方向为顺时针方向d回路中边与边所受安培力方向相同 答案：acd5、 （2010上海物理）19. 如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，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，边长为的正方形框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图所以选a。8、 （2010浙江卷）19. 半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图（上）所示。有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图（下）所示。在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是a. 第2秒内上极板为正极 b. 第3秒内上极板为负极 c. 第2秒末微粒回到了原来位置 d. 第3秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 答案：a三、电磁感应规律的综合应用（一、）电磁感应中的电路问题 一般解此类问题的基本思路是：（1）明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源（2）正确分析电路的结构，画出等效电路图（3）结合有关的电路规律建立方程求解（二.）电磁感应中的图像问题 （三、） 电磁感应中的动力学问题 （四、） 电磁感应中的能量问题【要点精解】一、解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是：1、 确定电源 2、分析电路结构，画出等效电路图3、利用电路规律求解1、09广东物理18）如图18（a）所示，一个电阻值为r ，匝数为n的圆形金属线与阻值为2r的电阻r1连结成闭合回路。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18（b）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和b0 . 导线的电阻不计。求0至t1时间内（1）通过电阻r1上的电流大小和方向；（2）通过电阻r1上的电量q及电阻r1上产生的热量。通过电阻上的电流大小为 由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从b到a通过电阻上的电量通过电阻上产生的热量2（09福建18）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为r的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为b的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力f作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则此过程 （ bd ）a.杆的速度最大值为b.流过电阻r的电量为c.恒力f做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量d.恒力f做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量3、 （2010天津卷）11.（18分）如图所示，质量m1=0.1kg，电阻r1=0.3，长度l=0.4m的导体棒ab横放在u型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距0.4m的mm、nn相互平行，电阻不计且足够长。电阻r2=0.1的mn垂直于mm。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.5t。垂直于ab施加f=2n的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与mm、nn保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，mn上产生的热量q=0.1j，求该过程ab位移x的大小。 4、 （2010江苏卷）13（15分）如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为l, 一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为r的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为i。整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻。求：（1）磁感应强度的大小b；（2）电流稳定后，导体棒运动速度的大小v；（3）流经电流表电流的最大值 5.空间中存在一个有竖直边界的水平方向匀强磁场区域，现将一个等腰梯形闭合导线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域，尺寸如右图所示，下图中能正确反映该过程线圈中感应电流随时间变化的图象是：（ c ） 6、如图所示，长为l，电阻为r=0.30、质量为m=0.10kg的金属棒cd垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也为l，金属棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有阻值r=0.50的电阻。量程为03.oa的电流表串接在一条导轨上，量程为01.ov的电压表接在电阻r的两端。垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面。现以向右恒定外力f使金属棒向右移动。当金属棒以v=2.0m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏。问：1）此满偏的电表是什么表？说明理由。 （2）拉动金属棒的外力f多大？电流表未满偏: f=u2(r+r)/r2v=1.6n 7、如图1所示，表面绝缘且光滑的斜面mmnn固定在水平地面上，斜面所在空间有一边界与斜面底边nn平行、宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直斜面。一个质量m=0.10kg、总电阻r=0.25的正方形单匝金属框，放在斜面的顶端（金属框上边与mm重合）。现从t=0时开始释放金属框，金属框将沿斜面下滑。图2给出了金属框在下滑过程中速度v的二次方与对应的位移x的关系图象