2022江苏高考物理小一轮复习（假期友）-电磁感应现象

2022江苏高考物理小一轮复习（假期之友）--电磁感觉现象【知识梳理】1．产生感觉电流的条件是_________________________________________________。2．产生感觉电动势的条件：无论回路可否闭合，只要

___________________________，线路中就有感觉电动势，产生感觉电动势的那部分导体相当于

___________。3．法拉第电磁感觉定律的内容_____________________________________________，其公式________________。如回路中的一部分导体做切割磁感线的运动，产生的感觉电动势的计算公式为________________。，式中θ为导体运动方向与磁感线方向的夹角。4．右手定则的内容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。5．楞次定律的内容是_________________________________________________________________________________________________________________________________。6．___________________________________________________________________________________________________________________叫自感现象。【参照答案】1．只要穿过闭合电路的磁通量发生改变，闭合电路中就有感觉电流产生。2．穿过平面的磁通量发生变化；电源3．电路中感觉电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比；En；tE=BLvinθ4．张开右手，让大拇指跟其他四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直空入掌心，大拇指指导游体运动的方向，其他四指所指的方向就是感觉电流的方向。5．感觉电流拥有这样的方向，即感觉电流的磁场总要阻拦引起感觉电流的磁通量的变化。6．当导体电流发生变化时，导体自己就产生感觉电动势，这个电动势总是阻拦导体中原来电流的变化而产生的电磁感觉现象叫自感现象。【典型例题】例1：电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量Q（在单位时间内流过管内横截面的液体的体积）。为了简化，假设流量计是以下列图的横截面积为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c。流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属资料，前后边是绝缘资料。现于流量计所在处加磁感觉强度为的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电流体牢固地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串通了电阻R的电流表的两端连接，示测得的电流值。已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量Q为多少

I

表【解析与解】这是一个理论联系实质的问题，

求解的要点是建立一个熟悉的物理模型，立刻其等效成切割磁感线的模型。管中的导电液体流过此磁场所区时，可等效为长度为

c的金属导体棒切割磁感线运动，产生的等效感觉电动势为。E=cv电磁流量计内的导电流体在上、下两表面方向上的电阻为rlc，Sab依照欧姆定律得E，IRr又由液体的流量Q的定义得Vbcvtbcv，Qtt综合上述各式即得管中的流量为QI(bRc)。Ba【解题策略】本题也可等效为速度选择器的模型。就微观实质而言，管壁上、下边间之因此会形成电压为U，是由于导电液体中的自由电荷在磁场中碰到洛仑兹力作用发生偏转，并齐集在上、下管壁而形成电场E，这一过程直至电场力与洛仑兹力大小相等、方向相反为止则有qE=qv，管壁上、下边间的电压U=Ec=cv。别的，形成正确的物理情况也是解决本题的要点之一。需要注意到其中导电流体在电流方向上的横截面积与在流动方向上的横截面积是两个空间看法，很简单混淆。【单元限时练习】一、单项选择题：本题共6小题，每题只有一个选项吻合题意。1．老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）．磁铁插向左环，横杆发生转动．磁铁插向右环，横杆发生转动．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动答案：B解析：当条形磁铁插向左环，由于左环不闭合，不能够产生感觉电流，因此杆不发生转动；当条形磁铁插向右环，由于右环闭合，产生感觉电流，有感觉电流的金属环，在磁场中受力的作用，因此杆发生转动；2．以下列图，竖直放置的螺线管与导线abcd组成回路，导线所围的地域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方有一导体圆环。导线abcd所围地域内的磁场的磁感应强度按以下哪一图线所表示的方式随时间t变化时，导体圆环将碰到向上的磁场作用力（）【解析与解】本题要求依照感觉现象判断磁场变化规律并从图象中鉴别该变化规律，可从图象中由的变化规律逐个解析其产生的电磁感觉现象，再与题设条件比较可否吻合。图象C、D中，磁感觉强度都是均匀变化，即其变化率恒定，产生恒定的感觉电流，导体圆环中的磁通量不变，环中无感觉电流，则环不受磁场作用。图象A中，磁感觉强度增大，但其变化率在减小，则螺线管中的电流减小，即导体圆环中的磁通量减小，由楞次定律得，为阻拦环中的磁通量减小，圆环将碰到向上的磁场作用力。图象B中，磁感觉强度增大，且其变化率也在增大，则圆环将碰到向下的磁场作用力。因此正确选项为A。【解题策略】电磁感觉现象中，涉及到各物理量和物理现象之间的因果关系经常较复杂。因此必然要按物理过程发生的先后序次，理清思路，确定相互间的逻辑关系。别的对楞次定律的理解，要灵便掌握“阻拦”的物理意义，其中既有阻拦磁通量的变化的含义，也有阻拦相对运动的含义，也包括了有其他形式的能量转变成电能的含义。本题中导体环的受力方向即是阻拦相对运动的表现。3．图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为。t＝0时刻，bc边与磁场所区界线重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场所区界线的方向穿过磁场所区。取沿a→→→→的感觉电流为正，则在线圈穿越磁场所区的过程中，感觉电流I随时bcda间t变化的图线可能是（）答案：B4．以下列图，是长直密绕通电螺线管．小线圈与电流表连接，并沿的轴线O从O点自左向右匀速穿过螺线管．能正确反B映经过电流表中电流I随变化规律的是（）OG

AA．B．CIIIIO/2O/2O/2O/2．D．答案：C【纠错在线】本题易因未认识到小线圈处在螺线管正中间时磁通量不变而错选B。5．素来升飞机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感觉强度为。直升飞机螺旋桨叶片的长度为，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为，以下列图。若是忽略ab到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感觉电动势，则（）A．=2，且a点电势低于b点电势B．=2f2，且a点电势低于b点电势EfEC．=2，且a点电势高于b点电势D．=2f2，且a点电势高于b点电势EfE答案：A

【说明】

螺旋桨叶片旋转切割磁感线产生感觉电动势相当于电源，由右手定则可知，

a

相当电源的负极，

b

相当于电源的正极，即

a

点电势低于

b

点电势。由于从a

→

b

叶片上各点的速度

大小按

v=r

的规律呈线性变化，由EBlv

Bl

1

r

Bl

1

2fl

fl2B。2

2【纠错在线】

本题易在空间方向看法上出错而选

C。6．以下列图，一粗细均匀的正方形金属线框

abcd，其边长为

L，它匀速地穿过一个有界面的匀强磁场所区，磁场宽度大于

L，则

a、b

两点间电压

uab随时间的变化规律大体为（）答案：D【说明】当线框全部处在磁场中时，穿过线圈的磁通量不变，因此回路感应电流为零，但ab、cd均在切割磁感线，电动势为E=Lv，两端的电压Uab=E=Lv。【纠错在线】本题易忽略线框全部进入磁场时磁通量不变无电磁感觉而错选C。二、多项选择题：本题共4小题，每题有多个选项吻合题意。7．动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感觉现象。如图甲是话筒原理图，图乙是录音机的录、放原理图，由图可知，下述正确说法中正确的选项是（）A．话筒工作时磁铁不动线圈搬动而产生感觉电流B．录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感觉电流C．录音机放音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场D．录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场答案：ABD【说明】话筒是线圈切割磁感线产生感觉电流，录音机放音时是变化的磁场产生电流，录音时是变化的电流产生变化的磁场。8．两圆环、置于同一水平面上，其中为均匀带电绝缘环，为导体环，当以以下列图的方向绕中心转动的角速度发生变化时，中产生以下列图方向的感觉电流。则（）A．可能带正电且转速减小B．可能带正电且转速增大C．可能带负电且转速减小D．可能带负电且转速增大答案：BC【纠错在线】本题易将电荷运动方向与电流方向混同而漏选C。9．在水平面上放置两个完好相同的带中心轴的金属圆盘，它们相互用导线把中心转轴和对方圆盘的边缘相连接，组成电路以下列图，一匀强磁场穿过两圆盘竖直向上。若不计一切摩擦，当a盘在外力作用下做逆时针转动时，转盘b（）A．沿与a盘相同的方向转动B．沿与a盘相反的方向转动C．转动的角速度必然小于a盘的角速度D．转动的角速度可能等于a盘的角速度答案：BC【说明】由右手定则判得a盘下半部分半径上的电流方向向下，再用左手定则得

b盘上部分半径所受的安培力方向向右，即得

b盘的转动方向为顺时针方向。也可由楞次定律阻拦相对运动判断转动方向。又

b盘只能阻拦相对于

a盘相对于

b盘的运动，而不能够阻拦，故转动的角速度必然小于

a盘的角速度。【纠错在线】本题易由于未理清其中的因果关系而错选A或D。10．一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空A．由东向西水平翱翔时，金属杆中感觉电动势的方向必然由上向下B．由西向东水平翱翔时，金属杆中感觉电动势的方向必然由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平翱翔时，金属杆中感觉电动势的方向必然由下向上

西

东D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平翱翔时，金属杆中必然没有感应电动势答案：AD【解析】如图，设观察方向为面向北方，左西右东，则地磁场方向平行赤道表面向北，若飞机由东向西翱翔时，由右手定则可判断出电动势方向为由上向下，若飞机由西向东翱翔时，由右手定则可判断出电动势方向为由下向上，A对B错；沿着经过地磁极的那条经线运动时，速度方向平行于磁场，金属杆中必然没有感觉电动势，C错D对。三、本题共2小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。11．已知某一地域的地下埋有一根与地表面平行的直线电缆，电缆中通有变化的电流，在其周围有变化的磁场，因此能够经过在地面上测量闭合试试小线圈中的感觉电动势来探测电缆的确切地址、走向和深度。当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试试线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试试线圈中的电动势为零。经过测量发现，a、b、c、d恰好位于边长为1m的正方形的四个顶角上，以下列图。据此能够判断地下电缆在______两点连线的正下方，离地表面的深度为_______m。答案：a、c【说明】当线圈平面平行地面测量时，在地面上a、c两处测得试试线圈中的电动势为零，b、d两处线圈中的电动势不为零，据此能够判断地下电缆在a、c两点连线的正下方；当线圈平面与地面成45°夹角时，在b、d两处测得试试线圈中的电动势为零，则表示电缆在与地面成45°夹角的斜下方。【纠错在线】本题易因空间立体的情况不清楚而出错。12．以下列图，长为L的金属导线弯成一圆环，导线的两端接在电容为C的平行板电容器上，KL2CEBSBk,S(L)2,UEkL2,QCUkL2C,的金属棒4tt244，ab与导轨间的动摩擦因数为μ，它们围成的矩形边长分别为L1、2，回路的总电阻为。abLR从t=0时刻起，在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B=t，（>0）那么在t为多大时，金属棒开始搬动BaL1L2b解：由E=LL可知，回路中感觉电动势是恒定的，电流大小也是恒定的。12t但由于安培力∝=∝t，因此安培力将随时间而增大。F=BILBt当安培力增大到等于最大静摩擦力时，ab将开始向左搬动。这时有：ktL1kL1L2mg,tmgRR2L12L2k14．以下列图，水平的平行虚线间距为d=50cm，此间有B=的匀强磁场。一个正方形线圈边长为=10cm，线圈质量m=100g，电阻为R=Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边沿的距离为h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。取g=10m/2，求：⑴线圈进入磁场过程中产生的电热Q。⑵线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v。⑶线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a。解：⑴由于线圈完好处于磁场中时不产生电热，因此线圈进入磁场过程中产生的电热Q就是线圈从图中2地址到4地址产生的电热，而2、4地址动能相同，由能量守恒Q=mgd=⑵3地址时线圈速度必然最小，而3到4线圈是自由落体运动因此有v02-v2=2gd-，得v=2m/

1h2v03vd4v0⑶2到3是减速过程，因此安培力FB2l2vFmgma地址时R加速度最小，a=4.1m/215．以以下列图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一其中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为Bk（其中r为辐射半径），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为rR（大于圆柱形磁铁的半径），而弯成铝环的铝丝其横截面积为S，圆环经过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面向来水平，已知铝丝电阻率为，密度为0，试求：1）圆环下落的速度为v时的电功率；2）圆环下落的最后速度；3）当下落高度h时，速度最大，从开始下落到此时圆环耗资的电能。答案：（1）2k2v2S（2）0