专题11 电磁感应(必考部分)-巧学高考物理热点快速突破

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文档介绍

专题11 电磁感应(必考部分)-巧学高考物理热点快速突破

‎【高考命题热点】主要考查有关右手定则、楞次定律和感应电动势计算(法拉第电磁感应定律、)的应用型图像问题和综合型大题。‎ ‎【知识清单】‎ ‎1. 磁通量 ‎ (1)定义:穿过磁场中某一平面的磁感线条数即为该面积的磁通量,简称磁通,单位韦伯(Wb);‎ ‎ (2)计算: ‎ ‎ 其中为与的夹角,为垂直于方向上的投影面积(有效面积或正对面积)。‎ 当时, (匀强磁场且)‎ 高中阶段掌握垂直情况即可,即(匀强磁场且)‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ (3)方向性 磁通量正向穿过某平面和反向穿过该平面,磁通量正负关系不同,求合磁通时注意相互 抵消后剩余的磁通量。‎ ‎ (4)磁通量的变化 ‎ ‎ ‎2. 电磁感应现象产生条件 ‎ (1)感应电流:闭合电路的磁通量发生改变,即电路闭合且存在;‎ ‎ (2)感应电动势:只要电路磁通量发生变化即可,即部分电路或导体充当电源。‎ ‎3. 判断感应电流方向的方法 ‎ (1)右手定则:让磁感线垂直穿过手掌心,大拇指方向与导体运动方向相同,则四指所 由右手定则可判定导体棒中电流方向为,导体棒充当电源,电源内部电流方向:负极→正极;电源外部电流方向:正极→负极,形成闭合回路。即端为正极,端为负极;由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向左(假设水平导轨光滑)。‎ ‎ 指方向即为感应电流的方向。‎ ‎ ‎ ‎ ‎‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × × ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ (2)楞次定律 ‎ ①表述一:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化;‎ ‎ 注:a、“增反减同”(磁通量增大时,感应电流磁场方向与原磁场方向相反;磁通 ‎ 量减小时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同);‎ ‎ b、阻碍并非阻止,电路中磁通量还是在变化,阻碍只是延缓其变化;‎ ‎ c、楞次定律的实质:能量转化与守恒机械能减少转化为电能(上图中导体棒通 ‎ 过切割磁感线产生感应电流,即动能减少转化为电能);‎ ‎ d、用楞次定律判断感应电流方向:明确原磁场方向回路“增反减同”‎ ‎ 感应电流磁场方向感应电流方向 ‎ ②表述二:感应电流的效果就是反抗引起感应电流的原因(相对运动或回路形变)。 ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × × ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × × ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × ×‎ ‎× × × × × × ‎ ‎× × × × × ×‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 即从以上两图中分析易知:导体棒运动时均受到与运动方向相反的安培力来阻碍 ‎ 磁通量的变化,即阻碍相对运动,具体表现为“来时拒,去时留”。‎ ‎4. 法拉第电磁感应定律:电磁感应中线圈里的感应电动势与线圈磁通量变化率成正比。‎ ‎ 即,其中:线圈匝数;:磁通量变化率。‎ ‎5. 感应电动势的计算:‎ ‎(1)(法拉第电磁感应定律)‎ (2) ‎(导体棒切割磁感线,且B、L、互相两两垂直,电流方向用右手定则或 ‎ 楞次定律判定) ‎ (3) ‎(导体棒一端为轴垂直磁感线以角速度匀速转动) ‎ ‎ (导体棒中点为轴垂直磁感线以角速度匀速转动)‎ ‎ (导体棒上某点为轴垂直磁感线以角速度匀速转动,且)‎ 磁场对电流作用:安培力(方向用左手定则判断)‎ ‎ 即 求一段时间内流过某负载的电荷量: (其中)‎ 答案 P40‎ 热点突破提升练十一 ‎1.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 ‎2.如图所示,匀强磁场中有两个导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2∶1,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是(  )‎ A.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿逆时针方向 B.Ea∶Eb=4∶1,感应电流均沿顺时针方向 C.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿逆时针方向 D.Ea∶Eb=2∶1,感应电流均沿顺时针方向 ‎3.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中.在Δt时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为(  )‎ A. B. C. D. ‎4.如图,直角三角形金属框abc放置的匀强磁场中,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ω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abca C.Ubc=-Bl2ω,金属框中无电流 D.Ubc=Bl2ω,金属框中电流方向沿acba ‎5.如图所示,螺线管与电阻R相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管,下列说法正确的是(  )‎ A.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 B.通过电阻的电流先由a到b,后由b到a C.磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量 D.a的电势始终高于b的电势 ‎6.空间存在竖直向上的匀强磁场,将一个不会变形的单匝金属圆线圈放入该磁场中,规定图甲所示的线圈中的电流方向为正。当磁场的磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律变化时,能正确表示线圈中感应电流随时间变化的图线是(  )‎ ‎7.如图甲所示,矩形线圈abcd固定于方向相反的两个磁场中,两磁场的分界线OO′恰好把线圈分成对称的左右两部分,两磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,规定磁场垂直纸面向内为正,线圈中感应电流逆时针方向为正。则线圈感应电流随时间的变化图象为(  )‎ ‎8.如图甲所示,左侧接有定值电阻R=2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,导轨间距L=1 m。一质量m=2 kg,阻值r=2 Ω的金属棒在水平拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动,金属棒的v-x图象如图乙所示,若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.25,则从起点发生x=1 m位移的过程中(g=10 m/s2)(  )‎ A.金属棒克服安培力做的功W1=0.5 J B.金属棒克服摩擦力做的功W2=4 J C.整个系统产生的总热量Q=4.25 J D.拉力做的功W=9.25 J ‎9. 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 10. 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0.1 m、总电阻 为0.005 Ω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0.5 T B.导线框运动速度的大小为0.5m/s C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D.在t=0.4 s至t=0.6 s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1 N ‎11. 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(  )‎ ‎12.(多选)在如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=2R,圆形金属线圈半径为r1,线圈导线的电阻为R,半径为r2(r2
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