专题11 电磁感应（必考部分）-巧学高考物理热点快速突破

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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