【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应学案

【物理】2018届一轮复习人教版电磁感应学案

章末热点集训 ‎　楞次定律的应用 ‎　置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是(　　)‎ A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B．圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动 ‎[解析]　由右手定则知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则知，ab棒中感应电流方向由a→b.由左手定则知，ab棒受的安培力方向向左，将向左运动，故A错；同理B、D错，C对．‎ ‎[答案]　C ‎　1.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsin ωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ A．由顺时针方向变为逆时针方向 B．由逆时针方向变为顺时针方向 C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向 解析：选D.在0～内，导线中电流向上且逐渐增大，线框处B的方向向内且逐渐增大，磁通增大，由楞次定律知，感应电流为逆时针方向；在～内，导线中电流向上且逐渐减小，感应电流为顺时针方向；在～内，导线中电流向下且逐渐增大，线框处B的方向向外且逐渐增大，感应电流为顺时针方向；在～T内，导线中电流向下且逐渐减小，感应电流为逆时针方向，‎ 故D正确．‎ ‎　电磁感应中的图象问题 ‎　(2017·山西康杰中学月考)如图所示，在0≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里，具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内，线框的ab边与y轴重合，bc边的长度为L.线框从t＝0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流i(取顺时针方向的电流为正)随时间t的函数图象大致是下图中的(　　)‎ ‎[解析]　设ab边的长度为l，在线框进入磁场过程中，线框中产生的感应电流I＝＝＝t∝t，由左手定则可知，此过程中电流方向为逆时针，故A、D错误；当线框全部处于磁场中时，线框内的磁通量不发生变化，所以线框中没有电流；当线框的ab边离开磁场时，线框的cd边切割磁感线，此时速度为v′＝＝2，电流为I＝＝≠0，方向为顺时针，故选项B错误、C正确．‎ ‎[答案]　C ‎　2．边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中．现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是(　　)‎ 解析：选B.该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据题中几何关系有l有效＝x，所以E电动势＝Bl有效v＝Bvx∝x，A错误、B正确；框架匀速运动，故F外力＝F安＝＝∝x2，C错误；P外力功率＝F外力v∝F外力∝x2，D错误．‎ ‎　电磁感应的力学综合问题分析 ‎　(2015·高考浙江卷)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，‎ 方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g＝10 m/s2)‎ ‎(1)为使电磁天平的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？‎ ‎(2)进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1 m．当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.‎ ‎[解析]　(1)线圈受到安培力F＝N1B0IL 天平平衡mg＝N1B0IL 代入数据得N1＝25匝．‎ ‎(2)由电磁感应定律得E＝N2 即E＝N2Ld 由欧姆定律得I′＝ 线圈受到的安培力F′＝N2B0I′L 天平平衡m′g＝NB0· 代入数据可得 ＝0.1 T/s.‎ ‎[答案]　(1)25 匝　(2)0.1 T/s ‎　3.如图所示，条形磁场组方向水平向里，磁场边界与地面平行，磁场区域宽度为L＝0.1 m，磁场间距为2L，一正方形金属线框质量为m＝0.1 kg，边长也为L，总电阻为R＝0.02 Ω.现将金属线框置于磁场区域1上方某一高度h处自由释放，线框在经过磁场区域时bc边始终与磁场边界平行．当h＝2L时，bc边进入磁场时金属线框刚好能做匀速运动．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.‎ ‎(1)求磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)若h>2L，磁场不变，金属线框bc边每次出磁场时都刚好做匀速运动，求此情形中金属线框释放的高度h；‎ ‎(3)求在(2)情形中，金属线框经过前n个磁场区域过程中线框中产生总的焦耳热．‎ 解析：(1)当h＝2L时，bc边进入磁场时金属框的速度 ‎ v＝＝2＝2 m/s，‎ 此时金属线框刚好能做匀速运动，则有 mg＝BIL，‎ 又I＝＝，‎ 综合即得：磁感应强度B＝ ，‎ 代入数据即得B＝1 T.‎ ‎(2)当h>2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度 v0＝>2，即有mg

查看更多