高考物理专题复习电磁感应经典板.docx

高考物理专题复习电磁感应经典板.docx

《高考物理专题复习电磁感应经典板.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理专题复习电磁感应经典板.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高考物理专题复习电磁感应经典板

2020年高考物理专题复习电磁感应（经典板）

【知识网络】

二：

考点解析

1、电磁感应现象

当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生，这种利用产生电流的现象叫做电磁感应。

例题1.如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（）

（A）两电流同向且不断增大（B）两电流同向且不断减小

（C）两电流反向且不断增大（D）两电流反向且不断减小

例题2.条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图所示。

若圆环为弹性环，其形状由Ⅰ扩大为Ⅱ，则圆环内磁通量变化情况是（）

　A、磁通量增大B、磁通量减小

　C、磁通量不变D、条件不足，无法确定

2、感应电流的方向

（1）楞次定律：

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要。

（2）从不同的角度来看楞次定律的内容，从磁通量变化的角度来看，感应电流总要。

从导体和磁体相对运动的角度来看，感应电流总要。

因此，产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。

（3）用楞次定律判断感应电流方向的步骤：

①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向；②穿过回路的磁通量如何变化（是增加还是减小）；③由楞次定律判定出；④根据感应电流的磁场方向，由判定出感应电流方向。

（4）右手定则：

伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个面内，让磁感线垂直，拇指指向，则其余四指指的就是。

例题3闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极

朝下。

当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）

A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引

B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥

C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引

D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥

例题4、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通入同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为（）

（A）沿abcda不变（B）沿adcba不变

（C）由abcda变成adcba（D）由adcba变成abcda

3．感应电动势：

无论电路是否闭合，只要穿过电路的　　发生变化，电路中就一定有　　，若电路是闭合的就有　　．产生感应电动势的那部分导体就相当于一个　　．

4.法拉第电磁感应定律文字表述：

电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

表达式为。

式中n表示_______，ΔΦ表示___________，，

表示____________。

例题4.如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示；

求：

（1）前4s内的感应电动势

（2）前6s内通过R的电量

5．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示_速度与磁感线方向的夹角__，当θ等于___90°__时公式变为__________。

式中的L是。

v若是平均速度，则E为；若v为瞬时速度，则E为。

若导体的运动不切割磁感线，则导体中感应电动势。

6．一段长为Ｌ的导体，在匀强磁场Ｂ中，以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动，则导体中的感应电动势为_________________。

例题5.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD，在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻，一根质量为m的金属棒ab，垂直导轨放置，导轨和金属棒的电阻不计。

金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动，求金属棒的最大速度。

例题6.如图所示，长L1宽L2的矩形线圈电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。

求：

将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程中，⑴拉力F大小；⑵拉力的功率P；⑶拉力做的功W；⑷线圈中产生的电热Q；⑸通过线圈某一截面的电荷量q。

7．自感现象：

线圈中电流发生变化而在它本身激发出感应电动势的现象叫_________。

这种电动势叫_____________。

自感电动势的大小与__________________成正比，比例系数叫做__________，与______________________________________________等因素有关。

例题7.如图所示电路中,D1和D2是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数很大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在开关S接通和断开瞬间,D1和D2发亮的顺序是怎样的？

例题8．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有

A．a先变亮，然后逐渐变暗

B．b先变亮，然后逐渐变暗

C．c先变亮，然后逐渐变暗

D．b、c都逐渐变暗

8．⑴如下图左所示，磁场方向垂直穿过金属圆板，当磁感应强度减小时，产生图示的感应电流，看起来就像水中旋涡，叫做。

例题9．如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（　　）

A．交流电的频率越高，焊接处的温度升高得越块

B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越块

C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小

D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大

例题10.如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。

两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。

下面对于两管的描述中可能正确的是（）

A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的

B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的

C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的

D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的

四：

习题训练

1．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，

电流表指针不发生偏转的是：

A．线圈不动，磁铁插入线圈的过程中

B．线圈不动，磁铁拔出线圈的过程中

C．磁铁插在线圈内不动

D．磁铁不动，线圈上下移动

2．如图所示，在x≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向里.矩形线框abcd从t=0时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I（取逆时针方向的电流为正）随时间t的变化图线是

3、如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通入同方向同大小的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为（）

（A）沿abcda不变（B）沿adcba不变

（C）由abcda变成adcba（D）由adcba变成abcda

4．如图所示，闭合导体环固定，条形磁铁沿导体环的轴线竖直加速下落，条形磁铁在穿过导体环过程中：

A．导体环先受到向下的排斥力后受到向下的吸引力

B．从上往下看导体环中的感应电流方向先是顺时针后是逆时针

C．条形磁铁重力势能的减少量等于导体环中产生的焦耳热

D．条形磁铁重力势能的减少量大于导体环中产生的焦耳热

5、如图所示，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，让导体PQ在U形导轨上以v=10m/s向右匀速滑动，两导轨间距离l=0.8m，则产生的感应电动势的大小和PQ中的电流方向分别是（）

（A）4V，由P向Q（B）0.4V，由Q向P

（C）4V，由Q向P（D）0.4V，由P向Q

6、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）

（A）合上开关K接通电路时，A2始终比A1亮

（B）合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮

（C）断开开关K切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭

（D）断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

7、如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K。

导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T。

当ab棒由静止释放0.8s后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长。

求ab棒的最大速度和最终速度的大小。

（g取10m/s2）

作业训练

1．如图所示，一闭合导线框自高处自由下落，中途穿过一个匀强磁场区，磁场方向垂直于导线框平面，在穿过磁场区的过程中，当线圈分别经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时，设其向下的加速度大小为a1、a2、a3，则

A．a1＜g，a2=g，a3＜a1

B．a1＜g，a2=g，a3＞a1

C．a1＞g，a2=0，a3＞g

D．a1＜g，a2

2．如图8所示，在水平面内固定一个“U”形金属框架，框架上置一金属杆ab，不计它们间的摩擦，在竖直方向有匀强磁场，则：

A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动

B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动

C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动

D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动

3．如图所示，水平放置的U形导电框架上接有电阻R，导线ab能在框架上无摩擦地滑动，竖直向上的匀强磁场竖直穿过框架平面，当ab匀速向右移动时，以下判断错误的是：

A．水平方向上导线ab除受拉力作用外，还受到磁场力的作用

B．ab移动速度越大，所需拉力也越大

C．ab移动速度一定，若将电阻增大些，则拉动ab的力可小些

D．只要使ab运动并达到某一速度后，撤去外力，ab也能在框架上维持匀速直线运动

4、如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡。

将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是（）

（A）K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮

（B）K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样

（C）K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭

（D）K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭

5、12分如图在磁感应强度为1.5T的匀强磁场中，让长0.2m，电阻为1Ω的导线AB在金属框上向右匀速滑动，已知R1=3Ω，R2=6Ω，框架电阻不计，当R1上消耗为4/3W时求：

（1）AB向右运动的速度。

（2）R2消耗的功率。

6．如图21所示，有一磁感强度B=0.1T的水平匀强磁场，垂直匀强磁场放置一很长的金属框架，框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑．已知ab长10cm，质量为0.1g，电阻为0.1Ω，框架电阻不计，取g=10m/s2．求：

（1）导体ab下落的最大加速度和最大速度；

（2）导体ab在最大速度时产生的电功率．

7.如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1.0m，导轨平面与水平面成θ=37º角，下端连接阻值为R=2.0Ω的电阻。

匀强磁场垂直导轨平面向下，强度B=2T。

质量为0.20kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。

⑴求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

（2）求金属棒的最大速度。

（g=10m/s2，sin37º=0.60，cos37º=0.80）

电磁感应的综合应用

1、电磁感应中的力电综合问题

这类问题覆盖面广，题型也多种多样；但解决这类问题的关键在于通过运动状态的分析来寻找过程中的临界状态，如速度、加速度取最大值或最小值的条件等，基本思路是：

例题1.如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体ab质量是0.2kg，电阻是0.1

，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向垂直框架向上，现用1N的外力F由静止拉动ab杆，当ab的速度达到1m/s时，求此时刻

（1）ab杆产生的感应电动势的大小；

（2）ab杆的加速度的大小？

（3）ab杆所能达到的最大速度是多少？

例题2.如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻．一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。

让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．

（1）由b向a方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；

（2）在加速下滑过程中，当杆ab的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；

（3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值．

2、法拉第电磁感应定律应用------图像问题

电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势和感应电流I等随时间变化的图线，即B—t图线、φ—t图线、E—t图线和I—t图线。

对于切割产生的感应电动势和感应电流的情况，有时还常涉及感应电动势和感应电流I等随位移x变化的图线，即E—x图线和I—x图线等。

例题3.一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，设向里为磁感强度B的正方向，线圈中的箭头为电流I的正方向．如图1所示．已知线圈中感应电流I随时间变化的图像如图所示，则磁感强度B随时间变化的图像可能是图2中的（）

图1

图2

3、电磁感应中的能量问题

基本思路是:

（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.

（2）画出等效电路，求出回路中电阻消耗的电功率表达式.

（3）分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.

例题4.A如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。

在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。

测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。

⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；

⑵写出水平力F随时间变化的表达式；

⑶已知在这5s内力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？

例题5.如图所示，将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里．线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进入磁场．整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动．求：

（1）线框在下落阶段匀速进入磁场时的速度v2；

（2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v1；

（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q．