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- 2021-05-24 发布
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章末复习方案
章末
·
核心归纳
考点分布
考点频次
命题趋势
3.
能正确分析电磁感应中的电路问题、力学问题、能量问题和图象问题
★★★
5
年
10
考
[
题型形式
]
电磁感应是高考考查的重点和热点内容,题型多为选择题和计算题.选择题主要考查电磁感应现象的定性分析、感应电动势的定量计算以及各种图象问题.计算题主要考查电磁感应与电路知识、动力学规律及功能关系的综合问题
4.
知道法拉第电磁感应定律的内容,能运用法拉第电磁感应定律定量计算感应电动势的大小
★★★★
5
年
22
考
章末
·
考法整合
1
.
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤
(1)
确定原磁场的方向.
(2)
明确回路中磁通量的变化情况.
(3)
应用楞次定律的“增反减同”,确定感应电流磁场的方向.
(4)
应用安培定则,确定感应电流的方向.
考法一 楞次定律与法拉第电磁感应定律
【真题
1
】
(
多选
)
如图所示,
M
为水平放置的橡胶圆盘,在其外侧面均匀地带有负电荷.在
M
正上方用丝线悬挂一个闭合铝环
N
,铝环也处于水平面中,且
M
盘和
N
环的中心在同一条竖直线
O
1
O
2
上,现让橡胶盘由静止开始绕
O
1
O
2
轴按图示方向逆时针加速转动,下列说法正确的是
(
)
A
.铝环
N
有沿逆时针方向的感应电流
B
.铝环
N
有扩大的趋势
C
.橡胶圆盘
M
对铝环
N
的作用力方向竖直向下
D
.橡胶圆盘
M
对铝环
N
的作用力方向竖直向上
答案
AD
解析
根据楞次定律可知,穿过环
N
的磁通量,向下且增大,因此环
N
有沿逆时针方向的感应电流,选项
A
正确.橡胶圆盘
M
由静止开始绕其轴线
O
1
O
2
按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流的大小增大,在其外侧面均匀地带有负电荷,根据右手螺旋定则知,通过环
N
的磁通量向下,且增大,
根据楞次定律的另一种表述,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,知金属环的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以橡胶圆盘
M
对铝环
N
的作用力方向竖直向上,且铝环
N
有收缩的趋势,选项
D
正确,
B
、
C
错误.
考法二 感应电荷量的求解
【真题
2
】
如图所示,在匀强磁场中固定放置一根串接有电阻
R
的直角形金属导轨
aOb
(
在纸面内
)
,磁场方向垂直于纸面向里,另有两根金属导轨
c
、
d
分别平行于
Oa
、
Ob
放置.保持导轨之间接触良好,金属导轨的电阻不计.现经历以下四个过程:
①
以速度
v
移动
d
,使它与
Ob
的距离增大一倍;
②
再以速率
v
移动
c
,使它与
Oa
的距离减小一半;
③
然后,再以速率
2
v
移动
c
,使它回到原处;
④
最后以速率
2
v
移动
d
,使它也回到原处.
设上述四个过程中通过电阻
R
的电荷量的大小依次为
Q
1
、
Q
2
、
Q
3
和
Q
4
,则
(
)
A
.
Q
1
=
Q
2
=
Q
3
=
Q
4
B
.
Q
1
=
Q
2
=
2
Q
3
=
2
Q
4
C
.
2
Q
1
=
2
Q
2
=
Q
3
=
Q
4
D
.
Q
1
≠
Q
2
≠
Q
3
≠
Q
4
答案
A
【真题
3
】
如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框
abcd
,
ab
边长大于
bc
边长,置于垂直纸面向里、边界为
MN
的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于
MN
.
第一次
ab
边平行
MN
进入磁场,线框上产生的热量为
Q
1
,通过线框导体横截面的电荷量为
q
1
;第二次
bc
边平行
MN
进入磁场,线框上产生的热量为
Q
2
,通过线框导体横截面的电荷量为
q
2
,则
(
)
A
.
Q
1
>
Q
2
q
1
=
q
2
B
.
Q
1
>
Q
2
q
1
>
q
2
C
.
Q
1
=
Q
2
q
1
=
q
2
D
.
Q
1
=
Q
2
q
1
>
q
2
答案
A
1
.
图象与问题类型
考法三 电磁感应现象中的图象问题
图象
类型
(1)
磁感应强度
B
、磁通量
Φ
、感应电动势
E
和感应电流
I
随时间
t
变化的图象,即
B
-
t
图象、
Φ
-
t
图象、
E
-
t
图象和
I
-
t
图象
(2)
对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况
,
还常涉及感应电动势
E
和感应电流
I
随线圈位移
x
变化的图象,即
E
-
x
图象和
I
-
x
图象
问题
类型
(1)
由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象
(2)
由给定的有关图象分析电磁感应过程
,
求解相应的物理量
应用
知识
左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知识等
2
.
分析方法
(1)
电磁感应现象中图象问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势
(
或电流
)
大小是否恒定,用楞次定律判断出感应电动势
(
或电流
)
的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围.
(2)
分析回路中的感应电动势或感应电流的大小及其变化规律,要利用法拉第电磁感应定律来分析.有些图象问题还要画出等效电路图来辅助分析.
(3)
要正确解释图象问题,必须能把图象反映的规律对应到实际过程中去,又能把实际过程对应到图象中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断,这样才抓住了解决图象问题的关键.
【真题
4
】
(
多选
)
如图所示,用电阻丝做成的等腰梯形线框匀速进入匀强磁场区域,以顺时针方向作为电流的正方向,线框产生的感应电流
i
随时间
t
变化的图象和
PQ
两点之间的电压
U
PQ
随时间
t
变化的图象,其中可能正确的是
(
)
答案
BD
解析
等腰梯形线框匀速进入匀强磁场区域,根据楞次定律,产生的感应电流方向为逆时针方向,线框产生的感应电流
i
随时间
t
变化的图象正确的是选项
B
;由于
P
点的电势低于
Q
点的电势,
PQ
两点之间的电压
U
PQ
随时间
t
变化的图象正确的是选项
D
.
答案
D
考法四 电磁感应与力学知识的综合应用
2
.
活学活用一个解题流程
【真题
6
】
如图,水平面
(
纸面
)
内间距为
l
的平行金属导轨间接一电阻,质量为
m
、长度为
l
的金属杆置于导轨上.
t
=
0
时,金属杆在水平向右、大小为
F
的恒定拉力作用下由静止开始运动.
t
0
时刻,金属杆进入磁感应强度大小为
B
、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为
μ
.
重力加速度大小为
g
.
求:
(1)
金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;
(2)
电阻的阻值.
(1)
作用在金属棒
ab
上的安培力的大小;
(2)
金属棒
ab
运动速度的大小.
解析
(1)
设两导线的张力大小之和为
T
.
右斜面对
ab
棒的支持力的大小为
N
1
,作用在金属棒
ab
上的安培力的大小为
F
,左斜面对金属棒
cd
的支持力大小为
N
2
.
对于金属棒
ab
,由力的平衡条件得
2
mg
sin
θ
=
μN
1
+
T
+
F
,
①
N
1
=
2
mg
cos
θ
,
②
对于金属棒
cd
,同理有
mg
sin
θ
+
μN
2
=
T
,
③
N
2
=
mg
cos
θ
,
④
联立
①②③④
可得
F
=
mg
(sin
θ
-
3
μ
cos
θ
)
.
⑤
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