【物理】2019届一轮复习人教版 电磁感应 学案 28页

一、 考法分析和解题技法 热门考法 ‎◎考法1 电磁感应现象及判断 ‎◎考法2 楞次定律的理解及应用 ‎◎考法3 法拉第电磁感应定律的理解及应用 ‎◎考法4 导体切割磁感线产生感应电动势的计算 ‎◎考法5 电磁感应中的电路问题 ‎◎考法6 电磁感应中的图象问题 ‎◎考法7 电磁感应中的动力学与能量问题 解题技法 þ技法1 理解并计算磁通量；掌握并区分产生感应电动势和感应电流的条件；‎ þ技法2 从阻碍磁通量变化、阻碍相对运动和阻碍面积变化3个角度理解楞次定律；‎ þ技法3 理解并应用法拉第电磁感应定律计算感应电动势；‎ þ技法4 导体切割磁感线的2种情形：平动切割类和转动切割类；‎ þ技法5 电磁感应中的电路问题主要是解决感应电动势的 ；‎ þ技法6 电磁感应中的图象问题主要涉及：F安t图象类、vt图象类、Et图象 类、it图象类和综合图象类；‎ þ技法7 电磁感应中的动力学问题涉及：平衡问题分析和加速运动问题分析；电 磁感应中的能量问题应根据题意利用能量转化与守恒灵活求解，有些题 目可以从动量角度着手，运用动量定理或动量守恒定律解决。‎ 二、真题再现 考例1 (2017课标卷Ⅰ，T18)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(　　)‎ ‎【答案】A ‎【考法】电磁感应现象及判断。‎ 考例2 (2017课标卷Ⅲ，T15)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 ‎【答案】D ‎【解析】金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．‎ ‎【考法】楞次定律的理解及应用。学 ‎ 考例3 (2018全国卷III，T20)（多选）如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ和一导线框R，R在PQ的右侧。导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图(b)所示，规定从Q到P为电流的正方向。导线框R中的感应电动势( )‎ A. 在时为零 B. 在时改变方向 C. 在时最大，且沿顺时针方向 D. 在时最大，且沿顺时针方向 ‎【答案】AC ‎【考法】法拉第电磁感应定律的理解及应用。‎ 考例4 (2015课标卷Ⅱ，T15)如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，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a→b→c→a C．Ubc＝－Bl2ω，金属框中无电流 D．Ubc＝Bl2ω，金属框中电流方向沿a→c→b→a ‎【答案】C ‎【考法】导体切割磁感线产生感应电动势的计算。‎ 考例5 (2015福建卷，T18)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ ‎，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中(　　 ) ‎ A．PQ中电流先增大后减小 B．PQ两端电压先减小后增大 C．PQ上拉力的功率先减小后增大 D．线框消耗的电功率先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】设PQ左侧电路的电阻为Rx，则右侧电路的电阻为3R－Rx，所以外电路的总电阻为R外＝，外电路电阻先增大后减小，所以路端电压先增大后减小，所以B错误；电路的总电阻先增大后减小，再根据闭合电路的欧姆定律可得PQ中的电流，I＝先减小后增大，故A错误；由于导体棒做匀速运动，拉力等于安培力，即F＝BIL，拉力的功率P＝BILv，故先减小后增大，所以C正确；外电路的总电阻R外＝，最大值为R，小于导体棒的电阻R，又外电阻先增大后减小，由电源的输出功率与外电阻的关系图象可知，线框消耗的电功率先增大后减小，故D错误．‎ ‎【考法】电磁感应中的电路问题。‎ 考例6 (2018全国卷II，T18)如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是( ) ‎ ‎【答案】D ‎【考法】电磁感应中的图象问题。‎ 考例7 (2016浙江卷，T16)如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则(　　)‎ A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1‎ C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4‎ D．a、b线圈中电功率之比为3∶1‎ ‎【答案】B ‎【考法】电磁感应中的能量问题。‎ 三、试题预测 预测1 如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ ‎.在下列各过程中，一定能在轨道回路中产生感应电流的是(　　)‎ A．ab向右运动，同时使θ减小 B．磁感应强度B减小，θ角同时也减小 C．ab向左运动，同时增大磁感应强度B D．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)‎ ‎【答案】A ‎【解析】设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BScos θ，A选项中，S增大，θ减小，即cos θ增大，则Φ增大，所以A对；B选项中，磁感应强度B减小，θ减小即cos θ增大，则Φ可能不变，B错；C选项中，S减小，磁感应强度B增大，则Φ可能不变，C错；D选项中，S增大，磁感应强度B增大，θ增大，cos θ减小，则Φ可能不变，D错．‎ ‎【考法】电磁感应现象及判断。‎ 预测2 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0 时间内，直导线中电流向上，则在 T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是(　　)‎ A．顺财针，向左 B．逆时针，向右 C．顺时针，向右 D．逆时针，向左 ‎【答案】B ‎【考法】楞次定律的理解及应用。‎ 预测3 （多选）如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直于纸面向外，一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG正好与上述磁场区域的边界重合，而后绕其几何中心O点在纸面内以角速度ω顺时针方向匀速转动，于是线框EFG中产生感应电动势，若转过60°后线框转到图中的虚线位置，则在这段时间内(　　) ‎ A．感应电流方向为E→G→F→E B．感应电流方向为E→F→G→E C．平均感应电动势大小等于 D．平均感应电动势大小等于 ‎【答案】BC ‎【解析】根据题意，穿过线框的磁通量变小，根据楞次定律，感应电流的磁场方向与原磁场相同，再由安培定则可知感应电流方向为E→F→G→E，A项错误，B项正确；根据几何关系可得，磁场穿过线框的有效面积减小了ΔS＝a2，根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势＝B＝，C项正确，D项错误．‎ ‎【考法】法拉第电磁感应定律的理解及应用。学 ‎ 预测4 图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针(从上向下看)旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则(　　)‎ A．流过定值电阻的电流方向为a到b B．b、a间的电势差为Bωr2‎ C．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍 D．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍 ‎【答案】C ‎【考法】导体切割磁感线产生感应电动势的计算。‎ 预测5 （多选）如图甲所示的电路中，电阻R1＝R，R2＝2R，单匝圆形金属线圈半径为r2，圆心为O，线圈导线的电阻为R，其余导线的电阻不计．半径为r1(r1