2020年高考物理二轮提分秘籍：电磁感应定律及其应用(学生版)
2020版高考物理大二轮复习试题：电磁感应规律及其应用(含答案)
回扣练12：电磁感应规律及其应用1．如图所示，两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd ，b 、d 间连有一固定电阻R ，导轨电阻可忽略不计．MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆，与ab 垂直，其电阻也为R .整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B ，磁场方向垂直于导轨所在平面(垂直纸面向里)．现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 水平向右做匀速运动．令U 表示MN 两端电压的大小，则( )A ．U ＝12Blv ，流过固定电阻R 的感应电流由b 经R 到dB ．U ＝Blv ，流过固定电阻R 的感应电流由d 经R 到bC ．MN 受到的安培力大小F A ＝B 2l 2v 2R，方向水平向右 D ．MN 受到的安培力大小F A ＝B 2l 2v R，方向水平向左 解析：选A.当MN 运动时，相当于电源．但其两边的电压是外电路的电压，假设导轨没电阻，MN 两端的电压也就是电阻R 两端的电压，电路中电动势为E ＝BlV ，MN 的电阻相当于电源的内阻，二者加起来为2R ，则电阻上的电压为12Blv ，再由右手定则，拇指指向速度方向，手心被磁场穿过，四指指向即为电流方向，即由N 到M ，那么流过电阻的就是由b 到d .故A 正确，B 错误．MN 受到的安培力F ＝BIl ＝B 2l 2v 2R；由左手定则可知，安培力的方向水平向左；故CD 错误．故选A.2．如图所示，两相邻有界匀强磁场的宽度均为L ，磁感应强度大小相等、方向相反，均垂直于纸面．有一边长为L 的正方形闭合线圈向右匀速通过整个磁场．用i 表示线圈中的感应电流，规定逆时针方向为电流正方向，图示线圈所在位置为位移起点，则下列关于i x 的图象中正确的是( )解析：选C.线圈进入磁场，在进入磁场的0～L 的过程中，E ＝BLv ，电流I ＝BLv R ，根据右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向；在L ～2L 的过程中，电动势E ＝2BLv ，电流I ＝2BLv R，根据右手定则判断方向为顺时针方向，为负方向；在2L ～3L 的过程中，E ＝BLv ，电流I ＝BLv R，根据右手定则判断方向为逆时针方向，为正方向；故ABD 错误，C 正确；故选C.3．如图所示，表面粗糙的U 形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为R 的金属棒ab ，金属棒与线框接触良好，一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确的是( )A ．当变阻器滑片P 向上滑动时，螺线管内部的磁通量增大B ．当变阻器滑片P 向下滑动时，金属棒所受摩擦力方向向右C ．当变阻器滑片P 向上滑动时，流过金属棒的电流方向由a 到bD ．当变阻器滑片P 向下滑动时，流过金属棒的电流方向由a 到b解析：选C.根据右手螺旋定则可知螺线管下端为N 极，而穿过回路的磁通量分为两部分，一部分为螺线管内部磁场，方向竖直向下，一部分为螺线管外部磁场，方向竖直向上，而总的磁通量方向为竖直向下，当变阻器滑片P 向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，螺线管中电流减小，产生的磁场变弱，即穿过回路的磁通量向下减小，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由a 到b ，A 错误C 正确；当变阻器滑片P 向下滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻减小，螺线管中电流变大，产生的磁场变强，即穿过回路的磁通量向下增大，根据楞次定律可得流过金属棒的电流方向由b 到a ，而导体棒所处磁场方向为竖直向上的，金属棒所受安培力方向向右，故摩擦力方向向左，故BD 错误．故选C.4．如图所示，处于竖直面的长方形导线框MNPQ 边长分别为L和2L ，M 、N 间连接两块水平正对放置的金属板，金属板距离为d ，虚线为线框中轴线，虚线右侧有垂直线框平面向里的匀强磁场．两板间有一个质量为m 、电量为q 的带正电油滴恰好处于平衡状态，重力加速度为g ，则下列关于磁场磁感应强度大小B 的变化情况及其变化率的说法正确的是( )A ．正在增强，ΔB Δt ＝mgd qL 2 B ．正在减小，ΔB Δt ＝mgd qL 2C ．正在增强，ΔB Δt ＝mgd 2qL 2D ．正在减小，ΔB Δt ＝mgd 2qL2 解析：选B.电荷量为q 的带正电的油滴恰好处于静止状态，电场力竖直向上，则电容器的下极板带正电，所以线框下端相当于电源的正极，感应电动势顺时针方向，感应电流的磁场方向和原磁场同向，根据楞次定律，可得穿过线框的磁通量在均匀减小；线框产生的感应电动势：E ＝ΔB Δt S ＝ΔB Δt L 2；油滴所受电场力：F ＝E 场q ，对油滴，根据平衡条件得：q E d＝mg ；所以解得，线圈中的磁通量变化率的大小为：ΔB Δt ＝mgd qL2；故选B. 5.如图所示，相距为d 的两条水平虚线L 1、L 2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L (L ＜d )，质量为m 、电阻为R ，将线圈在磁场上方h 高处静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场一直到ab 边离开磁场为止)( )A ．感应电流所做的功为3mgdB ．线圈的最小速度一定大于mgR B 2L 2C ．线圈的最小速度一定是2g （h ＋L －d ）D ．线圈穿出磁场的过程中，感应电流为逆时针方向解析：选C.据能量守恒，研究从cd 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的过程：动能变化量为0，重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量，Q ＝mgd .cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，所以从cd 边刚穿出磁场到ab 边离开磁场的过程，线框产生的热量与从cd 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd 边进入磁场到ab 边离开磁场的过程，产生的热量Q ′＝2mgd ，感应电流做的功为2mgd ，故A 错误．线框可能进入磁场先做减速运动，在完全进入磁场前已做匀速运动，刚完全进入磁场时的速度最小，有：mg ＝B 2L 2v R ，解得可能的最小速度v ＝mgR B 2L2，故B 错误．因为进磁场时要减速，线圈全部进入磁场后做匀加速运动，则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小，线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程，根据能量守恒定律得：mg (h ＋L )＝Q＋12mv 2，解得最小速度v ＝2g （h ＋L －d ），故C 正确．线圈穿出磁场的过程，由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针，故D 错误．故选C.6．如图所示的电路中，三个相同的灯泡a 、b 、c 和电感L 1、L 2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．电键S 从闭合状态突然断开时，下列判断正确的( )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 都先变亮，然后逐渐变暗解析：选A.电键S 闭合时，电感L 1中电流等于两倍L 2的电流，断开电键S 的瞬间，由于自感作用，两个电感线圈相当于两个电源，与三个灯泡构成闭合回路，通过b 、c 的电流都通过a ，故a 先变亮，然后逐渐变暗，故A 正确； b 、c 灯泡由电流i 逐渐减小，B 、C 、D 错误 .故选A.7．(多选)如图甲所示，宽度为L 的足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接一电容为C 的电容器，将一质量为m 的导体棒与导轨垂直放置，导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B .用与导轨平行的外力F 向右拉动导体棒，使导体棒由静止开始运动，作用时间t 1后撤去力F ，撤去力F 前棒内电流变化情况如图乙所示．整个过程中电容器未被击穿，不计空气阻力．下列说法正确的是 ( )A ．有外力作用时，导体棒在导轨上做匀速运动B ．有外力作用时，导体棒在导轨上做匀加速直线运动C ．外力F 的冲量大小为It 1⎝ ⎛⎭⎪⎫BL ＋m CBL D ．撤去外力F 后，导体棒最终静止在导轨上，电容器中最终储存的电能为零解析：选BC.对电容器Q ＝CU ，则ΔQ ＝C ΔU ，I ＝ΔQ Δt ；ΔU ＝ΔE ＝BL Δv ；解得I ＝CBL Δv Δt＝CBLa ，则导体棒的加速度a 恒定，做匀加速运动，选项A 错误，B 正确；根据牛顿第二定律：F －BIL ＝ma ，则F ＝BIL ＋mI CBL ，则外力F 的冲量大小为I F ＝Ft 1＝It 1⎝⎛⎭⎪⎫BL ＋m CBL ，选项C 正确；撤去外力F 后，导体棒开始时做减速运动，当导体棒产生的感应电动势与电容器两端电压相等时，回路中电流为零，此时安培力为零，导体棒做匀速运动，此时电容器两端的电压不为零，则最终储存的电能不为零，选项D 错误；故选BC.8．(多选)如图所示，在竖直平面内MN 、PQ 两光滑金属轨道平行竖直放置，两导轨上端M 、P 间连接一电阻R .金属小环a 、b 套在金属轨道上，质量为m 的金属杆固定在金属环上，该装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直竖直平面向里．金属杆以初速度v 0从图示位置向上滑行，滑行至最高点后又返回到出发点．若运动过程中，金属杆保持水平，两环与导轨接触良好，不计轨道、金属杆、金属环的电阻及空气阻力．金属杆上滑过程和下滑过程相比较，以下说法正确的是( )A ．上滑过程所用时间比下滑过程短B ．上滑过程通过电阻R 的电量比下滑过程多C ．上滑过程通过电阻R 产生的热量比下滑过程大D ．上滑过程安培力的冲量比下滑过程安培力的冲量大解析：选AC. 如图所示，v t 图斜率代表加速度，其面积表示位移，上滑过程中，做加速度逐渐减小的减速运动，下滑过程中是加速度逐渐减小的加速运动，由于位移大小相等，可知上升时间小于下落时间，故A 正确；由q ＝ΔΦR，可知上滑过程通过电阻R 的电量等于下滑过程中电量，故B 错误；在相同位置，上滑时的速度大于下滑时的速度，则上滑过程安培力的平均值大于下滑过程安培力的平均值，导致上滑过程中导体棒克服安培力做功多，则上滑过程中电阻R 产生的热量大于下滑过程中产生的热量，故C 正确．安培力冲量I ＝BLq ，q ＝ΔΦR，可知上滑过程安培力的冲量等于下滑过程安培力的冲量，故D 错误．9．(多选)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．质量为m 、长为L 、电阻为R 的金属棒垂直导轨放置，且始终与导轨接触良好．金属导轨的上端连接一个阻值也为R 的定值电阻．现闭合开关K ，给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为F ＝2mg 的恒力，使金属棒由静止开始运动．若金属棒上滑距离s 时，金属棒开始匀速运动，则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程，下列说法中正确的是(重力加速度为g )( )A ．金属棒的末速度为3mgRB 2L 2 B ．金属棒的最大加速度为1.4gC ．通过金属棒的电荷量为BLs RD ．定值电阻上产生的焦耳热为34mgs －9m 3g 2R 24B 4L4 解析：选AD.设金属棒匀速运动的速度为v ，则感应电动势E ＝BLv ；回路电流I ＝E 2R ＝BLv2R ；安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2v 2R ；金属棒匀速时，受力平衡有F ＝mg sin 30°＋F 安，即2mg ＝12mg ＋B 2L 2v 2R联立解得：v ＝3mgR B 2L2，故A 正确；金属棒开始运动时，加速度最大，即F －mg sin 30°＝ma ，代入数据2mg －12mg ＝ma ，解得a ＝1.5g ，故B 错误；根据感应电量公式Q ＝ΔΦR 总＝BLs 2R，故C 错误；对金属棒运用动能定理，有Fs －mgs sin 30°－Q ＝12mv 2，其中定值电阻上产生的焦耳热为Q R ＝12Q ＝34mgs －9m 3g 2R 24B 4L4，故D 正确；故选AD. 10．(多选)如图甲所示，光滑且足够长的金属导轨MN 、PQ 平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.2 m ，两导轨的左端之间连接的电阻R ＝0.4 Ω，导轨上停放一质量m ＝0.1 kg 的金属杆ab ，位于两导轨之间的金属杆的电阻r ＝0.1 Ω，导轨的电阻可忽略不计．整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．现用一外力F 水平向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U 随时间t 变化的关系如图乙所示．则在金属杆开始运动经t ＝ 5.0 s 时( )A ．通过金属杆的感应电流的大小为1.0 A ，方向由b 指向aB ．金属杆的速率为4.0 m/sC ．外力F 的瞬时功率为1.0 WD ．0～5.0 s 内通过R 的电荷量为5.0 C解析：选AC.导体棒向右切割磁感线，由右手定则知电流方向为b 指向a ，金属杆开始运动经t ＝5.0 s ，由图象可知电压为0.4 V ，根据闭合电路欧姆定律得I ＝U R ＝0.40.4 A ＝1 A ，故A 正确；根据法拉第电磁感应定律知E ＝BLv ，根据电路结构可知：U ＝R R ＋r E ，解得v ＝5 m/s ，故B 错误；根据电路知U ＝R R ＋r BLv ＝0.08v ＝0.08at ，结合U t 图象知导体棒做匀加速运动，加速度为a ＝1 m/s 2，根据牛顿第二定律，在5 s 末时对金属杆有：F －BIL ＝ma 解得：F ＝0.2 N ，此时F 的瞬时功率P ＝Fv ＝0.2×5 W＝1 W 故C 正确；0～5.0 s 内通过R 的电荷量为q ＝It ＝E R ＋r t ＝ΔΦt （R ＋r ）×t ＝ΔΦR ＋r ＝B ×12at 2R ＋r ＝12.5 C ，故D 错误；综上所述本题答案是AC.。
2020版高考物理二轮复习专题四第2讲电磁感应规律及综合应用讲义增分练(含解析)(最新整理)
第2讲电磁感应规律及综合应用网络构建备考策略1.看到“磁感应强度B随时间t均匀变化”,想到“错误!＝k为定值”。
2.应用楞次定律时的“三看”和“三想”(1)看到“线圈(回路）中磁通量变化"时，想到“增反减同”。
（2)看到“导体与磁体间有相对运动”时，想到“来拒去留".(3）看到“回路面积可以变化”时，想到“增缩减扩”。
3。
抓住“两个定律"、运用“两种观点”、分析“一种电路”“两个定律”是指楞次定律和法拉第电磁感应定律;“两种观点"是指动力学观点和能量观点；“一种电路”是指电磁感应电路.楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用楞次定律的应用【典例1】(2019·浙江绍兴选考模拟）大小不等的两导电圆环P、Q均固定于水平桌面，Q 环位于P环内。
在两环间的范围内存在方向竖直向下、大小随时间均匀增强的匀强磁场B,则（)图1A。
Q环内有顺时针方向的感应电流B。
Q环内有逆时针方向的感应电流C。
P环内有顺时针方向的感应电流D.P环内有逆时针方向的感应电流解析由楞次定律可知P环内有逆时针方向的感应电流，Q环内没有感应电流产生,故A、B、C错误，D正确。
答案D【典例2】（2019·浙江海宁选考模拟)（多选）如图2所示，闭合导体环水平固定.条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直轴线下落，穿过导体环的过程中，关于导体环中的感应电流及条形磁铁的加速度，下列说法正确的是( )图2A.从上向下看,导体环中的感应电流的方向先顺时针后逆时针B.从上向下看，导体环中的感应电流的方向先逆时针后顺时针C.条形磁铁的加速度一直小于重力加速度D。
条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度解析当条形磁铁的中心恰好位于导体环所在的水平面时，条形磁铁内部向上的磁感线都穿过了导体环，而条形磁铁外部向下穿过导体环的磁通量最少,所以此时刻穿过导体环的磁通量最大,因此全过程导体环中磁通量方向向上，先增大后减小，从上向下看,感应电流方向先顺时针后逆时针，A正确，B错误；导体环中的感应电流产生的磁场始终阻碍条形磁铁运动,所以条形磁铁的加速度一直小于重力加速度，C正确，D错误。
【整合】2020版高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题11电磁感应规律及其应用教案
【关键字】整合专题十一电磁感应规律及其应用——————[知识结构互联]———————[核心要点回扣]—————1．“三定则、一定律”的应用(1)安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向．(2)左手定则：判断磁场对运动电荷、电流的作用力的方向．(3)右手定则：判断部分导体切割磁感线产生感应电流的方向．(4)楞次定律：判断闭合电路磁通量发生变化产生感应电流的方向．2．求感应电动势的两种方法(1)E＝n，主要用来计算感应电动势的平均值．(2)E＝BLv，主要用来计算感应电动势的瞬时值或平均值．考点1 电磁感应规律及其应用(对应学生用书第56页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年8考：2017年Ⅰ卷T18、Ⅲ卷T15 2016年Ⅰ卷T24、Ⅱ卷T202015年Ⅰ卷T19、Ⅱ卷T15 2014年Ⅰ卷T142013年Ⅱ卷T19[考情分析]1．高考在本考点的考查主要集中在导体棒切割磁感线为背景的电动势的计算及方向的判断．2．掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律及右手定则是突破考点的关键．3．对感应电流产生的条件理解不准确，易误认为只要切割就有感应电流．4．左手定则和右手定则混淆易出现电流方向的判断错误．1．(楞次定律的应用)(2017·Ⅲ卷T15)如图11-1所示，在方向笔直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场笔直．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( )图11-1A．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D [金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向笔直纸面向里，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笔直纸面向外，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笔直纸面向外，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笔直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．]2.(楞次定律的应用)(2017·Ⅰ卷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11-2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( )图11-2[题眼点拨] ①“安装若干对紫铜薄板”说明紫铜薄板中可产生感应电流(涡流)阻碍底盘振动；②“紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效”说明紫铜薄板上下及左右振动时均有涡流产生．A [底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种情况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以改变，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种情况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种情况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确．]3．(法拉第电磁感应定律的应用)(多选)(2016·Ⅱ卷T20)法拉第圆盘发电机的示意图如图11-3所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( )图11-3A.若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍[题眼点拨] ①切割类可用右手定则判断感应电流的方向；②转动切割感应电动势大小可用E＝Bl2ω计算．AB [由右手定则知，圆盘按如题图所示的方向转动时，感应电流沿a到b的方向流动，选项B正确；由感应电动势E＝Bl2ω知，角速度恒定，则感应电动势恒定，电流大小恒定，选项A正确；角速度大小变化，感应电动势大小变化，但感应电流方向不变，选项C错误；若ω变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由P＝I2R知，电流在R上的热功率变为原来的4倍，选项D错误．](多选)在第3题中，去掉电路和磁场，让圆盘逆时针转动，现施加一笔直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法正确的是( )图11-4A ．处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B ．所加磁场越强越易使圆盘停止转动C ．若所加磁场反向，圆盘将加速转动D ．若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动ABD [根据右手定则，处于磁场中的圆盘部分，感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处，故靠近圆心处电势高，A 正确；安培力F ＝，磁场越强，安培力越大，B 正确；磁场反向时，安培力仍是阻力，C 错误；若所加磁场穿过整个圆盘，则磁通量不再变化，没有感应电流，安培力为零，故圆盘不受阻力作用，将匀速转动，D 正确．] (2015·Ⅱ卷T15)如图所示，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 －aC ．Ubc ＝－Bl2ω，金属框中无电流D ．U bc ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a －c －b －a C [金属框abc 平面与磁场平行，转动过程中磁通量始终为零，所以无感应电流产生，选项B 、D 错误．转动过程中bc 边和ac 边均切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则判断U a ＜U c ，U b ＜U c ，选项A 错误．由转动切割产生感应电动势的公式得U bc ＝－12Bl 2ω，选项C 正确．] ■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·1．感应电流方向的判断方法一是利用右手定则，即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断；二是利用楞次定律，即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断．2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．3．求感应电动势的三种方法(1)E ＝n ΔΦΔt，适用于普遍情况； (2)E ＝BLv ，主要用来计算感应电动势的瞬时值．(3)E ＝12Bl 2ω，用于导体棒旋转切割磁感线的情况． ■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 法拉第电磁感应定律的应用1．(2017·天津高考)如图115所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R .金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab 始终保持静止，下列说法正确的是( )【导学号：】图115A ．ab 中的感应电流方向由b 到aB ．ab 中的感应电流逐渐减小C ．ab 所受的安培力保持不变D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小D [A 错：根据楞次定律，ab 中感应电流方向由a 到b .B 错：根据E ＝ΔB Δt ·S ，因为ΔB Δt 恒定，所以E 恒定，根据I ＝E R ＋r知，回路中的感应电流恒定．C 错：根据F ＝BIl ，由于B 减小，安培力F 减小．D 对：根据平衡条件，静摩擦力f ＝F ，故静摩擦力减小．](2017·鹰潭市一模)如图所示，在竖直平面内有一金属环，环半径为0.5 m ，金属环总电阻为2 Ω，在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ＝1 T ，在环的最高点上方A 点用铰链连接一长度为1.5 m 、电阻为3 Ω的导体棒AB ，当导体棒AB 摆到竖直位置时，导体棒B 端的速度为3 m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触，则导体棒AB 摆到竖直位置时AB 两端的电压大小为( )A ．0.4 VB ．0.65 VC ．2.25 VD ．4.5 VB [当导体棒摆到竖直位置时，由v ＝ωr 可得：C 点的速度为：v C ＝13v B ＝13×3 m/s＝1 m/sAC 间电压为：U AC ＝E AC ＝BL AC ·v C 2＝1×0.5×12 V ＝0.25 VCB 段产生的感应电动势为：E CB ＝BL CB ·v C ＋v B 2＝1×1×1＋32V ＝2 V 圆环两侧电阻并联，总电阻为：R ＝12Ω＝0.5 Ω， 金属棒CB 段的电阻为：r ＝2 Ω则CB 间电压为：U CB ＝R r ＋R E CB ＝0.50.5＋2×2 V＝0.4 V 故AB 两端的电压大小为：U AB ＝U AC ＋U CB ＝0.25 V ＋0.4 V ＝0.65 V故选B.]考向2 楞次定律的应用2．(多选)(2017·宝鸡市一模)如图116所示，两个条形磁铁的N 和S 极相向水平放置，一竖直放置的矩形线框从两个磁铁之间正上方自由落下，并从两磁铁中间穿过．下列关于线框受到安培力及从右向左看感应电流方向说法正确的是( )【导学号：】图116A ．感应电流方向先逆时针方向，后顺时针方向B ．感应电流方向先顺时针方向，后逆时针方向C ．安培力方向一直竖直向上D ．安培力方向先竖直向上，后竖直向下BC [由图可知，磁感线从左向右，则中间磁感应强度最大，而向两边越来越小，故在线圈从高处下落过程中，穿过线圈的磁通量一直向右，且先增大后减小，则由楞次定律可知，感应电流先顺时针后逆时针，故B 正确，A 错误；产生的感应电流一直阻碍物体间的相对运动，故安培力方向一定一直竖直向上，故C 正确，D 错误．]如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m 的铜质矩形线圈．当一竖直放置的通有恒定电流的螺线管沿线圈中线AB 正上方水平快速通过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N 及在水平方向的运动趋势，下列说法中正确的是( )A ．F N 先小于mg 后大于mg ，运动趋势向左B ．F N 先大于mg 后小于mg ，运动趋势先向右后向左C ．F N 先小于mg 后大于mg ，运动趋势先向左后向右D ．F N 先大于mg 后小于mg ，运动趋势向右D [通电螺线管从线圈正上方快速通过时，通过线圈的磁通量先增大后减小．当通过线圈磁通量增大时，为阻碍其增大，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上线圈有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上线圈有向右运动的趋势．综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右，D 正确．]考点2 电磁感应中的图象问题(对应学生用书第57页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年4考：2017年Ⅱ卷T 20 2014年Ⅰ卷T 182013年Ⅰ卷T 17、Ⅱ卷T 16[考情分析]1．本考点的命题主要涉及i t 图、E t 图、B t 图、Φt 图，还有v t 图、F t 图等．2．突破本考点的关键是灵活应用楞次定律、法拉第电磁感应定律判断电流方向及计算电动势的大小．3．不能正确的将磁场变化和电流变化相互转换易出现错解．4．不理解图象斜率、曲直的意义，多阶段过程中不能将各阶段的运动和图象变化相对应易出现错解．4．(图象的应用)(多选)(2017·Ⅱ卷T 20)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117(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( )图117A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC ．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 NBC [A 错：由图象可知，cd 边切割磁感线产生的感应电动势E ＝0.01 V ，由公式E＝BLv ，可得磁感应强度的大小B ＝0.010.1×0.5T ＝0.2 T. B 对：由图象可知，从导线框的cd 边进入磁场到ab 边刚好进入磁场，用时为0.2 s ，可得导线框运动速度的大小v ＝0.10.2m/s ＝0.5 m/s. C 对：感应电流的方向为顺时针时，对cd 边应用右手定则可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外．D 错：t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 时间段为cd 边离开磁场，ab 边切割磁感线的过程．由闭合电路欧姆定律及安培力公式得安培力F ＝BEL R，代入数据得F ＝0.04 N ．]5．(图象的转换)(2014·Ⅰ卷T 18)如图118(a)，线圈ab 、cd 绕在同一软铁芯上，在ab 线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd 间电压如图(b)所示．已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab 中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )图118[题眼点拨] ①“ab 通以变化电流”说明a 图中左侧线圈相当于场源；②“磁场与电流成正比”说明磁场与其对应电流的变化规律相同．C [由题图(b)可知在cd 间不同时间段内产生的电压是恒定的，所以在该时间段内线圈ab 中的磁场是均匀变化的，则线圈ab 中的电流是均匀变化的，故选项A 、B 、D 错误，选项C 正确．]在第5题中，若将(a)图改为如图119甲所示，且通入如图119乙所示的磁场，已知螺线管(电阻不计)的匝数n ＝6，截面积S ＝10 cm 2，线圈与R ＝12 Ω的电阻连接，水平向右且均匀分布的磁场穿过螺线管，磁场与线圈平面垂直，磁感应强度大小B 随时间t 变化的关系如图乙所示，规定感应电流i 从a 经过R 到b 的方向为正方向．忽略线圈的自感影响，下列i t 关系图中正确的是( )图119【解析】 由题意可知，在0～2 s 时间内，磁感应强度变化率的大小为ΔB 1Δt 1＝3×10－3 T/s ，根据法拉第电磁感应定律可得电动势的大小为E 1＝n ΔB 1Δt 1S ＝1.8×10－5 V ，根据闭合电路欧姆定律，可得感应电流i 1＝E 1R ＝1.5×10－6 A ，根据楞次定律，可知感应电流方向为a →R →b ，为正方向；同理可计算在2～5 s 时间内，i 2＝E 2R ＝1×10－6A ，根据楞次定律，可知感应电流方向为b →R →a ，为负方向；根据磁感应强度变化的周期性，可得感应电流变化的周期性，故B 正确，A 、C 、D 错误．【答案】 B■熟技巧·类题通法…………………………………………………………………·1．三类图象问题在电磁感应现象中，磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力等物理量随时间(或位移)的变化规律，可用图象直观地表示．图象问题常见命题形式有三种：(1)由给定的电磁感应过程判断相应物理量的函数图象．(2)由给定的物理量的图象分析判断相应物理量的图象．(3)由给定的有关图象分析电磁感应过程，确定相关的物理量．2．图象类选择题的两个技法(1)排除法：定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化)，特别是物理量的正负，排除错误的选项．没有表示方向的正负时，优先判断方向有时会产生意想不到的效果．(2)函数法：根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图象做出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法．3．解答电磁感应图象问题的三个关注(1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系是选择或绘制图象的关键．(2)在图象中I 、v 等物理量的方向是通过正负值来反映的．(3)注意过程或阶段的选取．一般进磁场或出磁场，磁通量最大或最小，有效切割长度最大或最小等是分段的关键点．■对考向·高效速练…………………………………………………………………..· 考向1 图象的确定3. (2016·邯郸调研)如图1110中有A 、B 两个线圈．线圈B 连接一电阻R ，要使流过电阻R 的电流大小恒定，且方向由c 点流经电阻R 到d 点．设线圈A 中电流i 从a 点流入线圈的方向为正方向，则线圈A 中的电流随时间变化的图象是( )图1110A [要产生流过电阻R 的电流大小恒定，且方向由c 点流经电阻R 到d 点，则有先从b 电流流入，且大小减小，根据楞次定律与右手螺旋定则可知，符合要求，故A 正确．当电流i 从a 点流入线圈，且大小减小时，根据楞次定律可知，电流从d 点流经电阻R 到c 点，故B 错误．要使流过电阻R 的电流大小恒定，根据法拉第电磁感应定律，则通入电流必须均匀变化，故C 、D 错误．](2017·辽宁省实验中学模拟)如图所示，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd 、eg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab 与导轨接触良好．在两根导轨的端点d 、e 之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F 1作用在金属杆ab 上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab 始终垂直于导轨．金属杆受到的安培力用F f 表示，则关于选项中F 1与F f 随时间t 变化的关系图象可能的是( )B [根据安培力大小表达式F f ＝B 2L 2v R，可知安培力与速率成正比．选项图中安培力随时间均匀增大，则速度随时间均匀增大，说明导体棒应做匀加速运动，加速度a 一定，根据牛顿第二定律得：F 1－F f ＝ma ，得F 1＝B 2L 2v R＋ma ，可见外力F 1与速度是线性关系，速度随时间均匀增大，则外力F 1也随时间均匀增大，故B 正确．]考向2 图象的转换4．(多选)(2017·高三第二次全国大联考(新课标卷Ⅰ))如图1111所示，粗细均匀的矩形金属导体方框abcd 固定于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示．以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B 的正方向，则下列关于ab 边的热功率P 、ab 边受到的安培力F (以向右为正方向)随时间t 变化的图象中正确的是( )【导学号：】图1111AD [根据法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ΔtS 可知，产生的感应电动势大小不变，所以感应电流大小也不变，ab 边热功率P ＝I 2R ，恒定不变，A 正确，B 错误；根据安培力公式F ＝BIL ，因为电流大小、ab 边长度不变，安培力与磁感应强度成正比，根据左手定则判定方向，可知C 错误，D 正确．]考向3 图象的应用5．(多选)(2017·皖南八校联考)半径为r 带缺口的刚性金属网环在纸面上固定放置，在网环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板A 、B 连接，两板间距为d 且足够宽，如图1112甲所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示．在平行金属板A 、B 正中间有质量未知、电荷量为q 的带电液滴，液滴在0～0.1 s 处于静止状态，已知重力加速度为g .则以下说法正确的是( )图1112A ．液滴带正电B ．液滴的质量为q πr 210gdC ．第0.3 s 时液滴的运动方向改变D ．第0.4 s 时液滴距初始位置距离为0.08g (单位：米)ABD [根据楞次定律可知，在0～0.1 s 内线圈中产生的感应电动势下板为正，液滴处于平衡状态时，可知液滴带正电，选项A 正确．在0～0.1 s 内线圈中产生的感应电动势E ＝ΔB Δt S ＝0.010.1×πr 2 V ＝0.1πr 2 V ；对液滴mg ＝E d q ，解得m ＝q πr 210gd，选项B 正确.0.1～0.2 s 时电动势的方向发生改变，则液滴向下做加速运动，0.2～0.3 s 时电动势的方向不变，液滴继续向下加速运动，选项C 错误．液滴向下运动的加速度为mg ＋E d q ＝ma ，解得a ＝2g,0.1～0.3 s 内液滴向下加速运动的位移x 1＝12at 2＝12×2g ×0.22m ＝0.04g m ；在0.3 s 时刻液滴的速度v ＝at ＝2g ×0.2 m/s＝0.4g m/s ；0.3～0.4 s 内液滴匀速运动，故位移x 2＝vt ＝0.04g m ，第0.4 s 时液滴距初始位置距离为0.08g (单位：米)，选项D 正确．]1.(多选)(2017·成都市石室中学二诊)如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L 1、L 2、L 3、L 4，在L 1、L 2之间、L 3、L 4之间存在匀强磁场，大小均为1 T ，方向垂直于虚线所在平面．现有一矩形线圈abcd ，宽度cd ＝L ＝0.5 m ，质量为0.1 kg ，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd 边与L 1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t 1时刻cd 边与L 2重合，t 2时刻ab 边与L 3重合，t 3时刻ab 边与L 4重合，已知t 1～t 2的时间间隔为0.6 s ，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．(重力加速度g 取10 m/s 2)则( )A ．在0～t 1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 CB ．线圈匀速运动的速度大小为8 m/sC ．线圈的长度为1 mD ．0～t 3时间内，线圈产生的热量为4.2 JAB [根据平衡有：mg ＝BIL而I ＝BLv R 联立两式解得v ＝mgR B 2L 2＝1×212×0.52 m/s ＝8 m/s.故B 正确． t 1～t 2的时间间隔内线圈一直做匀加速直线运动，知以cd 在L 2为初状态，以ab 边刚进L 3为末状态，设磁场的宽度为d ，则线圈下降的位移为3d ，则有：3d ＝vt －12gt 2，v ＝8 m/s ，t ＝0.6 s ， 代入解得d ＝1 m ，所以线圈的长度为L ′＝2d ＝2 m ，故C 错误．在0～t 1时间内，cd 边从L 1运动到L 2，通过线圈的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BLd R ＝1×0.5×12C ＝0.25 C ，故A 正确．0～t 3时间内，根据能量守恒得，Q ＝mg (3d ＋2d )－12mv 2＝1×5×1 J－12×0.1×82 J ＝1.8 J ．故选A 、B.]2.(多选)如图甲所示，水平面上的平行导轨MN 、PQ 上放着两根垂直导轨的光滑导体棒ab 、cd ，两棒间用绝缘丝线连接；已知平行导轨MN 、PQ 间距为L 1，导体棒ab 、cd 间距为L 2，导轨电阻可忽略，每根导体棒在导轨之间的电阻为R .开始时匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间t 的变化如图乙所示．则以下说法正确的是( )A ．在t 0时刻回路中产生的感应电动势E ＝0B ．在0～t 0时间内导体棒中的电流为L 1L 2B 02Rt 0C ．在t 0/2时刻绝缘丝线所受拉力为L 21L 2B 204Rt 0D ．在0～2t 0时间内回路中电流方向是abdcaBC [由图乙可知，|ΔB Δt |＝B 0t 0，回路面积S ＝L 1L 2，在t 0时刻回路中产生的感应电动势E ＝|ΔB Δt |S ＝L 1L 2B 0t 0，选项A 错误；0～t 0时间内回路中产生的感应电流大小为I ＝E 2R＝L 1L 2B 02Rt 0，选项B 正确；在t 0/2时刻，由左手定则，导体棒ab 所受安培力方向向左，导体棒cd 所受安培力方向向右，磁场磁感应强度为B 0/2，安培力大小为F ＝12B 0·IL 1＝L 21L 2B 204Rt 0，则在t 0/2时刻绝缘丝线所受拉力为L 21L 2B 204Rt 0，选项C 正确；在0～t 0时间内磁感应强度减小，在t 0～2t 0时间内磁感应强度反向增大，根据楞次定律，回路内产生的感应电流方向为顺时针方向，即电流方向是acdba ，选项D 错误．]考点3 电磁感应中的力、电综合问题(对应学生用书第59页)■品真题·感悟高考……………………………………………………………·[考题统计] 五年4考：2016年Ⅱ卷T 24、Ⅲ卷T 25 2014年Ⅱ卷T 252013年Ⅰ卷T 25[考情分析]1．本考点多以导体棒切割磁感线为背景，结合牛顿第二定律对导体棒进行运动分析和受力分析；结合图象，应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电功率、动能定理等规律进行电路、功能关系的计算．2．分析电源时电势高低易出错．3．涉及力和运动的分析时易出现漏力(多力)的现象．4．功能分析时，力做功及电热的计算易漏算(多算)电阻生热．6．(电磁感应中的能量问题)(2016·Ⅱ卷T 24)如图1113所示，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：图1113(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．[题眼点拨] ①“恒定拉力作用”说明金属杆进磁场前做匀加速直线运动；②“保持匀速运动”说明金属杆所受合外力为零．【解析】 (1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma ①设金属杆到达磁场左边界时的速度为v ，由运动学公式有v ＝at 0 ②当金属杆以速度v 在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为E ＝Blv③联立①②③式可得 E ＝Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m －μg . ④ (2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I ，根据欧姆定律 I ＝E R ⑤式中R 为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为f ＝BlI ⑥因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F －μmg －f ＝0⑦联立④⑤⑥⑦式得 R ＝B 2l 2t 0m. ⑧ 【答案】 (1)Blt 0⎝ ⎛⎭⎪⎫F m －μg (2)B 2l 2t 0m 在第6题中改为如下情景．如图1114所示，水平放置的平行光滑导轨间有两个区域有垂直于导轨平面的匀强磁场，虚线M 、N 间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B 1＝8B ，虚线P 、Q 间有垂直于纸面向外的匀强磁场，虚线M 、N 和P 、Q 间距均为d ，N 、P 间距为15d ，一质量为m 、长为L 的导体棒垂直于导轨放置在导轨上，位于M 左侧，距M 也为d ，导轨间距为L ，导轨左端接有一阻值为R 的定值电阻，现给导体棒一个向右的水平恒力F ，导体棒运动以后能匀速地通过两个磁场，不计导体棒和导轨的电阻，求：图1114(1)P 、Q 间磁场的磁感应强度B 2的大小；(2)通过定值电阻的电荷量；(3)定值电阻上产生的焦耳热．【解析】 (1)导体棒在磁场外时，在恒力F 的作用下做匀加速运动，设进入M 、N。
2020年高考物理二轮复习经典试题： 电磁感应规律及其应用 Word版含解析 Word版含答案
2022年高考物理二轮复习经典试题电磁感应规律及其应用一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第2、3、4、5、7、8小题为多选题．)1．[2021·湖北七市联考]奥斯特发觉了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在着某种联系，法拉第发觉了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的生疏更加完善．关于电磁感应，下列说法中正确的是()A. 运动的磁铁能够使四周静止的线圈中产生电流B. 静止导线中的恒定电流可以使四周静止的线圈中产生电流C. 静止的磁铁不行以使四周运动的线圈中产生电流D. 运动导线上的恒定电流不行以使四周静止的线圈中产生电流解析：依据感应电流产生条件，运动的磁铁能够使四周静止的闭合线圈中产生电流，选项A正确．静止导线中的恒定电流不行以使四周静止的线圈中产生电流，选项B错误．静止的磁铁可以使四周运动的闭合线圈中产生电流，选项C错误．运动导线上的恒定电流可以使四周静止的闭合线圈中产生电流，选项D错误．答案：A2．[2021·武汉调研]如图是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路．下列说法正确的是()A. 闭合开关S时，B中产生图示方向的感应电流B. 闭合开关S时，B中产生与图示方向相反的感应电流C. 断开开关S时，电磁铁会连续吸住衔铁D一小段时间D. 断开开关S时，弹簧K马上将衔铁D拉起解析：闭合开关S时，线圈B的磁通量增大，由楞次定律知，线圈B中产生与图示方向相反的感应电流，选项A错误，B正确；断开开关S时，线圈B中的磁通量减小，线圈B产生感应电流，感应电流的磁场连续吸引衔铁D一小段时间，选项C正确，D错误．答案：BC3．如图，水平的平行虚线间距为d＝60 cm，其间有沿水平方向的匀强磁场．一个阻值为R的正方形金属线圈边长l<d，线圈质量m＝100 g．线圈在磁场上方某一高度处由静止释放，保持线圈平面与磁场方向垂直，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等．不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.则( )A. 线圈下边缘刚进磁场时加速度最小B. 线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6 JC. 线圈在进入磁场和穿出磁场的过程中，电流均为逆时针方向D. 线圈在进入磁场和穿出磁场的过程中，通过导线截面的电荷量相等 解析：由于线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等，且线圈全部在磁场中运动时有一段加速阶段，则可推断出线圈下边缘刚进入磁场时安培力大于重力，线圈做减速运动，加速度渐渐减小，选项A 错误；线圈进入磁场过程中，由能量守恒定律得Q ＝ΔE p ＝mgd ＝0.1×10×0.6 J ＝0.6 J ，选项B 正确；线圈进入磁场过程中电流为逆时针方向，线圈离开磁场过程中，电流为顺时针方向，选项C 错误；线圈进入磁场和穿出磁场过程中，通过导线截面的电荷量均为q ＝Bl 2R ，选项D 正确．答案：BD4．上海磁悬浮列车于2003年10月1日正式运营．如图所示为其磁悬浮原理，B 是用高温超导材料制成的超导圆环，A 是圆柱形磁铁，将超导圆环B 水平放在磁铁A 上，它就能在磁场力作用下悬浮在磁铁A 的上方空中．以下推断正确的是( )A. 在B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消逝B. 在B 放入磁场的过程中，B 中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在C. 在B 放入磁场的过程中，如B 中感应电流方向如图所示，则A 的N 极朝上D. 在B 放入磁场的过程中，如B 中感应电流方向如图所示，则A 的S 极朝上解析：当B 环靠近A 时，穿过B 环中的磁通量增大，在该环中会产生感应电流．由于超导体(电阻率为零)没有电阻，所以B 环中的电流不会变小，永久存在，故选项A 错、B 对；由安培定则可推断出B 环的下面是N 极，因此A 的N 极朝上，故选项C 对、D 错．答案：BC5．如图所示，正方形匀强磁场区域内，有一个正方形导线框abcd ，导线粗细均匀，导线框平面与磁感线垂直，导线框各边分别与磁场边界平行．第一次将导线框垂直磁场边界以速度v 匀速拉出磁场，其次次朝另一个方向垂直磁场边界以速度3v 匀速拉出磁场，则将导线框两次拉出磁场的过程中( )A. 导线框中产生的感应电流方向相同B. 导线框中产生的焦耳热相同C. 导线框ad 边两端电势差相同D. 通过导线横截面的电量相同。
考点10 电磁感应规律及其应用-2020年高考物理二轮核心考点总动员(解析版)
【2019·新课标Ⅲ卷】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
2020 届高考二轮复习之核心考点系列之物理考点总动员【二轮精品】
考点 10 电磁感应规律及其应用
【命题意图】 考查法拉第电磁感应定律的应用，涉及图象问题，意在考查考生分析问题，通过图象获取有用信息的能力 和应用数学知识解决问题的能力。电磁感应中的电路、法拉第电磁感应定律、能量转换及电量的计算等知 识点，意在考查考生对电磁感应电路的分析以及对电磁感应中功能关系的正确理解和应用。 【专题定位】 高考对本部分内容的要求较高，常在选择题中考查电磁感应中的图象问题、变压器和交流电的描述问题， 在计算题中作为压轴题，以导体棒运动为背景，综合应用电路的相关知识、牛顿运动定律和能量守恒定律 解决导体棒类问题. 本专题考查的重点有以下几个方面：①楞次定律的理解和应用；②感应电流的图象问题；③电磁感应过程 中的动态分析问题；④综合应用电路知识和能量观点解决电磁感应问题 【考试方向】 电磁感应中常涉及 B—t 图象、Φ—t 图象、E—t 图象、I—t 图象、F—t 图象和 v—t 图象，还涉及 E—x 图象、 I—x 图象等，这类问题既要用到电磁感应的知识，又要结合数学知识求解，对考生运用数学知识解决物理 问题的能力要求较高。主要以选择题的形式单独命题，有时也会以信息给予的方式命制计算题。电磁感应 与能量的综合，涉及到的考点有：法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、功和功率、焦耳 定律、能量守恒定律、功能关系、动能定理等，主要以选择题和计算题的形式考查。 【应考策略】 对本专题的复习应注意“抓住两个定律，运用两种观点，分析三种电路”.两个定律是指楞次定律和法拉第电 磁感应定律；两种观点是指动力学观点和能量观点；三种电路是指直流电路、交流电路和感应电路. 【得分要点】 1、电磁感应中涉及的图线大体上可分为两大类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定 的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。 对图象问题，首先要看两坐标轴代表的物理量，然后再从图线的形状、点、斜率、截距、图线与横轴所围 的面积的意义等方面挖掘解题所需的信息。除了从图象上寻找解题信息外，还要结合楞次定律、右手定则 判断感应电流的方向，根据法拉第电磁感应定律判断感应电动势大小，结合闭合电流欧姆定律计算感应电 流的大小，进而计算安培力大小，或根据电路知识求解其他量。如果线圈或导体做匀速运动或匀变速运动， 还有用到平衡条件和牛顿第二定律等知识。 2、安培力做的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”，安培力做的功是电能与其他形式的能转化 的量度。安培力做多少正功，就有多少电能转化为其他形式的能；安培力做多少负功，就有多少其他形式 的能转化为电能。
2020版高考物理二轮复习专题限时集训电磁感应定律及其应用含解析
9．(多选)(20xx·衡水金卷)如图所示，金属圆环放置在水平桌面上，一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合，永磁体下端为N极，将永磁体由静止释放，永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v，向下的加速度大小为a，圆环的质量为M，重力加速度为g，不计空气阻力，则()
A．俯视看，圆环中感应电流沿逆时针方向
Q＝ mv 。
(3)位移为x时通过的电荷量为
q＝n ＝
由动量定理可得－F安t＝mv－mv0
－nBILt＝mv－mv0
－nBLq＝mv－mv0
解得v＝－ ＋v0。
(4)由v＝－ ＋v0当v＝0时可求得x＝ 。
[答案](1)nBLv0(2) mv (3)v＝－ ＋v0(4)
题号
内容
押题依据
核心考点
核心素养
6．(20xx·山东日照联考)如图甲所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，若线圈ab中电流i与时间t的关系图线如图乙所示，则在这段时间内，下列关于线圈cd中产生的感应电流icd与时间t的关系图线，可能正确的是()
甲 乙
D[由图乙可知，在t＝0时刻，图线的斜率最大，即电流变化最快，电流产生的磁场变化最快，cd线圈中的磁通量变化最快，所以此时在cd线圈中产生的感应电流最大，由于漏磁现象，此时的最大电流比ab中的电流小，综上所述，对比各项可得D正确。]
11．(20xx·杭州联考)如图所示，虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN。缓冲车的底部，安装电磁铁(图中未画出)，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与障碍物C碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦阻力不计。
2020年高考物理二轮精准备考复习专题第13讲 电磁感应规律及其应用(解析版)
2020年高考物理二轮精准备考复习讲义第四部分 电磁感应与电路 第13讲 电磁感应规律及其应用目录一、理清单，记住干 .................................................................................................................................................. 1 二、研高考，探考情 .................................................................................................................................................. 2 三、考情揭秘 .............................................................................................................................................................. 6 四、定考点，定题型 .. (7)超重点突破1楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用 ................................................................................... 7 超重点突破2 电磁感应中的图象问题 ............................................................................................................. 9 超重点突破3 电磁感应中的电路与动力学问题 .......................................................................................... 12 超重点突破4 电磁感应中的能量问题 ........................................................................................................... 14 五、固成果，提能力 (16)一、理清单，记住干1.电磁问题方向判断“三定则、一定律”的应用 (1)安培定则：判断运动电荷、电流产生的磁场方向。
2020版高考物理二轮复习第1部分专题4电路与电磁感应第2讲电磁感应定律及其应用课件
流，且有扩张趋势，选项 B、C 正确；在 t2～t3 时间内，B 的方向向 下，且 B 的变化率逐渐减小，则螺线管中的感应电流方向为从上到 下且逐渐减小，在导线框 abcd 中的磁通量为向里且逐渐减小，穿过 环的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律可知，环内有顺时针方 向的感应电流，选项 D 错误。]
ΔΦ 考向 3 “E＝ Δt ”变化与电路
4．(2019·河南联考)如图甲所示，abcd 为边长为 L＝1 m 的正方 形金属线框，电阻为 R＝2 Ω，虚线为正方形的对称轴，虚线上方线 框内有按图乙变化的匀强磁场，虚线下方线框内有按图丙变化的匀 强磁场，磁场方向垂直于纸面向里为正，则线框中的感应电流大小 为( )
4．(多选)(2018·全国卷Ⅲ·T20)如图(a)所示，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 i，i 的变化如图(b)所示，规定从 Q 到 P 为电流正方向。导 线框 R 中的感应电动势( )
图(a)
图(b)
A．在 t＝T4时为零 B．在 t＝T2时改变方向 C．在 t＝T2时最大，且沿顺时针方向 D．在 t＝T 时最大，且沿顺时针方向
1．感应电流方向的判断方法 (1)右手定则：即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进 行判断。 (2)楞次定律：即根据穿过回路的磁通量的变化情况进行判断(如 下 T1、T3)。
2．楞次定律中“阻碍”的理解 (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同”。 (2)阻碍物体间的相对运动“来拒去留”。 (3)阻碍线圈面积的变化“增缩减扩”(如下 T1)。 (4)阻碍原电流的变化(自感现象)“增反减同”。
A．在 0～t1 时间内，环有收缩趋势 B．在 t1～t2 时间内，环有扩张趋势 C．在 t1～t2 时间内，环内有逆时针方向的感应电流 D．在 t2～t3 时间内，环内有逆时针方向的感应电流
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2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题14 电磁感应定律及其应用题型一 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用【题型解码】(1)理解“谁”阻碍“谁”,及如何阻碍．(2)理解楞次定律的广义形式,“结果”阻碍“原因”．【典例分析1】(2020·山东聊城模拟)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去．现在固定线圈左侧同一位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率ρ铜<ρ铝．闭合开关S 的瞬间( )A ．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B ．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C ．若将环放置在线圈右方,环将向左运动D ．电池正负极调换后,金属环不能向左弹射【典例分析2】(2020·山东等级考模拟)竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中,通有俯视顺时针方向的电流,其大小按图乙所示的规律变化．螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环(未画出),圆环轴线与螺线管轴线重合．下列说法正确的是( )A ．t ＝T 4时刻,圆环有扩张的趋势B ．t ＝T4时刻,圆环有收缩的趋势C ．t ＝T 4和t ＝3T 4时刻,圆环内的感应电流大小相等D ．t ＝3T4时刻,圆环内有俯视逆时针方向的感应电流【典例分析3】(2020·河北省承德二中测试)如图所示,用相同导线绕成的两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r ,圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a 线圈重合,若磁场的磁感应强度均匀增大,开始时的磁感应强度不为0,则()A．任意时刻,穿过a、b两线圈的磁通量之比为1∶4B．a、b两线圈中产生的感应电动势之比为1∶2C．a、b两线圈中产生的感应电流之比为4∶1D．相同时间内a、b两线圈产生的热量之比为2∶1【典例分析4】(2020·湖南长沙模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出,外力所做的功为W1,通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s 时间拉出,外力所做的功为W2,通过导线截面的电荷量为q2,则()A．W1<W2,q1<q2B．W1<W2,q1＝q2C．W1>W2,q1＝q2D．W1>W2,q1>q2【提分秘籍】1.感应电流方向的判断方法(1)右手定则,即根据导体在磁场中做切割磁感线运动的情况进行判断。
(2)楞次定律,即根据穿过闭合回路的磁通量的变化情况进行判断。
2．楞次定律中“阻碍”的主要表现形式(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。
(2)阻碍相对运动——“来拒去留”。
(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。
(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
3．感应电动势大小的计算【突破训练】1．(2019·辽宁大连二模)(多选)近年来,手机无线充电功能的广泛应用为人们提供了很大便利。
如图甲为充电原理示意图。
充电板接交流电源,对充电板供电,充电板内的励磁线圈可产生交变磁场,从而使手机内的感应线圈产生感应电流。
当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时(电流由a流入时方向为正),下列说法正确的是()A．感应线圈中产生的是恒定电流B．感应线圈中电流的方向总是与励磁线圈中电流方向相反C．t3时刻,感应线圈中电流的瞬时值为0 D．t1～t3时间内,c点电势高于d点电势2．(2019·湖北八校联合二模)(多选)如图所示,半径为2L的小圆与半径为3L的圆形金属导轨拥有共同的圆心,在小圆区域内存在垂直于纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在小圆与导轨之间的环形区域内存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。
现将一长度为3L的导体棒置于磁场中,让其一端O点与圆心重合,另一端与圆形导轨良好接触。
在O 点与导轨间接入一阻值为r 的电阻,导体棒以角速度ω沿导轨逆时针做匀速圆周运动,其他电阻不计。
下列说法正确的是( )A ．导体棒O 点的电势比A 点的电势低B ．在导体棒的内部电流由A 点至O 点C ．在导体棒旋转一周的时间内,通过电阻r 的电荷量为2πBL 2rD ．在导体棒旋转一周的时间内,电阻r 产生的焦耳热为18πB 2L 4ωr3.(2019·全国卷Ⅰ)(多选)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图a 中虚线MN 所示。
一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。
t ＝0时磁感应强度的方向如图a 所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图b 所示。
则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内( )A ．圆环所受安培力的方向始终不变B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C ．圆环中的感应电流大小为B 0rS 4t 0ρD ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 24t 04.(2019·北京高考)如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B 。
纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ,其边长为L ,总电阻为R ,ad 边与磁场边界平行。
从ad 边刚进入磁场直至bc 边刚要进入的过程中,线框在向左的拉力作用下以速度v 匀速运动,求：(1)感应电动势的大小E；(2)拉力做功的功率P；(3)ab边产生的焦耳热Q。
题型二电磁感应的图象问题【题型解码】(1)产生电动势的那部分导体相当于电源,电源内部电流由负极流向正极,电源两端电压为路端电压．(2)Φ－t图象、B－t图象的斜率对应电动势大小及电流方向,其斜率不变或平行,感应电动势大小不变,电流方向不变．【典例分析1】(2020·河北唐山检测)如图甲所示,矩形导线框abcd固定在变化的磁场中,产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)．若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向,能够产生如图乙所示电流的磁场为()【典例分析2】(2020·辽宁葫芦岛一模)如图甲所示,在MN、QP间存在一匀强磁场,t＝0时,一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动,外力F随时间t变化的图线如图乙所示,已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝2 Ω,则()A．线框的加速度为2 m/s2 B．磁场宽度为6 mC．匀强磁场的磁感应强度为 2 T D．线框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量为22C【提分秘籍】1．图象类型2．分析方法3．解答电磁感应中图象类选择题的两个常用方法1.(2019·吉林省吉林市三模)将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN ,其中OM ＝R ,圆弧MN 的圆心为O 点,将导线框的O 点置于如图所示的直角坐标系的原点,其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小为B ,第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为2B 。
从t ＝0时刻开始让导线框以O 点为圆心,以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动,假定沿ONM 方向的电流为正,则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是( )2.(2019·湖北七市州教研协作体高三联合模拟)(多选)如图所示,平直光滑导轨a、b间距为d＝4 m,导轨间有一边长为l＝ 3 m的正六边形匀强磁场区域,磁感应强度为B＝1 T,导轨右侧接一定值电阻R＝1 Ω,左侧一导体棒长正好为d,与导轨接触良好且可在导轨上横向自由滑动,导体棒单位长度电阻为R0＝1 Ω,导轨及导线电阻不计。
现让导体棒以速度v＝1 m/s匀速向右运动,从导体棒进入磁场区域开始计时,在通过磁场区域的过程中,定值电阻上流过的电流大小为I,导体棒受到的安培力大小为F,R两端的电压大小为U,R上的热功率为P,则I、F、U和P分别随时间t变化的图象可能正确的是()题型三电磁感应中的力、电综合问题【题型解码】1.分析导体棒切割磁感线运动时要由牛顿第二定律列方程,在方程中讨论v的变化影响安培力的变化,进而影响加速度a的变化,a的变化又影响v的变化．2.克服安培力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程,克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能转化为电能．【典例分析1】(2020·辽宁沈阳质检)如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B＝5 T,导轨宽度L＝0.4 m,左侧与R＝0.5 Ω的定值电阻连接。
右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m＝2.0 kg,电阻r＝0.5 Ω,与导轨的动摩擦因数μ＝0.2,其余电阻可忽略不计。
导体棒ab 在大小为10 N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x＝40 cm后,速度达到最大,取g＝10 m/s2。
求：(1)导体棒ab运动的最大速度是多少？(2)当导体棒ab的速度v＝1 m/s时,导体棒ab的加速度是多少？(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少？【提分秘籍】1.电磁感应中的力电综合问题的分析思路注：有些物理量必须用动量定理或动量守恒定律定量计算(参考易错警示)。
2．求解电磁感应问题中焦耳热的三个途径(1)感应电路为纯电阻电路时产生的焦耳热等于克服安培力做的功,即Q＝W克安,一般用于电流变化的电路。
(2)感应电路中电阻产生的焦耳热等于电流通过电阻做的功,即Q＝I2Rt,一般用于电流恒定的电路。
(3)感应电路中产生的焦耳热可通过能量守恒定律列方程求解。
【突破训练】1.(2019·焦作模拟)如图所示,在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ,磁感应强度B的大小为5 T,磁场宽度d＝0.55 m。
有一边长L＝0.4 m、质量m1＝0.6 kg、电阻R＝2 Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量m2＝0.4 kg的物体相连。
物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4,将线框从图示位置由静止释放,物体到定滑轮的距离足够长。
(取g＝10 m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)(1)求线框abcd还未进入磁场的运动过程中,细线中的拉力大小；(2)当ab边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动,求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x；(3)在(2)问中的条件下,若cd 边离开磁场边界PQ 时,速度大小为2 m/s,求整个运动过程中ab 边产生的热量。
2.(2019·湖南常德一模)(多选)如图所示,匀强磁场的水平边界相距为d ,磁感应强度大小为B 、水平向里。