- 2021-05-20 发布 |
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文档介绍
【物理】2019届一轮复习人教版 电磁感应 学案
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查看更多
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