2019年高考物理母题题源系列专题11电磁感应中的图象与能量含
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磁场1.(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,等边三角形线框LMN 由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M 、N 与直流电源两端相接,已如导体棒MN 受到的安培力大小为F ,则线框LMN 受到的安培力的大小为A .2FB .1.5FC .0.5FD .0【答案】B【解析】设每一根导体棒的电阻为R ,长度为L ,则电路中,上下两路电阻之比为,根据并联电路两端各电压相等的特点可知,上下两路电流之比12:1:2I I =。
如下图所示,由于上路通电的导体受安培力的有效长度为L ,根据安培力计算公式F ILB =,可知,得12F F '=,根据左手定则可知,两力方向相同,故线框LMN 所受的合力大小为,故本题选B 。
2.(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,边长为l 的正方形abcd 内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外。
ab 边中点有一电子发射源O ,可向磁场内沿垂直于ab 边的方向发射电子。
已知电子的比荷为k 。
则从a 、d 两点射出的电子的速度大小分别为A .14kBl 5B .14kBl ,54kBlC .12kBl 5D .12kBl ,54kBl【答案】B【解析】a 点射出粒子半径R a =4l=a mv Bq ,得:v a =4Bql m =4Blk ,d 点射出粒子半径为,R =54l ,故v d =54Bql m =54klB ,故B 选项符合题意3.(2019·新课标全国Ⅲ卷)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。
一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限,随后垂直于y 轴进入第一象限,最后经过x 轴离开第一象限。
粒子在磁场中运动的时间为A .5π6mqBB .7π6mqBC .11π6mqBD .13π6mqB【答案】B【解析】运动轨迹如图。
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2018普通高校招生考试试题汇编—电磁感应24.(2018全国卷1).(15分)(注意:在试题卷上作答无效)如图,两根足够长的金属导轨ab 、cd 竖直放置,导轨间距离为L 1电阻不计。
在导轨上端并接两个额定功率均为P 、电阻均为R 的小灯泡。
整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。
现将一质量为m 、电阻可以忽略的金属棒MN 从图示位置由静止开始释放。
金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。
已知某时刻后两灯泡保持正常发光.重力加速度为g 。
求:(1)磁感应强度的大小:(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.解析:每个灯上的额定电流为I=U =(1)最后MN 匀速运动故:B2IL=mg B =(2)U=BLv 得:2P v mg==6.如图,EOF 和为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E O F ''',FO∥E O '',且EO⊥OF; 为∠EOF 的角平分线,F O ''OO 'OO '间的距离为l ;磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l 的正方形导线框沿方向匀速通过磁场,t =0时刻恰好位于图OO '示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正,则感应电流i 与实践t 的关系图线可能正确的是7.(2018海南).自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
专题11 电磁感应第一部分名师综述本专题中的基础知识、运动规律较多,是学好后面知识的重要依据;从考纲要求中可以看出需要我们理解质点、时间间隔、时刻、参考系、速度、加速度等基本概念,理解相关知识间的联系和区别,这些知识点一般不会单独出题,但这是解决运动学问题的基础。
要掌握几种常见的运动规律和规律的一些推论,并能应用它们解决实际问题,同时要掌握追及、相遇问题的处理方法。
这些知识可以单独命题,但更多是与牛顿运动定律或带电粒子的运动相结合命制综合的题目。
图象问题一直是高考的热点,本章中位移图象和速度图象一定要认真掌握,并能用来分析物体的运动。
自由落体运动和竖直上抛运动在考纲中虽没有单独列出但仍有可能作为匀变速直线运动的特例进行考查。
第一部分特点描述历年高考对本考点知识的考查覆盖面大,几乎每个知识点都考查到。
特别是左、右手定则的运用和导体棒切割磁感线的运动更是两个命题频率最高的知识点.考题一般运动情景复杂、综合性强,多以把场的性质、运动学规律、牛顿运动定律、功能关系及交变电流等有机结合的计算题出现,难度中等偏上,对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力及用数学方法解决物理问题的能力要求较高。
从近两年高考看,涉及本考点的命题常以构思新颖、高难度的压轴题形式出现,在复习中要高度重视。
特别是通电导体棒在复合场中的运动问题在历年高考中出现频率高,难度大,经常通过变换过程情景、翻新陈题面貌、突出动态变化的手法,结合社会、生产、科技实际来着重考查综合分析能力、知识迁移和创新应用能力。
情景新颖、数理结合、联系实际将是本考点今年高考命题的特点。
第二部分知识背一背一、法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律的内容是感应电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比.在具体问题的分析中,针对不同形式的电磁感应过程,法拉第电磁感应定律也相应有不同的表达式或计算式.1.左手定则与右手定则的区别:判断感应电流用右手定则,判断受力用左手定则.2.应用楞次定律的关键是区分两个磁场:引起感应电流的磁场和感应电流产生的磁场.感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化,“阻碍”的结果是延缓了磁通量的变化,同时伴随着能量的转化.3.楞次定律中“阻碍”的表现形式:阻碍磁通量的变化(增反减同),阻碍相对运动(来拒去留),阻碍线圈面积变化(增缩减扩),阻碍本身电流的变化(自感现象). 三、电磁感应与电路的综合电磁感应与电路的综合是高考的一个热点内容,两者的核心内容与联系主线如图所示:1.产生电磁感应现象的电路通常是一个闭合电路,产生电动势的那一部分电路相当于电源,产生的感应电动势就是电源的电动势,在“电源”内部电流的流向是从“电源”的负极流向正极,该部分电路两端的电压即路端电压,E rR RU +=. 2.在电磁感应现象中,电路产生的电功率等于内外电路消耗的功率之和.若为纯电阻电路,则产生的电能将全部转化为内能;若为非纯电阻电路,则产生的电能除了一部分转化为内能,还有一部分能量转化为其他能,但整个过程能量守恒.能量转化与守恒往往是电磁感应与电路问题的命题主线,抓住这条主线也就是抓住了解题的关键.在闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的问题中,机械能转化为电能,导体棒克服安培力做的功等于电路中产生的电能.说明:求解部分导体切割磁感线产生的感应电动势时,要区别平均电动势和瞬时电动势,切割磁感线的等效长度等于导线两端点的连线在运动方向上的投影. 第三部分技能+方法 一、电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变化的图象,即B-t图、Φ-t图、E-t图、I-t图、F-t图.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随位移s变化的图象,即E-s图、I-s图等.图象问题大体上可分为两类:1.由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象,此类问题要注意以下几点:(1)定性或定量地表示出所研究问题的函数关系;(2)在图象中E、I、B等物理量的方向通过正负值来反映;(3)画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达.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.不管是何种类型,电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、左手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律进行分析解决.二、电磁感应中的动力学问题解决电磁感应中动力学问题的具体思路:电源―→电路―→受力情况―→功、能问题具体步骤为:(1)明确哪一部分电路产生感应电动势,则这部分电路就是等效电源;(2)正确分析电路的结构,画出等效电路图;(3)分析所研究的导体受力情况;(4)列出动力学方程或平衡方程并求解.三、电磁感应中的电路、能量转化问题1.电路问题(1)将切割磁感线导体或磁通量发生变化的回路作为电源,确定感应电动势和内阻.(2)画出等效电路.(3)运用闭合电路欧姆定律,串、并联电路特点,电功率公式,焦耳定律公式等求解.2.能量转化问题(1)安培力的功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”。
母题11 电磁感应中的图象与能量【母题来源一】 2018年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷)【母题原题】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.一边长为线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是()A. B.C. D.【答案】 D【解析】试题分析:找到线框在移动过程中谁切割磁感线,并根据右手定则判断电流的方向,从而判断整个回路中总电流的方向.要分过程处理本题.第一过程从①移动②的过程中然后从③到④的过程中,左边切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也是逆时针,所以当线框再向左运动时,左边切割产生的电流方向顺时针,右边切割产生的电流方向是逆时针,此时回路中电流表现为零,故线圈在运动过程中电流是周期性变化,故D正确;故选D点睛:根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意的图像.【母题来源二】 2018年全国普通高等学校招生统一考试物理(江苏卷)【母题原题】(多选)如图所示,L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆()A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【答案】 BCD错误.点睛:本题以金属杆在两个间隔磁场中运动时间相等为背景,考查电磁感应的应用,解题的突破点是金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,而金属棒在两磁场间运动时只受重力是匀加速运动,所以金属棒进入磁场时必做减速运动.【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. 【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. 【得分要点】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.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.3、当一个闭合回路中的磁通量的改变量为Φ∆时,通过回路中导体横截面的电量为:RΦt tR Φt R E t I q ΔΔ=∆⋅∆=∆⋅=∆=或者R Φn q Δ=(n 匝线圈时),它与磁场是否均匀变化、线框的运动状况以及线框的形状无关.【母题1】.如图所示,PQ 、MN 是放置在水平面内的光滑导轨,GH 是长度为L 、电阻为r 的导体棒,其中点与一端固定的轻弹簧连接,轻弹簧的劲度系数为k .导体棒处在方向向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中.图中E 是电动势为E 、内阻不计的直流电源,电容器的电容为C .闭合开关,待电路稳定后,下列选项正确的是A.B.C.D.【答案】 D【点睛】电路稳定后电容器相当于断路,根据欧姆定律求导体棒中的电流,由Q=CU求电容器的带电量.【母题2】超导体的电阻为零,现有一个本来无电流的固定的超导体圆环如图所示,虚线为其轴线,在其右侧有一个条形永磁体,当永磁体从右侧远处沿轴线匀速穿过该圆环直至左侧远处的过程中,下列I-t图所反映的电流情况合理的是哪个?假设磁体中心刚好处于圆环中心为零时刻,从右向左看逆时针电流规定为正方向( )A. AB. BC. CD. D【答案】 A【解析】条形磁铁从右向左插入线圈时,根据楞次定律可知,线圈中产生从右向左看逆时针电流,当线圈位于磁铁中心位置时,磁通量最大,磁通量的变化率也最大,感应电流最大;当磁铁从左边离开磁场时,根据楞次定律可知,线圈中产生从右向左看逆时针电流;故选项A正确,BCD错误;故选A.【母题3】如图所示,螺线管与电阻R相连,磁铁从螺线管的正上方由静止释放,向下穿过螺线管,下列说法正确的是A. 磁铁刚离开螺线管时的加速度等于重力加速度B. 通过电阻的电流方向先由a到b,后由b到aC. 磁铁减少的重力势能等于回路产生的热量与磁铁增加的动能之和D. 图中a点的电势始终低于b点的电势【答案】 C【点睛】考查了楞次定律的应用,重点是根据磁通量的变化判断出感应电流的有无和方向,能根据来拒去留的判断口诀分析在各点的受力情况.【母题4】如图所示,在同一水平面内有两根光滑平行金属导轨MN和PQ,在两导轨之间竖直放置通电螺线管,ab和cd是放在导轨上的两根金属棒,它们分别放在螺线管的左右两侧,保持开关闭合,最初两金属棒处于静止状态.当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时,ab和cd两棒的运动情况是A. ab、cd都向左运动B. ab、cd都向右运动C. ab向左,cd向右D. ab向右,cd向左【答案】 D【点睛】两棒将线圈围在中间,则穿过两棒所围成的面积的磁场方向是竖直向下.原因是线圈内部磁场方向向下,而外部磁场方向向上,且向下强于向上.【母题5】如图甲所示,在倾角a=370的光滑平行导轨上,有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒AB,平行于斜面底边CD由静止释放.导轨宽度L=10cm,在AB以下距离AB为x1的区域内有垂直于导轨的匀强磁场,该区域面积S=0.3m2,匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,导体棒AB在t=1s时进入磁场区域,并恰好做匀速直线运动,已知导体棒AB的电阻r等于电阻R=6Ω,导轨足够长,重力加速度g=10m/s2,则A. 异体棒AB在磁场外运动时没有感应电流产生B. 位移x1为3m xk/wC. 导体棒AB进入磁场后感应电动势为0.6VD. 在前2s内电路中产生的内能为0.15J【答案】 B【解析】A. 导体棒没有进入磁场区域时穿过回路的磁感应强度不断增大,闭合回路的磁通量发生变化,回路产生感应电流,故A错误;B. 导体棒没有进入磁场前, 由牛顿第二定律得:mg sinα=ma, 解得:a=6m/s2, 导体棒进入磁场前做初速度为零的匀加速直线运动, ,故B正确;C. 导体棒进入磁场时的速度:v=at=6×1=6m/s,由图 2 所示图象可知,导体棒进入磁场后磁场的磁感应强度B=2T C错误;D然后磁场不变,导体棒在磁场中做匀速运动,由于该区域的面积为S=0.3m2,所以有磁场的斜面长度为3m,导体棒在磁场中运动了,产生的热量为在1.5s-2s时间内导体棒已经离开了磁场,所以回路中不产生内能,故在前2s内电路中产生的内能为0.09J,故D错误;故选B【母题6】如图示,在平行于水平地面的匀强磁场上方有两个竖直放置的正方形闭合线圈,两线圈用相同的金属材料制成,匝数相同,边长相同,a线圈的导线比b线线圈的粗.若磁场高度大于线圈边长,将两线圈从相同的高度由静止开始同时释放,则下列说法正确的是A. a、b线圈将同时落地B. a线圈将先落地C. a线圈将后落地D. 无法判断谁先落地【答案】 A点睛:本题的关键在于分析两线圈的加速度与横截面积无关,要将质量和电阻细化,根据表达式来分析加速度的关系,从而得出它们运动情况的关系.【母题7】(多选)在如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=2R,圆形金属线圈半径为r1,线圈导线的电阻为R,半径为r2(r2<r1)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示,图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0,其余导线的电阻不计.闭合S,至t1时刻,电路中的电流已稳定,下列说法正确的是()A.B. 电容器下极板带正电C.D.【答案】 BCD点睛:本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律的综合应用,应用法拉第定律时要注意s是有效面积,并不等于线圈的面积;注意分清电源的内外电路.【母题8】(多选)如图,光滑斜面PMNQ的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,其中ab边长为l1,bc边长为l2,线框质量为m、电阻为R,有界匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于斜面向上,ef为磁场的边界,且ef∥MN.线框在恒力F作用下从静止开始运动,其ab边始终保持与底边MN平行,F沿斜面向上且与斜面平行.已知线框刚进入磁场时做匀速运动,则下列判断正确的是A.B.C. 线框进入磁场时有a→d→c→b→a方向的感应电流D. 线框进入磁场的过程中产生的热量为(F-mg sinθ)l2【答案】 ABDA正确;线框刚进入磁场B正确;线框进入磁场时,穿过线框的磁通量增加,根据楞次定律判断知,线框中感应电流方向为a→b→c→d→a,C错误;由D错误.【母题9】如图所示,倒“凸”字形硬质金属线框质量为m,总电阻为R,相邻各边相互垂直,且处于同一竖直平面内,ab、bc、cd、ef、fg、gh、ha边长均为l,ef边长3l,ab与ef平行.匀强磁场区域的上下边界均水平,磁场方向垂直纸面向内,磁场区域高度大于3l,磁感应强度大小为B.线框由静止开始从ab边ghcd边进入磁场时,线框恰好做匀速运动,当ab边穿出磁场下边界时线框也做匀速运动,重力加速度为g,求:(1)ghcd边刚刚进入磁场时的速度大小v;(2)线框完全进入磁场过程中产生的热量Q;(3)磁场区域高度H.【答案】(123线框进入磁场后,穿过线圈磁通量不变,没有感应电流,只受到重力,加速度为g点睛:根据线框做匀速运动,受重力和安培力平衡,求出匀速运动的速度;根据能量守恒定律求出产生的热量;线框完全进入磁场后做加速度为g 的匀加速运动,根据匀变速运动的规律可求下落的高度.【母题10】如图所示,两根粗细均匀的金属杆AB 和CD 的长度均为L ,电阻均为R ,质量均为m ,用两等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、水平光滑的圆棒两侧,AB 和CD 处于水平.在金属杆AB 的下方有高度为H 的水平匀强磁场,磁感强度的大小为B ,方向与回路平面垂直,此时CD 处于磁场中.现从静止开始释放金属杆AB 施加F =2mg 的恒力,AB 下落一段距离h 后,在AB 即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD 还处于磁场中,重力加速度为g ,试求:(1)金属杆AB 即将进入磁场上边界时的速度v 1;(2)在此过程中金属杆AB 上产生的焦耳热Q 和通过导线截面的电量q ;(3)设金属杆AB 在磁场中运动的速度为v 2,通过计算说明v 2大小的可能范围;(4)依据第(3)问的结果,请定性画出金属杆AB 在穿过整个磁场区域的过程中可能出现的速度-时间图象(v -t )图(任画一个可能图象).【答案】 (1)224mgR B L (2)3224433162m g R QB L RmgB L +(3)222224mgR mgR v B L B L << (4)四种可能性:【解析】(1)AB杆达到磁场边界时,加速度为零,系统处于平衡状态,对AB杆:3mg=2T对CD杆:2T=mg+BIL又F=BIL=221 2B L vR(3)AB杆与CD杆都在磁场中运动,直到达到匀速,此时系统处于平衡状态,对AB杆:3mg=2T+BIL对CD杆:2T'=mg+BIL又F=BIL=222 B L v R解得: 222mgR v B L =所以222224mgR mgR v B L B L<< (4)AB 杆以速度v 1进入磁场,系统受到安培力(阻力)突然增加,系统做加速度不断减小的减速运动,接下来的运动情况有四种可能性:点睛:本题考查了电磁感应与电路、力学和能量的综合,关键要正确分析导体棒的受力情况,能熟练推导安培力的表达式22B L v F R =和感应电荷量q R Φ=总.在平时的学习中需加强这方面的训练,熟练掌握.。
专题11 电磁感应中的图象与能量【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国Ⅰ卷)【母题原题】(2019·新课标全国Ⅰ卷)空间存在一方向与直面垂直、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004B rS t ρD .圆环中的感应电动势大小为200π4B r t 【答案】BC【解析】AB 、根据B-t 图象,由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针,但在t 0时刻,磁场的方向发生变化,故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化,则A 错误,B 正确;CD 、由闭合电路欧姆定律得:E I R =,又根据法拉第电磁感应定律得:22B r E t t φπ∆∆==∆∆,又根据电阻定律得:2r R Sπρ=,联立得:004B rS I t ρ=,则C 正确,D 错误。
故本题选BC 。
【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理(全国Ⅱ卷)【母题原题】(2019·新课标全国Ⅱ卷)如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。
虚线ab 、cd 均与导轨垂直,在ab 与cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。
将两根相同的导体棒PQ 、MN 先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。
已知PQ进入磁场时加速度变小恰好为零,从PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是【答案】AD【解析】于PQ进入磁场时加速度为零,AB.若PQ出磁场时MN仍然没有进入磁场,则PQ出磁场后至MN进入磁场的这段时间,由于磁通量φ不变,无感应电流。
电磁感应中的图像问题类型一 由给定的电磁感应过程选正确的图像1、如图所示,LOO ’L ’为一折线,它所形成的两个角∠LOO ’和∠OO ’L ’均为45º.折线的右边有一匀强磁场,其方向垂直OO ’的方向以速度v 做匀速直线运动,在t =0时刻恰好位于图中所示的位置.以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流—时间(I —t )关系的是(时间以l /v 为单位)【答案】 D2、如图所示,在PQ 、QR 区域是在在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,bc 边与磁场的边界P 重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t =0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f 为线框中有电动势的正方向.以下四个ε-t 关系示意图中的是答案 C3、在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B 随时间t 如图2变化时,图3中正确表示线圈感应电动势E 变化的是( )答案At εB . 0 1 2 3 4 t ε A . 0 1 2 3 4 t εC . 0 1 2 3 4 t εD . 0 1 2 34 P Q R a cd e f 2l 2l l lb l l It123D . 0I t123A . 0It123B . 0I t123C . 0B 图1 I B t /s O 图2 2 3 4 5 E 2E 0 E 0-E 0 -2E 0 1 2 3 4 5 t /s E 20 0-E 0-2E 01 2 3 4 5 t /s E 2E 0 -E 0-2E 0 O 1 2 3 4 5 t /s E 20 E -E 0-2E 0 O1 2 3 4 5 t /s A B C D 图34、如图4所示,用一根长为L 质量不计的细杆与一个上弧长为22x 、下弧长为d 0的金属线框的中点联结并悬挂于O 点,悬点正下方存在一个上弧长为2l 0、下弧长为2d 0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d 0《L 。
专题十一电磁感应【考纲解读】分析解读在高考中电磁感应现象多与磁场、电路、力学、能量等知识结合,综合性较高,因此在复习时应深刻理解各知识点内容、注重训练和掌握综合性题目的分析思路,还要研究与实际生活、生产科技相结合的实际应用问题,从而全面提高分析解决综合性问题和实际应用问题的能力。
【命题探究】磁通量的变化ΔΦ1=SΔB1解得E1=N错误!未找到引用源。
代入数据得E1=10V感应电流的方向为a→d→c→b→a(2)同理可得E2=N错误!未找到引用源。
感应电流I2=错误!未找到引用源。
电荷量q=I2Δt2解得q=N错误!未找到引用源。
代入数据得q=10C(3)0~1s内的焦耳热Q1=错误!未找到引用源。
rΔt1且I1=错误!未找到引用源。
1~5s内的焦耳热Q2=错误!未找到引用源。
rΔt2由Q=Q1+Q2,代入数据得Q=100J【五年高考】考点一电磁感应现象楞次定律1.(2016江苏单科,6,4分)(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。
下列说法正确的有()A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作B.取走磁体,电吉他将不能正常工作C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化答案BCD2.(2017课标Ⅲ,15,6分)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D3.(2016浙江理综,16,6分)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l a=3l b,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∶1C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4D.a、b线圈中电功率之比为3∶1答案B4.(2015课标Ⅱ,15,6分)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。