20172018学年高考物理二轮复习专题检测“三定则两定律”破解电磁感应选择题

选择题保分练(十一) 三定则、两定律1．(2017·温州中学模拟)“超导量子干涉仪”可用于探测心磁(10－10 T)和脑磁(10－13 T)等微弱磁场，其灵敏度可达10－14 T ，其探测“回路”示意图如图甲所示。

穿过ABCD “回路”的磁通量为Φ，电流I ＝i 1＋i 2。

电流I 与ΦΦ0的关系如图乙所示(Φ0＝2.07×10－15 Wb)，下列说法正确的是( )A ．图乙中横坐标的单位是WbB ．穿过“回路”的磁通量越大，电流I 越大C ．穿过“回路”的磁通量变化引发电流I 周期性变化D ．根据电流I 的大小，可以确定穿过“回路”的磁通量大小解析：选C 因为Φ、Φ0的单位都是Wb ，所以ΦΦ0的单位是1，故A 错误；从题图乙中可以看出，穿过“回路”的磁通量变化引发电流I 周期性变化，当ΦΦ0的比值是整数时，电流I 最大，故B 错误，C 正确；因为电流I 是周期性变化的，同一个电流值，对应很多磁通量的值，故不能根据电流的大小来确定穿过“回路”的磁通量的大小，故D 错误。

2.(2017·茂名检测)在光滑水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为L 的区域内，磁感应强度为B 。

正方形闭合金属线圈的边长为L ，沿x 轴正方向运动，未进入磁场时以速度v 0匀速运动，并能垂直磁场边界穿过磁场，那么( )A ．bc 边刚进入磁场时，bc 两端的电压为BLv 04B ．线圈进入磁场过程中的电流方向为顺时针方向C ．线圈进入磁场做匀减速直线运动D ．线圈进入磁场过程产生的焦耳热大于离开磁场过程产生的焦耳热解析：选D bc 边刚进入磁场时产生的感应电动势为E ＝BLv 0，则bc 两端的电压为U bc ＝34E ＝34BLv 0，选项A 错误；由右手定则可知，线圈进入磁场过程中的电流方向为逆时针方向，选项B 错误；线圈进入磁场后，受向左的安培力作用做减速运动，因速度减小，故安培力逐渐减小，加速度逐渐减小，故线圈进入磁场后做加速度减小的变减速运动，选项C 错误；线圈中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，由于线圈进入磁场时速度较大，所受安培力较大，故线圈进入磁场过程产生的焦耳热大于离开磁场过程产生的焦耳热，选项D 正确。

江西省九江市第三中学2017－2018学年第一学期高二物理（碰撞、电磁感应、力电实验）复习试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L．已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为()A．()m L dd-B．()m L dd+C．mLdD．()m L dL+2．质量为m的物体以速度v0从地面竖直上抛（不计空气阻力）到落回地面，在此过程中（）A．上升过程和下落过程中动量的变化量大小均为mv0，但方向相反B．整个过程中重力的冲量为2mv0C．整个过程中重力的冲量为0D．上升过程冲量大小为mv0，方向向下3．质量为m，带电量为q的粒子，以速度v垂直射入磁感强度大小为B的匀强磁场中，在△t时间内得到的冲量大小为mv，所用时间△t为（）A．2mqBπB．mqBπC．2mqBπD．3mqBπ4．如图所示,在水平放置的光滑金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q.一表面绝缘、带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)以速度v0开始在金属板上向右运动,在运动过程中( )A．小球减速后作加速运动B．小球作匀速直线运动C．小球受电场力的冲量为零D．以上说法可能都不正确5．一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r 的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B 1中；左侧是光滑的倾角为θ的平行导轨，宽度为d ，其电阻不计．置于磁感应强度为B 2的竖直向上的匀强磁场中，一个质量为m 、电阻为R 的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述判断正确的有（ ）A ．圆形线圈中的磁场可以是向上均匀减弱B ．导体棒ab 受到的安培力大小为mg sinθC ．回路中的感应电流为2tan mg B dθ D ．圆形导线中的电热功率为222222tan m g r B dθ 6．如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合。

电磁感应定律的综合应用考点整合考点一电磁感应中的图像问题电磁感应中常涉及、、和随时间t 变化的图像，即B-t图像、Φ-t图像、E-t图像和I-t图像等。

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变化的图像，即E-x 图像和I-x图像。

这些图像问题大体上可分为两类：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。

不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用、和等规律分析解决。

[例1]、如图所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势e与导体棒位置x关系的图像是（）解析：在x=R左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成θ角，则导体棒切割有效长度L=2R sinθ，电动势与有效长度成正比，故在x=R左侧，电动势与x的关系为正弦图像关系，由对称性可知在x=R右侧与左侧的图像对称。

答案：A。

[规律总结]处理图象问题，可从以下六个方面入手分析：一要看坐标轴表示什么物理量；二要看具体的图线，它反映了物理量的状态或变化；三要看斜率，斜率是纵坐标与横坐标的比值，往往有较丰富的物理意义；四要看图象在坐标轴上的截距，它反映的是一个物理量为零时另一物理量的状态；五要看面积，如果纵轴表示的物理量与横轴表示的物理量的乘积，与某个的物理量的定义相符合，则面积有意义，否则没有意义；六要看（多个图象）交点．考点二、电磁感应与电路的综合关于电磁感应电路的分析思路其步骤可归纳为“一源、二感、三电”，具体操作为：对于电磁感应电路的一般分析思路是：先电后力，具体方法如下：①先做“源”的分析：分离出电路中由电磁感应所产生的，并求出电源的和电源的。

在电磁感应中要明确切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于，其他部分为。

接着用右手定则或楞次定律确定感应电流的。

在电源（导体）内部，电流由（低电势）流向电源的（高电势），在外部由正极流向负极。

第12讲 电磁感应问题一、明晰一个网络，理清电磁感应问题二、“三个定则”和“一个定律”的比较(2)因动而生电(v 、B →I )→右手定则；(3)因电而受力(I 、B →F 安)→左手定则；(4)因磁而生电(Φ、B →I )→楞次定律．三、掌握法拉第电磁感应定律及其应用1．感应电动势大小的决定因素(1)感应电动势的大小由穿过闭合电路的磁通量的变化率ΔΦΔt和线圈的匝数共同决定，而与Φ、ΔΦ的大小没有必然联系．(2)ΔΦ仅由B 变化引起时，E ＝n S ΔB Δt ；ΔΦ仅由S 变化引起时，E ＝n B ΔS Δt． 2．应用E ＝n ΔΦΔt时应注意的几个问题 (1)由于磁通量有正负之分，计算磁通量的变化量时一定要规定磁通量的正方向．正向的磁通量增加与反向的磁通量减少产生的感应电流的方向相同．(2)公式E ＝n ΔΦΔt 是求解回路某段时间内平均电动势的最佳选择，若ΔΦΔt为恒量，则产生恒定的感应电动势，此时平均电动势等于瞬时电动势．(3)用公式E ＝nS ΔB Δt求感应电动势时，S 为线圈在磁场范围内垂直磁场方向的有效面积． 3．关于感应电荷量q 的一个常用结论通过回路截面的电荷量q 仅与n 、ΔΦ和回路电阻R 总有关，与时间长短无关．推导如下：q ＝I －Δt ＝n ΔΦR 总Δt ·Δt ＝n ΔΦR 总．高频考点1 楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用1．“三定则、一定律”的应用2．求感应电动势的两种方法(1)E ＝n ΔΦΔt，用来计算感应电动势的平均值． (2)E ＝BL v 或E ＝12BL 2ω，主要用来计算感应电动势的瞬时值． 3．判断感应电流方向的两种方法(1)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．(2)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．4．楞次定律中“阻碍”的四种表现形式(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”．1－1． (2017·全国卷Ⅲ)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中沿顺时针方向解析：金属杆PQ向右运动，穿过PQRS的磁通量增加，由楞次定律可知，PQRS中产生逆时针方向的电流．这时因为PQRS中感应电流的作用，依据楞次定律可知，T中产生顺时针方向的感应电流．故只有D项正确．答案：D1－2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接．下列说法中正确的是()A．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转解析：开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都会引起穿过线圈B的磁通量的变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流变化，使线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．答案：A1－3.(多选) (2016·全国甲卷)法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，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，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A ．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B ．若从上往下看，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倍解析：由电磁感应定律得E ＝Bl 0＋ωl 2＝Bl 2ω2，I ＝E R，故ω一定时，电流大小恒定，选项A 正确．由右手定则知圆盘中心为等效电源正极，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a 经过R 流到b ，选项B 正确；圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，故选项C 错误，P ＝E 2R ＝B 2l 4ω24R，角速度加倍时功率变成4倍，选项D 错误，故选AB ． 答案：AB1－4.(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解析：铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A 项错误；若取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B 项对；由E ＝n ΔΦΔt可知，C 项正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变化，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变化，D 项正确．答案：BCD高频考点2 电磁感应的图象问题2－1.(多选) (2017·济宁市高三模拟)如图所示，在水平面内有两个光滑金属―V‖字型导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，其中导轨bac 固定不动，用外力F 使导轨edf 向右匀速运动，导轨间接触始终良好，从图示位置开始计时，下列关于回路中的电流I 的大小和外力F 的大小随时间的变化关系正确的是( )解析：设导轨运动的过程中切割的有效长度为L ，产生的电动势为E ＝BL v ，由图知，回路的周长与L 成正比，即S ＝kL ，设单位长度的电阻为R 0，总电阻为kLR 0，可求电流I ＝BL v kLR 0＝B v kR 0，所以A 正确，B 错误；导轨做匀速运动，所以合外力等于零，即F ＝F 安＝BIL ，电流I 不变，切割的有效长度L 随时间均匀增大，所以C 错误，D 正确．答案：AD2－2． (多选)(2017·第一次全国大联考卷Ⅰ)如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，两导轨上端接有电阻R (其余电阻不计)，虚线MM ′和NN ′之间有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B 1，虚线NN ′和PP ′之间也有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B 2(B 1>B 2)．现将质量为m 的金属杆ab ，从MM ′上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，已知ab 棒到达NN ′和PP ′之前已经匀速运动．则ab 棒从MM ′运动到PP ′这段时间内的v –t 图可能正确的是( )解析：导体棒ab 到MM ′切割磁感线时，若安培力大于重力，导体棒做加速度减小的减速运动，若安培力等于重力，导体棒一直做匀速运动，若安培力小于重力，则做加速度减小的加速运动；当导体棒ab 到NN ′时，由于磁感应强度减小，安培力变小，会小于重力，导体棒做加速度减小的加速运动．可知BC 正确，AD 错误．答案：BC2－3.(多选)(2017·第一次全国大联考卷Ⅰ)如图所示，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( )解析：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．答案：AD2－4.(多选)(2017·全国卷Ⅱ)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(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( )A ．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 N解析：导线框匀速进入磁场时速度v ＝L t ＝0.10.2m/s ＝0.5 m/s ，选项B 正确；由E ＝BL v ，得B ＝E L v ＝0.010.1×0.5T ＝0.2 T ，选项A 错误；由右手定则可确定磁感应强度方向垂直于纸面向外，选项C 正确；导线框所受安培力F ＝BLI ＝BL E R ＝0.2×0.1×0.010.005N ＝0.04 N ，选项D 错误．答案：BC电磁感应图象问题解题“五步曲”和解题技巧(1)解题“五步曲” 第一步—明确图象的种类：是B -t 图、I -t 图、v -t 图、F -t 图或是E -t 图等↓ 第二步—分析电磁感应的具体过程：明确运动分成几个阶段 根据磁通量的变化特征或切割特点分析↓第三步—写出函数方程：结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等写出函数方程 ↓第四步—进行数学分析：根据函数方程进行数学分析，例如分析斜率的变化、截距等 ↓ 第五步—得结果：画图象或判断图象(2)应用排除法解决电磁感应中的图象类选择题首先根据物理量大小或方向变化等特点对题中给出的四个图象分类，然后定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大或减小)、变化快慢，特别是用物理量的方向排除错误选项，最为简捷有效高频考点3 电磁感应中的电路和动力学问题(2017·枣庄模拟)如图(a)所示，平行长直金属导轨水平放置，间距L ＝0.4 m ．导轨右端接有阻值R ＝1 Ω的电阻．导体棒垂直放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨电阻均不计，导轨间正方形区域abcd 内有方向竖直向下的匀强磁场，bd 连线与导轨垂直，长度也为L .从0时刻开始，磁感应强度B 的大小随时间t 变化，规律如图(b)所示；同一时刻，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1 s 后刚好进入磁场，若使棒在导轨上始终以速度v ＝1 m/s 做直线运动，求：(1)棒进入磁场前，回路中的电动势E ；(2)棒在运动过程中受到的最大安培力F ，以及棒通过三角形abd 区域时电流i 与时间t 的关系式．[审题流程]【解析】 (1)正方形磁场的面积为S ，则S ＝L 22＝0.08 m 2.在棒进入磁场前，回路中的感应电动势是由于磁场的变化而产生的．由B -t 图象可知ΔB Δt＝0.5 T/s ，根据 E ＝n ΔΦΔt，得回路中的感应电动势 E ＝ΔB ΔtS ＝0.5×0.08 V ＝0.04 V ． (2)当导体棒通过bd 位置时感应电动势、感应电流最大，导体棒受到的安培力最大．此时感应电动势E ′＝BL v ＝0.5×0.4×1 V ＝0.2 V回路中感应电流I ′＝E ′R ＝0.21A ＝0.2 A 导体棒受到的安培力F ＝BI ′L ＝0.5×0.2×0.4 N ＝0.04 N当导体棒通过三角形abd 区域时，导体棒切割磁感线的有效长度l ＝2v (t －1)(1 s ≤t ≤1.2 s)感应电动势e ＝Bl v ＝2B v 2(t －1)＝(t －1)V感应电流i ＝e R＝(t －1)A(1 s ≤t ≤1.2 s)． 【答案】 (1)0.04 V (2)0.04 N i ＝(t －1)A(1 s ≤t ≤1.2 s)电磁感应中的力、电问题应抓住的“两个对象”3－1． (2017·天津卷)如图所示，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( )A ．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解析：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．答案：D3－2.(多选)(2017·第一次全国大联考卷Ⅲ)如图甲所示，一宽为l 的匀强磁场B 区域，磁场方向垂直于纸面向里．一个边长为a (l ＞a )的正方形导线框ABCD 位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v 通过该磁场区域，导线框电阻为R ，在运动过程中，线框有一条边始终与磁场区域的边界平行．取它刚进入磁场的时刻t ＝0，线框中感应电流随时间变化的规律I –t 图象如图乙所示，则( )A ．在第1 s 内，线框中感应电流为逆时针方向，大小恒定为0.3 AB ．在第2 s 内，穿过线框的磁通量最大，感应电流大小恒定为0.6 AC ．在第3 s 内，线框中感应电流方向为顺时针方向，大小恒定为0.3 AD ．在第1 s 内，线框中C 点电势高于D 点电势，感应电流大小为0解析：在第1 s 内，线框向磁场中运动，穿过线框的磁通量均匀增加，感应电流为逆时针方向(取为正方向)，电流大小恒定I ＝Ba v R＝0.3 A ，选项A 正确；在第2 s 内，整个线框在磁场中运动，穿过线框的磁通量最大且不变，没有感应电流，选项B 错误；在第3 s 内，线框从磁场中出来，磁通量均匀减小，感应电流为顺时针方向(为负方向)，大小恒定I ＝Ba v R＝0.3 A ，选项C 正确；在第1 s 内，由楞次定律判断出线框中感应电流方向沿逆时针方向，则C 点电势低于D 点电势，选项D 错误．答案：AC高频考点4 应用动力学和能量观点解决电磁感应问题(2017·中原名校联考)如图甲所示，在水平桌面上固定着两根相距L ＝20 cm 、相互平行的无电阻轨道P 、Q ，轨道一端固定一根电阻r ＝0.02 Ω的导体棒a ，轨道上横置一根质量m ＝40 g 、电阻可忽略不计的金属棒b ，两棒相距也为L ＝20 cm.该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中．开始时，磁感应强度B 0＝0.10 T ．设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g ＝10 m/s 2．(1)若保持磁感应强度B 0的大小不变，从t ＝0时刻开始，给b 棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动．此拉力F 的大小随时间t 变化关系如图乙所示．求b 棒做匀加速运动的加速度及b 棒与导轨间的滑动摩擦力．(2)若从t ＝0开始，磁感应强度B 随时间t 按图丙中图象所示的规律变化，求在金属棒b 开始运动前，这个装置释放的热量是多少？[审题流程]【解析】 (1)由图象可得到拉力F 与t 的大小随时间变化的函数表达式为F ＝F 0＋ΔFt＝0.4＋0.1t当b 棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有： F －f －F 安＝ma ，F 安＝B 0IL I ＝E r ＝B 0L v r v ＝at所以F 安＝B 20L 2art联立可解得F ＝f ＋ma ＋B 20L 2art代入数据可解得a ＝5 m/s 2，f ＝0.2 N ．(2)当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I ，以b 棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到b 所受安培力F 与最大静摩擦力f 相等时开始滑动．感应电动势：E ＝ΔBΔt L 2＝0.02 VI ＝Er＝1 A 棒b 将要运动时，有f ＝B t IL 所以B t ＝fIL＝1 T根据B t ＝B 0＋ΔBΔt t ＝0.1＋0.5t ，得：t ＝1.8 s回路中产生焦耳热为：Q ＝I 2rt ＝12×0.02×1.8 J ＝0.036 J ． 【答案】 (1)5 m/s 2 0.2 N (2)0.036 J巧用流程解决电磁感应、力、电综合问题4－1.(多选)(2017·河南省天一高三联考)如图所示，在匀强磁场的上方有一质量为m 、半径为R 的细导线做成的圆环，圆环的圆心与匀强磁场的上边界的距离为h .将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为v .已知匀强磁场的磁感应强度为B ，导体圆环的电阻为r ，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．圆环刚进入磁场的瞬间，速度v ＝2g (h －R )B ．圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为2mgRC ．圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为πBR 2rD ．圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动解析：圆环从图示位置开始运动到刚进入磁场时，下落的高度为h －R ，根据自由落体运动的规律得到v 2＝2g (h －R )，解得v ＝2g (h －R )，故选项A 正确；圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度相等，根据功能关系可以知道重力做的功，大小为2mgR ，故选项B 正确；圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为q ＝I ·Δt ＝E r ·Δt ＝ΔΦr ＝B πR 2r ，故选项C 正确；圆环进入磁场的过程中，受到的安培力F ＝B 2L 2v r ，随有效长度L发生改变，圆环受力不能平衡，因此圆环不可能做匀速直线运动，故选项D 错误．答案：ABC4－2.(2017·第二次全国大联考卷Ⅱ)如图，水平边界的匀强磁场上方5 m 处有一个边长1 m 的正方形导线框从静止开始下落，已知线框质量为1 kg ，电阻为R ＝10 Ω，磁感应强度为B ＝1 T ，当线框的cd 边刚进入磁场时(1)求线框中产生的感应电动势大小； (2)求cd 两点间的电势差大小；(3)若线框此时加速度等于0，则线框电阻应该变为多少欧姆． 解析：(1)cd 边刚进入磁场时，线框速度：v ＝2gh 线框中产生的感应电动势：E ＝BL v ＝BL 2gh ＝10 V(2)此时线框中电流：I ＝ERcd 切割磁感线相当于电源，cd 两点间的电势差即路端电压：u ＝I ×34R ＝7.5 V(3)安培力：F ＝BIL ＝B 2L 22ghR根据牛顿第二定律：mg －F ＝ma由a ＝0，解得电阻R 满足：R ＝B 2L 22ghmg ＝1 Ω答案：(1)10 V (2)7.5 V (3)1 Ω杆＋导轨模型杆＋导轨模型是电磁感应中的常见模型，选择题和计算题均有考查．该模型以单杆或双杆在导体轨道上做切割磁感线运动为情境，综合考查电路、动力学、功能关系等知识．考生在处理该模型时，要以导体杆切割磁感线的速度为主线，由楞次定律、法拉第电磁感应定律和欧姆定律分析电路中的电流，由牛顿第二定律分析导体杆的加速度及速度变化，由能量守恒分析系统中的功能关系．分析杆＋导轨模型要注意两点：一是加速度为零的临界条件对应的力学关系式，二是双导体杆运动时是一根导体杆切割磁感线还是两根杆切割磁感线．单杆＋电阻＋导轨模型如图所示，相距为L 的两条足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 与水平面的夹角为θ，N 、Q 两点间接有阻值为R 的电阻．整个装置处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．将质量为m 、阻值也为R 的金属杆cd 垂直放在导轨上，杆cd 由静止释放，下滑距离x 时达到最大速度．重力加速度为g ，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好．求：(1)杆cd 下滑的最大加速度和最大速度； (2)上述过程中，杆上产生的热量．[思路点拨] (1)金属杆受重力作用下滑产生感应电动势→产生感应电流→金属杆受安培力→合外力变化→由牛顿第二定律列式分析．(2)金属杆受重力作用下滑→重力势能减少、动能增加、内能增加→由能量守恒定律列式分析．【解析】 (1)设杆cd 下滑到某位置时速度为v ，则杆产生的感应电动势E ＝BL v ，回路中的感应电流I ＝ER ＋R杆所受的安培力F ＝BIL根据牛顿第二定律有mg sin θ－B 2L 2v2R＝ma当速度v ＝0时，杆的加速度最大，最大加速度a ＝g sin θ，方向沿导轨平面向下 当杆的加速度a ＝0时，速度最大，最大速度v m ＝2mgR sin θB 2L 2，方向沿导轨平面向下．(2)杆cd 从开始运动到达到最大速度过程中，根据能量守恒定律得 mgx sin θ＝Q 总＋12m v 2m又Q 杆＝12Q 总所以Q 杆＝12mgx sin θ－m 3g 2R 2sin 2θB 4L 4．【答案】 (1)g sin θ 2mgR sin θB 2L 2 (2)12mgx sin θ－m 3g 2R 2sin θB 4L 4杆＋导轨＋电阻四种模型双杆＋导轨模型(1)如图1所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计，导轨间的距离为l ，两根质量均为m 、电阻均为R 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直．在t ＝0时刻，两杆都处于静止状态．现有一与导轨平行，大小恒为F 的力作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动，试分析金属杆甲、乙的收尾运动情况．(2)如图2所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨上横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度．若两导体棒在运动中始终不接触，试定性分析两棒的收尾运动情况．[思路点拨] (1)金属杆甲运动产生感应电动势→回路中有感应电流→乙受安培力的作用做加速运动→可求出某时刻回路中的总感应电动势→由牛顿第二定律列式判断．(2)导体棒ab 运动，回路中有感应电流→分析两导体棒的受力情况→分析导体棒的运动情况即可得出结论．【解析】(1)设某时刻甲和乙的速度大小分别为v1和v2，加速度大小分别为a1和a2，受到的安培力大小均为F1，则感应电动势为E＝Bl(v1－v2)①感应电流为I＝E2R②对甲和乙分别由牛顿第二定律得F－F1＝ma1，F1＝ma2③当v1－v2＝定值(非零)，即系统以恒定的加速度运动时，a1＝a2④解得a1＝a2＝F2m⑤可见甲、乙两金属杆最终水平向右做加速度相同的匀加速运动，速度一直增大．(2)ab棒向cd棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，回路中产生感应电流．ab棒受到与运动方向相反的安培力作用做减速运动，cd棒则在安培力作用下做加速运动，在ab棒的速度大于cd棒的速度时，回路中总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继续加速．两棒达到相同速度后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度v水平向右做匀速运动．【答案】见解析三大观点解决双杆模型单杆＋电容器(或电源)＋导轨模型如图1所示，在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内，相距为L .一质量为m 的导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好．轨道和导体棒的电阻均不计．(1)如图2所示，若轨道左端M 、P 间接一电动势为E 、内阻为r 的电源和一阻值为R 的电阻．闭合开关S ，导体棒从静止开始运动．求经过一段时间后，导体棒所能达到的最大速度的大小．(2)如图3所示，若轨道左端M 、P 间接一电容器，电容器的电容为C ，导体棒在水平向右的恒力F 的作用下从静止开始运动．求导体棒运动过程中的加速度的大小．【解析】 (1)闭合开关后，导体棒ab 产生的电动势与电阻R 两端的电压相等时，导体棒ab 达到最大速度v 2，I ＝E R ＋r，U ＝IR ，U ＝BL v 2解得v 2＝ERBL (R ＋r )．(2)导体棒ab 向右加速运动，在极短时间Δt 内，导体棒的速度变化Δv ，根据加速度的定义a ＝ΔvΔt，导体棒产生的电动势变化ΔE ＝BL Δv ，电容器增加的电荷量Δq ＝C ΔE ＝CBL Δv根据电流的定义I ＝ΔqΔt ，解得I ＝CBLa导体棒ab 受到的安培力F 安＝BIL ＝B 2L 2Ca 根据牛顿第二定律得F －F 安＝ma 解得a ＝Fm ＋CB 2L 2．【答案】 见解析杆＋电容器(或电源)＋导轨四种模型。

专题七电路电磁感应规律及其应用考情分析201520162017电路T1：理想变压器T13：电阻定律T4：自耦变压器T8：直流电路的分析与计算电磁感应T13：电磁感应定律的应用、电阻定律、焦耳定律T6：感应电动势、感应电流T13：电磁感应定律的应用T7:音响电路中的感抗、容抗T13：电磁感应综合应用命题解读本专题分为二大板块，一个是电路，分为直流和交变电路；另一个就是电磁感应规律及其应用。

前者命题常见于选择题，后者以计算题为主，这些考点皆属于高频考点.从近三年命题情况看，命题特点为：(1）注重基础与实际问题结合。

如电路分析、自耦变压器、输电、电吉他、核磁共振分析应用等。

(2）注重方法与综合.如以难度适中的计算题考查学生的分析综合能力。

整体难度中等,命题指数★★★★★，复习目标是达B必会。

1.(2017·江苏泰州中学5月质检）关于传感器,下列说法正确的是( )A。

话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断C。

霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量D.光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大解析话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号,故A项错误;热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B项正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C项错误；光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，D项错误。

答案B2。

（2017·江苏溧水高级中学模拟)如图1所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两根可自由滑动的导体棒ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐减弱时，导体棒ab和cd的运动情况是（）图1A.一起向左运动B。

一起向右运动C.相向运动，相互靠近D.相背运动，相互远离解析当载流直导线中的电流逐渐减弱时，穿过下方闭合回路的磁通量变小，根据楞次定律得出面积将变大,D项正确。

2018高考物理二轮电磁感应复习题（含2018高考题）精品题库试题物理1(02t)T可知t=1 s时,正方向的磁场在减弱,由楞次定律可判定电流方向为由C到D,A项正确。

同理可判定B项错误。

t=1 s时感应电动势E= = S sin 30°=01 V,I=E/R=1 A,安培力F安=BIL=02 N,对杆受力分析如图对挡板P的压力大小为FN=F’N=F安cos 60°=01 N,C项正确。

同理可得t=3 s时对挡板H的压力大小为01 N,D项错误。

5(t图象为抛物线，故D正确。

13（x）= （a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流为I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=a时，I= =I0；当x=a 时，I=0；x在a-2a内，线框的AB边和其他两边都切割磁感线，由楞次定律可知，电流方向为顺时针，为负方向；有效切割的长度为 L= （2a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流大小为 I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=a时，I==2I0；当x=2a时，I=0；x在2a -3a内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正方向；有效切割的长度为 L= （3a-x），感应电动势为 E=BLv，感应电流为 I= ，随着x的增大，I均匀减小，当x=2a时，I= =I0；当x=3a时，I=0；故根据数学知识可知B正确。

F2）=mg=2T③当绳子中的张力为零时，此时导线中的电流为I1，则有（F′1-F′2）=mg=2T④联立①②③④解得I′＝，故C正确，D错误。

24(河北省石家庄市t图中正确的是[答案] 3610．D[解析] 36由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为顺时针，。

第5讲 |“三定则、两定律”破解电磁感应问题┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄提能点(一) “三定则、一定律”的综合应用⎣⎢⎡⎦⎥⎤基础保分类考点练练就能过关 [知能全通]————————————————————————————————1．“三定则、一定律”的应用2(1)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。

(2)利用楞次定律，即根据穿过闭合电路的磁通量的变化情况进行判断。

3．楞次定律中“阻碍”的四种表现形式(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”。

[题点全练]————————————————————————————————1．[多选](2018·全国卷Ⅰ)如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。

将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态。

下列说法正确的是( )A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向外的方向 转动解析：选AD 根据安培定则，开关闭合时铁芯上产生水平向右的磁场。

开关闭合后的瞬间，根据楞次定律，直导线上将产生由南向北的电流，根据安培定则，直导线上方的磁场垂直纸面向里，故小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动，故A 正确；同理D 正确；开关闭合并保持一段时间后，直导线上没有感应电流，故小磁针的N 极指北，故B 、C 错误。

2．[多选](2018·全国卷Ⅲ)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线P Q 和一导线框R ，R 在P Q 的右侧。

精做33 电磁感应与动力学的综合1．（2016·全国新课标Ⅰ卷）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连。

两细金属棒ab （仅标出a 端）和cd （仅标出c 端）长度均为L ，质量分别为2m 和m ；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca ，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平。

右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直于斜面向上。

已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R ，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g ，已知金属棒ab 匀速下滑。

求（1）作用在金属棒ab 上的安培力的大小； （2）金属棒运动速度的大小。

【答案】（1）mg (sin θ–3μcos θ) （2）(sin θ–3μcos θ)22mgRB L （2）由安培力公式得F =BIL ⑥这里I 是回路abdca 中的感应电流。

ab 棒上的感应电动势为ε=BLv ⑦ 式中，v 是ab 棒下滑速度的大小。

由欧姆定律得I =R⑧联立⑤⑥⑦⑧式得v =(sin θ–3μcos θ)22mgRB L ⑨2．如图所示，水平放置的光滑的金属导轨M 、N ，平行地置于匀强磁场中，间距为d ，磁场的磁感强度大小为B ，方向与导轨平面夹为α，金属棒ab 的质量为m ，放在导轨上且与导轨垂直。

电源电动势为ε，定值电阻为R ，其余部分电阻不计。

则当电键调闭合的瞬间，棒ab 的加速度为多大？【答案】sin B d a mRεα=【解析】由题意知，电键闭合时，导体棒中通过的电流方向是从a 到b ，根据左手定则知，导体棒受到的安培力方向如图所示因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动，故导体棒在竖直方向所受合力为0 由题意得：F BId =则导体棒所受的合力为：sin x F F F α==合合根据牛顿第二定律，棒产生的加速度为：F a m =合在电路中，根据闭合电路欧姆定律有：I R ε=所以导体棒产生的加速度为：sin sin BId B d a m mRαεα==，方向向左 【名师点睛】能通过左手定则确定安培力的大小和方向，并对导体棒正确的受力分析得出导体棒所受的合力，根据牛顿第二定律解得．主要考查左手定则和闭合回路的欧姆定律的运用。

高考物理二轮总复习专题过关检测电磁感应(附参考答案)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.如图12-1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和R S上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是()图12-1A.v1＞v2,v1向右，v2向左B.v1＞v2,v1和v2都向左C.v1=v2,v1和v2都向右D.v1=v2,v1和v2都向左解析:因回路abdc中产生逆时针方向的感生电流，由题意可知回路abdc的面积应增大，选项A、C、D错误，B正确.答案:B2.(2010河北唐山高三摸底，12)如图12-2所示，把一个闭合线圈放在蹄形磁铁两磁极之间(两磁极间磁场可视为匀强磁场)，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁匀速转动时，线圈也开始转动，当线圈的转动稳定后，有()图12-2A.线圈与蹄形磁铁的转动方向相同B.线圈与蹄形磁铁的转动方向相反C.线圈中产生交流电D.线圈中产生为大小改变、方向不变的电流解析:本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律等考点.根据楞次定律的推广含义可知A正确、B错误；最终达到稳定状态时磁铁比线圈的转速大，则磁铁相对线圈中心轴做匀速圆周运动，所以产生的电流为交流电.答案:AC3.如图12-3 所示,线圈M和线圈P绕在同一铁芯上.设两个线圈中的电流方向与图中所标的电流方向相同时为正.当M中通入下列哪种电流时,在线圈P中能产生正方向的恒定感应电流()图12-3图12-4解析:据楞次定律，P 中产生正方向的恒定感应电流说明M 中通入的电流是均匀变化的，且方向为正方向时应均匀减弱，故D 正确.答案:D4.如图12-5所示，边长为L 的正方形导线框质量为m ，由距磁场H 高处自由下落，其下边ab 进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd 刚刚穿出磁场时，速度减为ab 边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L ，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为( )图12-5A.2mgLB.2mgL +mgHC.mgH mgL 432+D.mgH mgL 412+ 解析:设刚进入磁场时的速度为v 1,刚穿出磁场时的速度212v v =① 线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L .由题意得mgH mv =2121② Q mv L mg mv +=⋅+222121221③ 由①②③得mgH mgL Q 432+=.C 选项正确. 答案:C5.如图12-6(a)所示,圆形线圈P 静止在水平桌面上,其正上方悬挂一相同线圈Q ,P 和Q 共轴,Q 中通有变化电流,电流随时间变化的规律如图12-6(b)所示,P 所受的重力为G ,桌面对P 的支持力为F N ,则( )图12-6。

专题检测〔十八〕“三定如此、两定律〞破解电磁感应选择题1.[多项选择](2016·江苏高考)电吉他中电拾音器的根本结构如下列图，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。

如下说法正确的有( )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解析：选BCD 铜不能被磁化，铜质弦不能使电吉他正常工作，选项A错误；取走磁体后，金属弦不能被磁化，弦的振动无法通过电磁感应转化为电信号，音箱不能发声，选项B正确；增加线圈匝数，根据法拉第电磁感应定律E＝n ΔΦΔt知，线圈的感应电动势变大，选项C正确；弦振动过程中，线圈中的磁场方向不变，但磁通量一会儿增大，一会儿减小，如此产生的感应电流的方向不断变化，选项D正确。

2.(2017·焦作模拟)如下列图，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为l＝1 m，c、d间，d、e间，c、f间分别接着阻值R＝10 Ω的电阻。

一阻值R＝10 Ω的导体棒ab以速度v＝4 m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小B＝0.5 T、方向竖直向下的匀强磁场。

如下说法中正确的答案是( )A．导体棒ab中电流的流向为由b到aB．c、d两端的电压为2 VC．d、e两端的电压为1 VD．f、e两端的电压为1 V解析：选D 由右手定如此可知ab中电流方向为a→b，选项A错误；导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv，ab为电源，c、d间电阻R为外电路负载，d、e和c、f间电阻中无电流，d、e间无电压，因此c、d间与f、e间电压相等，U cd＝E2R ×R＝Blv2＝1 V，选项D正确，B、C错误。

3．(2017·某某高考)如下列图，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。