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推荐精选K12资料 电磁感应规律的综合应用
跟踪演练·强化提升
【课堂达标检测】
1.(多选)如图所示,闭合小金属环从高h处的光滑曲面右上端无初速度滚下,又沿曲面的另一侧上升,则
(
)
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
【解析】选B、D。若磁场为匀强磁场,则小金属环中无感应电流,所以小金属环的机械能守恒,选项B正确、A错误;若磁场为非匀强磁场,则小金属环中磁通量发生变化,产生感应电流,所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能,选项D正确、C错误。
2. (多选)(2017·郑州模拟)水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,如图所示,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程
(
)
A.产生的总内能相等
B.通过ab棒的电荷量相等
C.电流所做的功相等
D.安培力对ab棒所做的功不相等 推荐精选K12资料
推荐精选K12资料 【解析】选A、D。产生的总内能等于金属棒减少的动能,选项A正确;两种情况下,当金属棒速度相等时,在粗糙导轨上滑行时的加速度较大,所以导轨光滑时金属棒滑行得较远,根据q=It=·t==可知,导轨光滑时通过ab棒的电荷量较大,选项B错误;因为电流所做的功等于克服安培力做的功,两个过程中,金属棒减少的动能相等,所以导轨光滑时克服安培力做的功等于导轨粗糙时克服安培力做的功与克服摩擦力做功之和,故选项C错误、D正确。
【加固训练】
如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是 (
第3讲 电磁感应规律的综合应用
(对应学生用书第161页)
电磁感应中的电路问题
1.内电路和外电路
(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路．
2．电源电动势和路端电压
ΔΦEBLvEn.
(1)电动势：或＝＝ tΔ UIREIr.
路端电压：＝＝－(2)
错误!
【针对训练】1.
1
3－图9－，正方形的一半放在垂直于纸面向里的匀0.2 m用均匀导线做成的正方形的线框边长为ba两点间T/s的变化率均匀增强时，线框中、9－3－1所示．当磁场以10 强磁场中，如图)
( 的电势差是U0.1 V A．＝abU0.1 V B．＝－abU0.2 V C．＝abU0.2 V
．＝－DabEBS·ΔΦΔUE0.1
由楞次定律可知，＝－＝－由＝＝＝10×0.02 V＝0.2 V【解析】 abtt2ΔΔ 正确．，选项BVB
【答案】
电磁感应的图象问题
图象 能量的转化
类型．当导体棒速度达到 EB、感应电动势Φ(1)磁感应强度、磁通量ttIB－变化的图象，即和感应电流随时间sin
1
tEtIt －图象和Φ－图象图象、－图象、对于切割磁感线产生感应电动势和感应(2)E和感应电流的情况，还常涉及感应电动势 xxIE图象和变化的图象，即电流－随位移xI 图象－ 问题
由给定的电磁感应过程判断或画出正确(1) 类型 的图象由给定的有关图象分析电磁感应过程，求(2) 解相应的物理量 利用给出的图象判断或画出新的图象 (3) 应用
左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、 法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、知识 函数图象知识等 【针对训练】2.
2
3－图9－，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖－2)如图9－3(2012·福建高考O直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合．若取磁铁中心ix随环轴，建立竖直向下为正方向的则选项图中最能正确反映环中感应电流为坐标原点，x)
1 第3讲 专题 电磁感应规律的综合应用
1．闭合回路由电阻R与导线组成，其内部磁场大小按Bt图变化，方向如图1所示，则回路中 ( )．
图1
A．电流方向为顺时针方向
B．电流强度越来越大
C．磁通量的变化率恒定不变
D．产生的感应电动势越来越大
解析 由楞次定律可以判断电流方向为顺时针方向，A项正确；由法拉第电磁感应定律E＝NΔΦΔt可得，E＝NΔBΔtS，由图可知ΔBΔt是恒量，所以电动势恒定，D项错误；根据欧姆定律，电路中电流是不变的，B项错误；由于磁场均匀增加，线圈面积不变所以磁通量的变化率恒定不变，C项正确．
答案 AC
2．水平放置的金属框架cdef处于如图2所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则
( )．
图2
A．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力增大
B．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力不变
C．ab中电流不变，ab棒所受摩擦力增大
D．ab中电流增大，ab棒所受摩擦力不变
解析 由法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtS知，磁感应强度均匀增大，则ab中感应电动势和电流不变，由Ff＝F安＝BIL知摩擦力增大，选项C正确． 2 答案 C
3．如图3所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则
( )．
图3
A．Fd>Fc>Fb B．Fc
C．Fc>Fb>Fd D．Fc
解析 从a到b线圈做自由落体运动，线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，因而也不受磁场力，即Fc＝0，从b到d线圈继续加速，vd>vb，当线圈在进入和离开磁场时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，受磁场力作用，其大小为：F＝BIl＝BBlvRl＝B2l2vR，因vd>vb，所以Fd>Fb>Fc，选项D正确．
第3节 电磁感应规律的综合应用
考点一| 电磁感应中的电路、图象问题
一、电磁感应中的电路问题
1．内电路和外电路
(1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源．
(2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路．
2．电源电动势和路端电压
(1)电动势：E＝Blv或E＝nΔΦΔt.
(2)路端电压：U＝IR＝E－Ir.
二．电磁感应的图象问题
1．解决电磁感应中的电路问题的一般步骤 图象类型 (1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即Bt图象、Φt图象、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x变化的图象问题类型 (1)由给定的电磁感应过程判断或画出正确的图象
(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
(3)利用给出的图象判断或画出新的图象
应用知识 左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿定律、函数图象知识(1)确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E＝nΔΦΔt或E＝Blvsin θ求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向．
(2)分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图．
(3)利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解．
2．电磁感应中图象问题的分析技巧
(1)对于图象选择问题常用排除法：先看方向再看大小及特殊点．
(2)对于图象的描绘：先定性或定量表示出所研究问题的函数关系，注意横、纵坐标表达的物理量及各物理量的单位，画出对应物理图象(常有分段法、数学法)．
(3)对图象的理解：看清横、纵坐标表示的量，理解图象的物理意义．
1．如图931甲所示，一半径r＝0.5 m、电阻为R＝5 Ω、匝数为N＝100匝的圆形线圈两端A、C与一个理想电流表相连，线圈内有变化的磁场，以垂直纸面向里的磁场方向为正，磁场随时间的变化情况如图乙所示，则下列判断中正确的是( )
