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2017届高考物理一轮复习专题十电磁感应考点四电磁感应的综合应用教学案(含解析)

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考点四 电磁感应的综合应用 基础点 知识点1 电磁感应中的动力学问题 1．安培力的大小

安培力公式：FA＝BIl感应电动势：E＝Blv

感应电流：I＝ER

⇒FA＝B2l2vR

2．安培力的方向 (1)用左手定则判断：先用右手定则判断感应电流的方向，再用左手定则判定安培力的方向。 (2)用楞次定律判断：安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向相反(选填“相同”或“相反”)。 3．安培力参与物体的运动：导体棒(或线框)在安培力和其他力的作用下，可以做加速运动、减速运动、匀速运动、静止或做其他类型的运动，可应用动能定理、牛顿运动定律等规律解题。 知识点2 电磁感应中的能量问题 1．能量转化：感应电流在磁场中受安培力，外力克服安培力做功，将机械能转化为电能，电流做功再将电能转化为其他形式的能。 2．转化实质：电磁感应现象的能量转化，实质是其他形式的能与电能之间的转化。 3．电能的三种计算方法 (1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。 (2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能。 (3)利用电路特征求解：通过电路中所产生的电热来计算。 重难点 一、电磁感应中的动力学问题 1．导体的两种运动状态 (1)平衡状态：静止或匀速直线运动，F合＝0。 (2)非平衡状态：加速度不为零，F合＝ma。 2．电磁感应综合问题的两大研究对象及其关系 电磁感应中导体棒既可视为电学对象(因为它相当于电源)，又可视为力学对象(因为感应电流的存在而受到安培力)，而感应电流I和导体棒的速度v则是联系这两大对象的纽带。 3．解答电磁感应中的动力学问题的一般思路 (1)电路分析：等效电路图(导体棒相当于电源)。

电路方程：I＝BLvR＋r。 (2)受力分析：受力分析图(安培力大小、方向)，动力学方程：F安＝BIL，F合＝ma(牛顿第二定律)。其中I＝BLvR总，可得F安＝B2L2vR总，注意这个公式是连接电学与力学问题的关键。 (3)分析电磁感应中动力学问题的基本思路

4．解决电磁感应中力学问题的基本步骤 (1)明确研究对象和物理过程，即研究哪段导体在哪一过程切割磁感线。 (2)根据导体运动状态，应用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向。 (3)画出等效电路图，应用闭合电路欧姆定律求回路中的感应电流。 (4)分析研究导体受力情况，要特别注意安培力方向的确定。 (5)列出动力学方程或平衡方程求解。 ①导体处于平衡状态——静止或匀速直线运动状态。 处理方法：根据平衡条件——合外力等于零，列式分析。 ②导体处于非平衡状态——加速度不为零。 处理方法：根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系分析。 5．关于电磁感应中“收尾速度”及收尾情况的分析 (1)收尾速度的表达式 如图甲所示，导体棒ab在恒定外力F作用下，从静止开始沿光滑导轨做切割磁感线运动。已知磁感应强度为B，导体棒长度为l，电阻为r，定值电阻为R，其他电阻不计，则收

尾速度vm＝FR＋rB2l2。 若导体棒质量为m，与导轨间的动摩擦因数为μ，则同理有vm′＝F－μmgR＋rB2l2。

(2)两种典型的收尾情况

以如图乙所示的情景为例，导轨的倾角为θ，则收尾速度vm＝ mgsinθR＋rB2l2。

若导体棒进入磁场时v＞vm，则线框先减速再匀速；若导体棒进入磁场时v＜vm，则线框先加速再匀速。 特别提醒 (1)当涉及两个导体棒同时切割磁感线问题的分析时，要正确判断两个等效电源的串、并联关系，确定总的感应电动势的大小。 (2)当导体棒切割磁感线达到“收尾速度”时，加速度a＝0，此时的速度通常为最值。 二、电磁感应中的能量转化问题 1．电磁感应中的能量转化 闭合电路中产生感应电流的过程，是其他形式的能向电能转化的过程。电磁感应现象中能量问题的实质是电能的转化问题，桥梁是安培力。“外力”克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能转化为电能。同理，安培力做功的过程是电能转化为其他形式能的过程，安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。 2．安培力做功及对应的能量转化关系 (1)电动机模型：如图甲所示，回路通电后导体棒中存在电流，受到安培力的作用而向右运动。通过安培力做功，电能转化为导体棒的机械能。

(2)发电机模型：如图乙所示，导体棒因向右运动而产生感应电流，受到安培力的阻碍作用。通过克服安培力做功，机械能转化为回路的电能。 综上所述，安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的桥梁，如图所示。

3．求解电磁感应中的能量转化问题所选用解题规律 (1)动能定理：合外力(包含安培力)所做的功等于导体棒动能的增量。 (2)能量转化和守恒定律 ①判断选定的系统在某一过程中能量是否守恒。 ②分析该过程中能量形式，哪种能量增加，哪种能量减少。 ③增加的能量等于减少的能量。 (3)借助功能关系图分析电磁感应中的能量问题。 理顺功能关系是分析电磁感应中能量转化问题的关键，下面以如图所示的情景为例说明。图中倾角为θ的导轨不光滑，外力F拉着导体棒向上加速垂直切割磁感线，导体棒质量为m，电阻为r。导体棒运动过程的功能关系如图所示。 通过以上功能关系不难得到以下结论： ①WF＋W安＋Wf＝ΔE机(功能原理) ②WF＋WG＋W安＋Wf＝ΔEk(动能定理) ③WF＋WG＋Wf＝ΔEk＋Q(－W安＝Q) 4．求解电磁感应中电能的三种主要思路 (1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功。 (2)利用能量守恒定律求解：机械能的减少量等于产生的电能。 (3)利用电路特征求解：通过电路中产生的电热来计算。 5．分析电磁感应中能量问题的基本步骤 (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。 (2)画出等效电路，搞清电路结构，确定电流，求出回路中电阻消耗电功率的表达式。 (3)分析导体受力及各力做功情况，用动能定理或能量守恒定律，得到所满足的方程。 特别提醒 (1)在利用能量的转化和守恒解决电磁感应问题时，第一要准确把握参与转化的能量的形式和种类，第二要确定哪种能量增加，哪种能量减少。 (2)在电磁感应中若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算；若回路中电流变化，则可用功能关系或能量守恒定律求解。

(3)应用q＝nΔΦR求解电磁感应中的电荷量问题，既可以分析恒定电流通过某横截面的电荷量，也可以分析变化的电流通过某横截面的电荷量，故在求解变速运动过程中由于电磁感应现象而涉及的电荷量问题时，可直接利用q＝nΔΦR求解。

1．思维辨析 (1)安培力的方向一定与导体切割磁感线的运动方向相同。( ) (2)电磁感应中产生的电能等于克服其他外力所做的功。( )

(3)q＝nΔΦR可以求解任何情况下通过导体的电荷量。( ) (4)在有安培力的作用下，导体棒不能做加速运动。( ) (5)电磁感应中求焦耳热时，均可直接用公式Q＝I2Rt。( ) (6)电路中的电能增加，外力一定克服安培力做了功。( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 2．如图所示水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内，质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置。今使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止。设导轨与棒的电阻均不计，a、b与b、c的间距相等，则金属棒在由a→b与b→c的两个过程中下列说法中正确的是( )

A．金属棒运动的加速度相等 B．通过金属棒横截面的电量相等 C．回路中产生的电能EabD．金属棒通过a、b两位置时的加速度大小关系为aa答案 B

解析 由F＝BIL，I＝BLvR，F＝ma可得a＝B2L2vmR，由于速度在减小，故加速度在减小，

A、D错；由q＝It，I＝ER，E＝nΔΦΔt，可得q＝ΔΦR，由于两个过程磁通量的变化量相同，故通过金属棒横截面的电量相等，B正确；由克服安培力做的功等于产生的电能，即W＝FL，由于安培力越来越小，故第二个过程克服安培力做的功小于第一个过程，因此C错误。 3．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m、电阻也为R的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在的平面与磁感应强度为B的磁场垂直，如图所示，除金属棒和电阻R外，其余电阻不计。现将金属棒从弹簧的原长位置由静止释放，则以下结论错误的是( ) A．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→a B．最终弹簧的弹力与金属棒的重力平衡 C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为B2L2v/R D．金属棒的速度为v时，金属棒两端的电势差为BLv/2 答案 C 解析 金属棒向下运动时，切割磁感线，由右手定则可知，流过电阻R的电流方向为b→a，选项A正确；金属棒在切割磁感线的过程中，将金属棒的机械能转化为焦耳热，最终

停下，处于静止状态，其合力为零，即弹簧的弹力与金属棒的重力平衡，选项B正确；当金

属棒的速度为v时，产生的电动势E＝BLv，I＝E2R＝BLv2R，则金属棒所受的安培力大小F＝BIL

＝B2L2v2R，选项C错误；由欧姆定律可得，金属棒两端的电势差U＝IR＝BLv2，选项D正确。故本题错误的选项是C。

[考法综述] 本考点内容是高考的热点之一，试题无论是选择题还是计算题，综合性都较强，难度也较大。在复习过程中既要抓基础，又要重能力的训练，应掌握： 2类问题——电磁感应中的动力学问题、功和能量问题 2种思路——解决电磁感应中的动力学问题思路、功和能量问题思路 1种速度——收尾速度 命题法1 电磁感应中的动力学问题 典例1 如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求：

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届高考物理一轮复习讲义：第十章 第讲 电磁感应规律的综合应用(一)——电路和图象 Word版含答案

届高考物理一轮复习讲义：第十章 第讲 电磁感应规律的综合应用(一)——电路和图象 Word版含答案

第3讲 电磁感应规律的综合应用(一)——电路和图象板块一 主干梳理·夯实基础【知识点1】 电磁感应和电路的综合 Ⅱ1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

如：切割磁感线的导体棒、有磁通量变化的线圈等。

2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容等电学元件组成。

在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处。

3．与电路相联系的几个公式 (1)电源电动势：E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Bl v 。

(2)闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r 。

电源的内电压：U 内＝Ir 。

电源的路端电压：U 外＝IR ＝E －Ir 。

(3)消耗功率：P 外＝IU ，P 总＝EI 。

(4)电热：Q ＝I 2Rt 。

【知识点2】 电磁感应中的图象问题 Ⅱ板块二 考点细研·悟法培优考点1 电磁感应中的电路问题 [解题技巧]1. 问题归类(1)以部分电路欧姆定律为中心，对六个基本物理量(电压、电流、电阻、电功、电功率、电热)、三条定律(部分电路欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)以及若干基本规律(串、并联电路特点等)进行考查；(2)以闭合电路欧姆定律为中心，对电动势概念，闭合电路中的电流、路端电压以及闭合电路中能量的转化进行考查。

2．基本方法(1)确定电源：先判断产生电磁感应的是哪一部分导体，该部分导体可视为电源。

(2)分析电路结构，画等效电路图。

(3)利用电路规律求解，主要有欧姆定律、串并联规律等。

3．误区分析(1)不能正确根据感应电动势及感应电流的方向分析外电路中电势的高低。

因产生感应电动势的那部分电路相当于电源部分，故该部分电路中的电流相当于电源内部的电流，而外电路中电流的方向仍是从高电势到低电势。

(2)应用欧姆定律分析求解电路时，没有考虑到电源的内阻对电路的影响。

(3)对连接在电路中电表的读数不能正确进行分析，例如并联在等效电源两端的电压表，其示数是路端电压，而不是等效电源的电动势。

物理学案 人教版高考一轮复习第10章电磁感应学案及实验教学

物理学案 人教版高考一轮复习第10章电磁感应学案及实验教学

第2讲 法拉第电磁感应定律 自感 涡流一、法拉第电磁感应定律 1．感应电动势(1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。

(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。

(3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。

2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

(2)公式：E ＝n ΔΦΔt，其中n 为线圈匝数。

(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的欧姆定律，即I ＝ER ＋r 。

3．导体切割磁感线的情形(1)若B 、l 、v 相互垂直，则E ＝Blv 。

(2)v ∥B 时，E ＝0。

二、自感、涡流 1．自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感。

(2)自感电动势①定义：在自感现象中产生的感应电动势叫作自感电动势。

②表达式：E ＝L ΔIΔt。

(3)自感系数L①相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关。

②单位：亨利(H)，1 mH ＝10－3H,1 μH＝10－6H 。

2．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生感应电流，这种电流像水的漩涡，所以叫涡流。

授课提示：对应学生用书第196页命题点一 对法拉第电磁感应定律的理解及应用 自主探究1．感应电动势的决定因素(1)由E ＝n ΔΦΔt 知，感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt 和线圈匝数n 共同决定，磁通量Φ较大或磁通量的变化量ΔΦ较大时，感应电动势不一定较大。

(2)ΔΦΔt 为单匝线圈产生的感应电动势大小。

2．法拉第电磁感应定律的三个特例(1)回路与磁场垂直的面积S 不变，磁感应强度发生变化，则ΔΦ＝ΔB·S，E ＝n ΔBΔt S 。

(2)磁感应强度B 不变，回路与磁场垂直的面积发生变化，则ΔΦ＝B·ΔS，E ＝nB ΔSΔt。

(3)磁通量的变化是由面积和磁场变化共同引起时，则ΔΦ＝Φ末－Φ初，E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB·ΔSΔt。

2017年高考物理一轮复习精品资料专题9.3电磁感应中的电路与图象问题(教学案)Word版含解析

2017年高考物理一轮复习精品资料专题9.3电磁感应中的电路与图象问题(教学案)Word版含解析

1．对电磁感应中电源的理解 2．解决电磁感应电路问题的基本步骤一、电磁感应与电路1．对电源的理解：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源．如：切割磁感线的导体棒、内有磁通量变化的线圈等．2．对电路的理解：内电路是切割磁感线的导体或磁通量发生变化的线圈；除电源外其余部分是外电路，外电路由电阻、电容等电学元件组成．在外电路中，电流从高电势处流向低电势处；在内电路中，电流则从低电势处流向高电势处．3．与电路相联系的几个公式(1)电源电动势：E ＝n ΔΦΔt _或E ＝Blv .(2)闭合电路欧姆定律：I ＝ER ＋r.电源的内电压：U 内＝Ir .电源的路端电压：U 外＝IR ＝E －Ir . (3)功率：P 外＝IU ，P 总＝EI ， P 内＝I 2r (4)电热：Q ＝I 2Rt 二、电磁感应与图象 1．图象类型电磁感应中主要涉及的图象有B －t 图象、Φ－t 图象、E －t 图象和I －t 图象．还常涉及感应电动势E 和感应电流I 随线圈位移x 变化的图象，即E －x 图象和I －x 图象．2．应用知识(1)四个规律：左手定则、安培定则、右手定则、楞次定律． (2)应用公式： ①平均电动势E ＝n ΔΦΔt②平动切割电动势E ＝Blv③转动切割电动势E ＝12Bl 2ω④闭合电路的欧姆定律I ＝ER ＋r⑤安培力F ＝BIl⑥牛顿运动定律的相关公式等 3．基本方法(1)明确图象的种类，是B －t 图象还是Φ－t 图象，或者E －t 图象、I －t 图象等． (2)分析电磁感应的具体过程．(3)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律列出函数方程． (4)根据函数方程进行数学分析．如斜率及其变化、两轴的截距、图线与坐标轴所围图形的面积等代表的物理意义．(5)画图象或判断图象．考点一 电磁感应与电路 1．对电磁感应中电源的理解(1)电源的正、负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极．(2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为E ＝Blv ，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的．(3)在电磁感应电路中，相当于电源的导体(或线圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零)．2．解决电磁感应电路问题的基本步骤(1)确定电源及正、负极，并利用E ＝Blv 或E ＝ΔΦΔt 求出电源电动势．当电路中有两棒切割磁感线产生电动势时，将它们求和(同向时)或求差(反向时)；(2)分析电路结构，画出等效电路图；(3)利用闭合电路欧姆定律与串、并联电路的规律求电流、电压、电功率、焦耳热、感应电荷量等．例1、(多选)如图所示，边长为L 、不可形变的正方形导线框内有半径为r 的圆形磁场区域，其磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B ＝kt (常量k >0)．回路中滑动变阻器R 的最大阻值为R 0.滑动片P 位于滑动变阻器中央，定值电阻R 1＝R 0、R 2＝R 02.闭合开关S ，电压表的示数为U ，不考虑虚线MN 右侧导体的感应电动势，则( )A ．R 2两端的电压为U7B ．电容器的a 极板带正电C ．滑动变阻器R 的热功率为电阻R 2的5倍D ．正方形导线框中的感应电动势为kL 2【答案】AC【方法技巧】解决电磁感应中的电路问题三步曲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 ＝n ΔΦΔt 或E ＝Blv sin 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． 【变式探究】如图甲所示，面积为0.1 m 2的10匝线圈EFG 处在某磁场中，t ＝0时，磁场方向垂直于线圈平面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图乙所示．已知线圈与右侧电路接触良好，电路中的电阻R ＝4 Ω，电容C ＝10 μF ，线圈EFG 的电阻为1 Ω，其余部分电阻不计．则当开关S 闭合，电路稳定后，在t ＝0.1 s 至t ＝0.2 s 这段时间内( )A ．电容器所带的电荷量为8×10－5C B ．通过R 的电流是2.5 A ，方向从b 到a C ．通过R 的电流是2 A ，方向从b 到aD ．R 消耗的电功率是0.16 W【答案】A【举一反三】(多选)如图所示，M 1N 1与M 2N 2是位于同一水平面内的两条平行金属导轨，一个半径为L 的半圆形硬导体ef 和金属杆ab 均与导轨垂直且可在导轨上无摩擦滑动，金属杆ab 上有一电压表(其电阻为R 0)，半圆形硬导体ef 的电阻为r ，其余电阻不计，则下列说法正确的是( )A ．若ab 固定、ef 以速度v 滑动时，电压表读数为BLvR 0R 0＋rB ．若ab 固定、ef 以速度v 滑动时， ef 两点间的电压为2BLvR 0R 0＋rC ．当ab 、ef 以相同的速度v 同向滑动时，电压表读数为零D ．当ab 、ef 以大小相同的速度v 反向滑动时，电压表读数为2BLvR 0R 0＋r【答案】BC考点二 电磁感应与图象 1．图象问题的求解类型2．解决图象问题的一般步骤(1)明确图象的种类，即是B －t 图象还是Φ －t 图象，或者是E －t 图象、I －t 图象等； (2)分析电磁感应的具体过程；(3)用右手定则或楞次定律确定方向对应关系；(4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等规律写出函数关系式； (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等； (6)画出图象或判断图象．例2、如图所示，一直角三角形金属框，向左匀速地穿过一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场仅限于虚线边界所围的区域内，该区域的形状与金属框完全相同，且金属框的下边与磁场区域的下边在一条直线上．若取顺时针电流方向为感应电流的正方向，从金属框左边刚进入磁场开始计时，则金属框穿过磁场过程中的感应电流随时间变化的图象是下列选项中的( )【答案】C【方法技巧】电磁感应中图象类选择题的两个常见解法(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作出分析和判断，这未必是最简捷的方法，但却是最有效的方法．【变式探究】(多选)如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是( )【答案】AC【举一反三】(多选)空间存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域横截面为等腰直角三角形，底边水平，其斜边长度为L.一正方形导体框abcd边长也为L，开始正方形导体框的ab 边与磁场区域截面的斜边刚好重合，如图所示．由图示位置开始计时，正方形导体框以平行于bc 边的速度v 匀速穿越磁场．若导体框中的感应电流为i ，a 、b 两点间的电压为U ab ，感应电流取逆时针方向为正，则导体框穿越磁场的过程中，i 、U ab 随时间的变化规律正确的是( )【答案】AC考点三、数形结合”分析电磁感应中图象问题1．方法概述：“数形结合”指根据函数解析式作出图象，或利用图象得出函数解析式的一种数学方法，在解决物理问题中也经常使用．2．利用“数形结合”分析电磁感应中图象问题时，应当注意以下问题：(1)公式选择：一般选用E ＝Blv 或E ＝n ΔΦΔt 的瞬时值表达式(即Δt →0时的平均电动势)．(2)准确写出每一个时刻(或位置)的磁通量变化率、导体棒切割磁感线的有效长度、回路总电阻等物理量随时间变化的函数表达式．(3)正确分析解析式中变量和不变量的函数关系．例3、如图，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab 、ac 和MN ，其中ab 、ac 在a 点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是()【答案】A【方法技巧】电磁感应图象问题中数学工具的应用涉及感应电动势或感应电流的大小的讨论时，最好不要凭感觉判断，一定要列出函数表达式，根据对感应电动势和感应电流大小有影响的量的变化进行分析、讨论．【变式探究】边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里的匀强磁场中．现把框架匀速水平向右拉出磁场，如图所示，则下列图象与这一过程相符合的是()【答案】B1．【2016·四川卷】如图1­所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv(F0、k是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为F A，电阻R两端的电压为U R，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图像可能正确的有( )图1­图1­(3)若k<B2l2R＋r，F合随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C 选项符合；综上所述，B、C选项符合题意．1．(2015·山东理综·19)如图2甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压u ab为正，下列u ab t 图象可能正确的是( )图2答案 C2．(2014·新课标全国Ⅰ·18)如图1(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1答案 C解析由题图(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．3．(2013·新课标全国Ⅰ·17)如图3，在水平面(纸面)内有三根相同的均匀金属棒ab、ac和MN，其中ab、ac在a点接触，构成“V”字型导轨．空间存在垂直于纸面的均匀磁场．用力使MN向右匀速运动，从图示位置开始计时，运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触．下列关于回路中电流i与时间t的关系图线，可能正确的是( )图3答案 A4．(2013·新课标全国Ⅱ·16)如图4，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d＞L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动，t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v－t图象中，可能正确描述上述过程的是( )图4答案 D5．(2013·山东理综·18)将一段导线绕成图13甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)内．回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中．回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示．用F表示ab边受到的安培力，以水平向右为F的正方向，能正确反映F随时间t变化的图象是( )图13答案 B解析 0～T 2时间内，回路中产生顺时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向左.T 2～T 时间内，回路中产生逆时针方向、大小不变的感应电流，根据左手定则可以判定ab 边所受安培力向右，故B 正确．1．(多选)如图11所示，在直角坐标系xOy 中，有边长为L 的正方形金属线框abcd ，其一条对角线ac 和y 轴重合、顶点a 位于坐标原点O 处．在y 轴右侧的一、四象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab 边刚好重合，左边界与y 轴重合，右边界与y 轴平行．t ＝0时刻，线框以恒定的速度v 沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域．取沿a →b →c →d →a 方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流I 、ab 间的电势差U ab 随时间t 变化的图线是下图中的( )图11答案 AD3．如图1，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，现有一边长为22L的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的某一速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图象是( )图1答案 D4．如图4所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区域，区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外．一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿x轴正方向做匀速运动，则导体棒ab两端的感应电动势E(取a→b为电动势的正方向)与导体棒位置x关系的图象是( )图4答案 A。

2017年高考物理一轮复习习题：第10章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律含答案

2017年高考物理一轮复习习题：第10章 第1讲 电磁感应现象 楞次定律含答案

第1讲电磁感应现象楞次定律A组基础题组1.(2013课标Ⅱ,19,6分)(多选)在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。

下列叙述符合史实的是( )A.奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系B.安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C.法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中,会出现感应电流D.楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2.(2016浙江杭州模拟)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处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3.(2016江西九江模拟)某磁场磁感线如图所示,有一铜线圈自A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是( )A.始终顺时针B.先顺时针再逆时针C.始终逆时针D.先逆时针再顺时针4.(2015广东揭阳一中、潮州金山中学联考)电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。

现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电5.(2014广东理综,15,4分)如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大6.(2016浙江杭州统测)两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向如图所示,线圈L的平面跟纸面平行,现将线圈从位置A沿M、N连线的中垂线迅速平移到位置B,则在平移过程中,线圈中的感应电流( )A.沿顺时针方向,且越来越小B.沿逆时针方向,且越来越大C.始终为零D.先顺时针,后逆时针7.如图,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。