高考物理黄金易错点汇编 专题11 电磁感应Word文档下载推荐.docx
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B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于a
b的安培力向左
C.有电流通过电流表,方向由d向c,作用于ab的安培力向右
D.无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零
3.用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆
环,ab为圆环的一条直径.如图所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率
.则()
A.圆环中产生逆时针方向的感应电流
B.圆环具有扩张的趋势
C.圆环中感应电流的大小为
D.图中a、b两点间的电势差大小为
4.图中L是绕在铁芯上的线圈,它与电阻R、R0、开关和电池E构成闭合回路.开关S1和S2开始都处在断开状态.设在t=0时刻,接通开关S1,经过一段时间,在t=t1时刻,再接通开关S2,则能较准确表示电阻R两端的电势差Uab随时间t变化的图线是()
5.如图甲所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通以如图乙所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(如图甲箭头所示).在t1~t2时间内,对于线圈B,下列说法中正确的是()
A.线圈B内有
顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势
D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势
6.如图所示,金属杆ab静放在水平固定的
“U”形金属框上,整个装置处于竖直向上的磁场中.当磁感应强度均匀增大时,杆ab总保持静止,则()
A.杆中感应电流方向是从b到a
B.杆中感应电流大小保持不变
C.金属杆所受安培力逐渐增大
D.金属杆受三个力作用而保持平衡
7.如图所示为几个有理想边界的磁场区域,相邻区域的磁感应强度B大小相等、方向相反,区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始,沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域,速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向,下列各图能正确反映线框中感应电流的是()
8.如图所示,由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动,匀强磁场的方向垂直线框平面向里,磁感应强度B随时间均匀增大,则下列说法正确的是()
A.导体棒的a端电势比b端电势高,电势差Uab在逐渐增大
B.导体棒的a端电势比b端电势低,电势差Uab在逐渐增大
C.线框cdef中有顺时针方向的电流,电流大小在逐渐增大
D.线框cdef中有逆时针方向的电流,电流大小在逐渐增大
9.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,一定能在轨道回路里产生感应电流的是()
A.ab向右运动,同时使θ减小
B.使磁感应强度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°
)
10.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2m,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示.当磁场以10T/s的变化率增强时,线框中a、b两点间的电势差是()
A.Uab=0.1VB.Uab=-0.1V
C.Uab=0.2VD.Uab=-0.2V
11.如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”形,底部导轨面水平,倾斜部分与水平面成θ角,导轨与固定电阻相连,整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中.导体棒ab和cd均垂直于导轨放置,且与导轨间接触良好,两导体棒的电阻皆与阻值为R的固定电阻相等,其余部分电阻不计.当导体棒cd沿底部导轨向右以速度v匀速滑动时,导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态,导体棒ab的重力为mg,则()
A.导体棒cd两端电压为BLv
B.t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为
C.cd棒克服安培力做功的功率为
D.导体棒ab所受安培力为
mgsinθ
12.如图甲所示,两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1m,两导轨的上端间接有电阻,阻值R=2Ω.虚线OO′下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场,磁场磁感应强度为2T.现将质量m=0.1kg、电
阻不计的金属杆ab,从OO′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,不计导轨的电
阻.已知金属杆下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求:
(1)金属杆刚进入磁场时速度为多大?
下落了0.3m时速度为多大?
(2)金属杆下落0.3m的过程中,在电阻R上产生多少热量?
【参考答案与解析】
【名师点睛,易错起源】
易错起源1、楞次定律和法拉第电磁感应定律的应用
例1.如图所示,一导线弯成闭合线圈,以速度v向左匀速进入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直平面向外.线圈总电阻为R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是( ).
A.感应电流一直沿顺时针方向
B.线圈受到的安培力先增大,后减小
C.感应电动势的最大值E=Brv
D
.穿过线圈某个横截面的电荷量为
【名师点睛】
感应电流方向的判断方法
1.右手定则——导体在磁场中做切割磁感线运动
判定原则:
a.感应电流方向的判定,右手定则——四指所指的方向为感应电流的方向;
b.对于感应电动势的方向判断,无论电路是否闭合,都可以用右手定则进行判断——四指指向感应电动势的正极.
2.楞次定律——闭合电路中的磁通量发生变化
运用楞次定律判定感应电流方向的基本思路可归结为:
“一原、二感、三电流”,即为:
①明确原磁场:
弄清原磁场的方向及闭合电路中的磁通量的变化情况.
②确定感应磁场:
即根据楞次定律中的“阻碍”原则,结合闭合电路中的磁通量变化情况,确定出感应电流产生的磁场的方向.原磁通量增加,则感应电流的磁场与原磁场方向相反;
原磁通量减少,则感应电流的磁场与原磁场方向相同——“增反减同”.
③判定电流方向:
即根据产生感应磁场的方向,运用安培定则判断出感应电流方向.
【锦囊妙计,战胜自我】
相对运动三步法:
①明确研究对象和相对运动方向;
②用“阻碍相对运动”判断出感应磁场的方向;
③用安培定则判断感应电流的方向.
易错起源2、电磁感应现象中的图象问题
例2.如图所示,电阻R=1Ω、半径r1=0.2m的单匝圆形
导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q,P、Q的圆心相同,Q的半径r2=0.1m.t=0时刻,Q内存在着垂直于圆面向里的磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系是B=2-t(T).若规定逆时针方向为电流的正方向,则线框P中感应电流I随时间t变化的关系图象应该是下图中的( ).
解决电磁感应现象中图象问题的基本方法
(1)明确图象的种类,如Bt图象、Φt图象、Et图象和It图象等.
(2)理解图象的物理意义,看清横、纵坐标表示的物理量.
(3)画出对应的物理图象(常常采用分段法、数学法来处理).
分析电磁感应现象中图象问题的三大要点
(1)注意横、纵坐标表示的物理量,以及各物理量的单位.定性或定量地表示出所研究问题的函数关系式.
(2)注意在图象中E、I、B等物理量的方向是通过正负值来反映,故确定大小变化的同时,还应确定方向的情况.
(3)由Φt图象、Bt图象等分析电磁感应的具体过程,求解时要注意分清“图象段”,依照规律逐段进行分析,同时还要用好图象斜率的物理意义.
易错起源3、电磁感应中的电路问题
例3.如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN,PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=1m,电阻R1=3Ω,R2=1.5Ω,导轨上放一质量m=1kg,电阻r=1Ω的金属杆,长度与金属导轨宽度相等,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下,现用一拉力F沿水平方向拉杆,使金属杆由静止开始运动.图10-16乙为通过R1中的电流平方随时间变化的(I
t)图线,求:
(1)5s末金属杆的动能;
(2)5s末安培力的功率;
(3)5s内拉力F做的功.
易错起源4、电磁感应现象中力和能量问题的分析
例4.相距
L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图10-18(甲)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同.ab棒光滑,cd棒与导轨间的动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为1.8Ω,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上,大小按图10-18(乙)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放(取g=10m/s2).求:
(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小;
(2)已知在2s内外力F做功40J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到
最大速度所需的时间t0.
解决电磁感应现象中力和能量问题的基本方法
(1)在电磁感应现象中,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.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)画出等效电路图,由闭合电路欧姆定律求出回路中的电流.
(3)分析研究导体的受力情况(用左手定则确定安培力的方向),列平衡方程或动力学方程求解.
(4)分析导体机械能的变化,用功能关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程,即能量守恒方程.
解决电磁感应现象中力和能量问题的技巧
(1)因电磁感应现象中力和运动问题所给图形大多为立体空间分布图,故在受力分析时,应把立体图转化为平面图.
(2)电磁感应中的能量问题
①电磁感应的过程实质是不同形式的能量间相互转化的过程.“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.当感应电流通过用电器时,电能又转化为其他形式的能.可以简化为
下列形式:
同理,安培力做正功的过程,是电能转化为其他形式的能的过程,安培力做多少功就有多少电能转化为其他形式的能.
②电能求解思路主要有三种:
a.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;
b.利用能量守恒求解:
机械能的减少量等于产生
的电能;
c.利用电路特征来求解:
通过电路中所产生的电能来计算.
【易错练兵,虎口脱险】
1.如图所示,在匀强磁场B中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟固定的大导体矩形环M
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