2022年高考物理 黄金易错点专题汇编 专题11 电磁感应.doc

2014年高考物理 黄金易错点专题汇编 专题11 电磁感应1.如图所示，在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，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动，相互靠近D.ab和cd相背运动，相互远离2.如图所示,ab为一金属杆,它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,可绕a点在纸面内转动;S为以a为圆心位于纸面内的金属环;在杆转动过程中,杆的b端与金属环保持良好接触;A为电流表,其一端与金属环相连,一端与a点良好接触.当杆沿顺时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图所示,则此时刻( )A.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab的安培力向右B.有电流通过电流表,方向由c向d,作用于ab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t1t2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aB.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.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，同时使减小B.使磁感应强度B减小，角同时也减小C.ab向左运动，同时增大磁感应强度BD.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和角(0°<<90°)10.用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，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10 T/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是( )A.Uab=0.1 VB.Uab=-0.1 VC.Uab=0.2 VD.Uab=-0.2 V11.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BLvB.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mgsin12.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=1 m，两导轨的上端间接有电阻，阻值R=2 .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2 T.现将质量m=0.1 kg、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0.3 m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0.3 m时速度为多大？(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻R上产生多少热量？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EBrvD穿过线圈某个横截面的电荷量为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：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”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相对运动三步法：明确研究对象和相对运动方向；用“阻碍相对运动”判断出感应磁场的方向；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R1 、半径r10.2 m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r20.1 mt0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B2t(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、t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t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L1 m，电阻R13 ，R21.5 ，导轨上放一质量m1 kg，电阻r1 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B0.8 T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(It)图线，求：(1)5 s末金属杆的动能；(2)5 s末安培力的功率；(3)5 s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L1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11 kg的金属棒ab和质量为m20.27 kg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0.75，两棒总电阻为1.8 ，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g10 m/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2 s内外力F做功40 J，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 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相连接，导轨上放一根金属导体棒ab并与导轨紧密接触，磁感线垂直于导轨所在平面若ab匀速地向右做切割磁感线的运动，则在此过程中M所包围的固定闭合小矩形导体环N中电流表内()A有自下而上的恒定电流B产生自上而下的恒定电流C电流方向周期性变化D没有感应电流2在空间yOz平面内的光滑绝缘细杆OP与y轴正方向成角固定，杆上套有一带正电的小球使小球从O点以初速度v0沿杆上滑，某时刻起在杆所在空间加一电场或磁场，以下所加的“场”，能使小球在杆上匀速运动的是()A沿z轴正方向的匀强电场B沿x轴负方向的匀强磁场C沿y轴负方向的匀强电场D沿x轴正方向的匀强磁场3如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向PQ是一根立在导轨上的金属直杆，它从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是()A感应电流的方向始终是由PQB感应电流的方向先是由PQ，后是由QPCPQ受磁场力的方向垂直杆向左DPQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右4如图所示，两块金属板水平放置，与左侧水平放置的线圈通过开关S用导线连接压力传感器上表面绝缘，位于两金属板间，带正电的小球静置于压力传感器上，均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈S未接通时压力传感器的示数为1 N，S闭合后压力传感器的示数变为2 N则磁场的变化情况可能是()A向上均匀增大B向上均匀减小C向下均匀减小 D向下均匀增大5竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是yx2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(如图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上yb(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv26一矩形线圈abcd位于一随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里(如图105甲所示)，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则图106中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是()ABCD图1067如图107所示，在坐标系xOy中，有一边长为l的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac与y轴重合，顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧的、象限内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界过b点且与y轴平行t0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逆时针的感应电流方向为正方向，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Uab随时间t变化的图线分别是图108中的()8如图109所示，一个水平放置的“”形光滑导轨固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，ab是粗细、材料与导轨完全相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好在外力作用下，导体棒以恒定速度v向右平动，以导体棒在图中所示位置的时刻为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受外力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间t变化的图象如图1010所示其中正确的是()9如图1011所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角，导轨电阻不计匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好金属棒的质量为m、电阻为R，另有一条纸带固定金属棒ab上，纸带另一端通过打点计时器(图中未画出)，且能正常工作在两根金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL4R，定值电阻R12R，调节电阻箱电阻，使R212R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，同时接通打点计时器的电源，打出一条清晰的纸带，已知相邻点迹的时间间隔为T，如图1012所示，各点间距以s为单位(s为已知量)试求： (1)求磁感应强度为B有多大？(2)当金属棒下滑距离为s0时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始下滑2s0的过程中，整个电路产生的电热10如图甲所示，电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置，ON及RQ与水平面的夹角53°，水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，倾斜导轨处于平行轨道向下的磁场中，磁场的磁感应强度大小相同两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上，与导轨垂直并始终接触良好导体棒的质量m1.0 kg，R1.0 ，长度L1.0 m，与导轨间距相同，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.5.现对ab棒施加一个方向向右、大小随乙图规律变化的力F的作用，同时由静止释放cd棒，则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动，g取10 m/s2.求：(设解题涉及过程中ab、cd两棒分别位于水平和倾斜轨道上)(1)ab棒的加速度大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)若已知在前2 s内外力做功W30 J，求这一过程中电路产生的焦耳热；(4)求cd棒达到最大速度所需的时间应电流和感应电动势均逐渐减小；当cd边与磁场边界重合后线框继续运动，cd边切割磁感线，根据右以上各式联立解得Fm(ga)21