2021-2022年收藏的精品资料高考物理之纠错笔记系列专题11电磁感应.doc
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1、专题十一:电磁感应第一部分 易错点剖析易错点一、对、的意义理解不清对、的理解和应用易出现以下错误:(1)不能通过公式正确计算、和的大小,错误地认为它们都与线圈的匝数n成正比;(2)认为公式中的面积S就是线圈的面积,而忽视了无效的部分;不能通过t(或Bt)图象正确求解;(3)认为=0(或B=0)时,一定等于零;(4)不能正确地分析初、末状态穿过线圈的磁通量的方向关系,从而不能正确利用公式=21求解。典例分析如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀地增大到2B,在此过程中,线圈中产生的感应电动势为A B C
2、 D【错因分析】有效面积的计算错误,或者用法拉第电磁感应定律求电动势的时候忘记乘以匝数n而导致错解。【正确解析】磁感应强度的变化率,法拉第电磁感应定律可以写成,其中磁场中的有效面积,代入得,选项B正确。【正确答案】B。即时巩固1(2019黑龙江学与考联盟三模)(多选)如图所示,磁场中S1处竖直放置一闭合圆形线圈。现将该圆形线圈从图示S1位置处水平移动到S2位置处,下列说法正确的是A穿过线圈的磁通量在减少B穿过线圈的磁通量在增加C逆着磁场方向看,线圈中产生的感应电流方向是逆时针D逆着磁场方向看,线圈中产生的感应电流方向是顺时针2(2019广东广州联考)如图所示,闭合线圈abcd水平放置,其面积为
3、S,匝数为n,线圈与匀强磁场B夹角为45.现将线圈以ab边为轴顺时针转动90,则线圈在初、末位置磁通量的改变量的大小为A0BBS CnBS D无法计算易错点二、“三定则”的比较及其联系比较项目左手定则右手定则安培定则应用磁场对运动电荷、电流作用力方向的判断对导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断电流产生磁场涉及方向的物理量磁场方向、电流(电荷运动)方向、安培力(洛伦兹力)方向磁场方向、导体切割磁感线的运动方向、感应电动势的方向电流方向、磁场方向各物理量方向间的关系图例因果关系电流运动运动电流电流磁场应用实例电动机发电机电磁流量计典例分析(多选)如图所示,水平放置的光滑轨道上有可自由移动的金属
4、棒PQ、MN,MN的左边有一闭合电路,当PQ在外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是A向右加速运动B向左加速运动C向右减速运动D向左减速运动【错因分析】不能正确区分使用“三定则”的使用环境导致本题错解。【正确解析】MN向右运动,说明MN受到向右的力,因为通电导线ab在MN处产生垂直纸面向里的磁场,那么MN在周围不变化的磁场中只能受到向右的安培力,通过左手定则判断可知MN中有感应电流,方向由MN,由安培定则得出L1中感应电流的磁场方向向上阻碍原磁场变化,那么L1中原磁场必然是向上减弱或是向下增强,得出L2中磁场也是向上减弱或向下增强因为PQ运动导致PQ与L2组成的回路中磁通量有
5、变化,若L2中磁场方向向上减弱,那么电流也减弱,逆用安培定则判断出PQ中电流为QP且减小,由楞次定律或右手定则判断PQ向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强,PQ中电流为PQ且增大,则PQ向左加速运动故B、C正确【正确答案】BC即时巩固1在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向A与ab边平行,竖直向上B与ab边平行,竖直向下C与ab边垂直,指向左边D与ab边垂直,指向右边2(2019内蒙古赤峰二中高二月考)ab为一金属杆,它处在如图所示的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
6、于纸面内的金属圆环;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。当杆沿逆时针方向转动时,某时刻ab杆的位置如图,则此时刻A有电流通过电流表,方向由c向d;作用于杆ab的安培力向右B有电流通过电流表,方向由d向c;作用于杆ab的安培力向左C有电流通过电流表,方向由d向c;作用于杆ab的安培力向右D无电流通过电流表,作用于ab的安培力为零易错点三、在分析电磁感应的动态问题时盲目套用公式公式E=BLv、F=、在应用时容易出现以下错误:(1)当导体棒不是垂直切割磁感线时忘记分解速度或磁感应强度;(2)公式中R是回路的总电阻,应用时误认为是导体棒的电
7、阻;(3)当其中一个量发生变化时误认为其他量都不变(如当L变化时,R随之变化)。典例分析如图所示,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Aab中的感应电流方向由b到aBab中的感应电流逐渐减小Cab所受的安培力保持不变Dab所受的静摩擦力逐渐减小【错因分析】对物体的动态分析理解不透导致错解。【正确解析】导体棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路,磁感应强度均匀减小(为一定值),则闭合回路中的磁通量减小,根据楞次定律,可知回路中产生顺时针
8、方向的感应电流,ab中的电流方向由a到b,故A错误;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势,回路面积S不变,即感应电动势为定值,根据欧姆定律,所以ab中的电流大小不变,故B错误;安培力,电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错误;导体棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析,水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确。【正确答案】D。即时巩固1(2019黑龙江省牡丹江市高二期末)如图所示,现有一匝数为n,面积为S,总电阻为R的闭合线圈,垂直放置于一匀强磁场中,磁场的磁感应强度B随时间均匀增大,变化率,则A线圈中产生顺时针方向的感应电流B线圈面积具有扩张的
9、趋势C线圈中产生的感应电动势为kSD线圈中感应电流的大小为nkS/R2边长为a的闭合金属正三角形框架,左边竖直且与磁场右边界平行,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,则下列图像与这一过程相符合的是 易错点四、忽视对电磁感应中的电路结构进行分析对于电磁感应现象中的电路结构分析有两个方面容易出现错误:(1)电源分析错误,不能正确地应用右手定则或楞次定律判断电源的正负极,不能选择恰当的公式计算感应电动势的大小;(2)外电路分析错误,不能正确判断电路结构的串并联关系。典例分析(多选)如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨距离为L,两端分别接有阻
10、值均为R的定值电阻R1和R2,两导轨间有一边长为L/2的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止向右运动,若杆拉出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻。则A金属杆出磁场前的瞬间,流过R1的电流大小为B金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热为C金属杆做匀速运动时的速率v=2FR/B2L2D金属杆穿过整个磁场过程中通过电阻R1的电荷量为BL2/4R【错因分析】分不清金属杆滑动时电路的结构导致本题错解,或者弄错金属杆切割磁感线的有效长度而出错。【正确解析】杆拉出磁场前已做匀速运
11、动,设流过金属杆中的电流为I,由平衡条件得:F=BIL/2,解得I=2F/BL,所以R1中的电流大小I1= I/2= F/BL,方向从M到P,故A错误;设杆做匀速运动的速度为v, 杆切割磁感线产生的感应电动势大小为:E=BvL/2,由闭合电路欧姆定律:E=IR/2,可解得:v= 2FR/B2L2, ,设整个过程电路中产生的电热为Q,根据能量守恒定律:Q=0.5FL-0.5mv2,代入v可得使R1上产生的电热,故B错误,C正确;根据电荷量的定义可知:而流过R1的电荷量只是中电荷量的一半,所以通过电阻R1的电荷量为BL2/4R ,故D正确。【正确答案】CD 即时巩固1(多选)如图所示,MN和PQ为
12、处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的初级线圈,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是A在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR0、IL0、IC=0B在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定的,IR=0、IL=0、IC=0C若ab棒在某一中心位置附近做v =Vmsint的运动,则IR0、IL0、IC0D若ab棒匀加速运动,则IR0、IL0、IC=02如图所示,两根足够长的
13、平行金属导轨间距l=0.50 m,倾角=53,导轨上端串接电阻R=0.05 。在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直于导轨平面向下、磁感应强度B=2.0 T的匀强磁场。质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用轻质细绳跨过定滑轮与拉杆GH(GH杆的质量不计)相连。某同学用F=80 N的恒力竖直向下拉动GH杆,使CD棒从图中初始位置由静止开始运动,刚进入磁场时速度为v=2.4 m/s,当CD棒到达磁场上边界时该同学松手。g取10 m/s2,sin 53=0.8,不计其他电阻和一切摩擦。求:(1)CD棒的初始位置与磁场区域下边界的距离s;(2)该同学松手后,CD棒能继续上升的最大
14、高度h;(3)在拉升CD棒的过程中,该同学所做的功W和电阻R上产生的热量Q。易错点五、不能准确地判断图象的变化电磁感应中图象类选择题的常见错误:(1)由于疏忽把物理量的正负判断错误;(2)把物理量的关系分析错误;(3)忽视了图象的横轴表示的物理量而错选,如有些题目横轴表示位移x,仍当作时间t导致出错。典例分析某同学用粗细均匀的同一种导线制成“9”字形线框,放在有理想边界的匀强磁场旁,磁感应强度为B,如图甲所示。已知磁场的宽度为2d,导线框从紧靠磁场的左边界以速度v向x轴的正方向匀速运动,设在图乙中最能体现be两点间的电压随坐标x变化关系的图象是A BC D【错因分析】没有分析清楚感应电动势与电
15、压之间的关系,没有正确区分电源与外电路。【正确解析】x在过程:线框进入磁场,bc、ce产生的感应电动势都是根据右手定则判断可知,b点的电势高于c点的电势,bc间的电势差为:,则be两点间的电压;在过程:线框完全进入磁场,磁通量不变,没有感应电流产生,ad、bc、ce产生的感应电动势都是根据右手定则判断可知,b点的电势高于e点的电势,be两点间的电压。在过程:线框穿出磁场,ad边产生的感应电动势是根据右手定则判断可知,a点的电势高于d点的电势,则得b点的电势高于e点的电势。be两点间的电压故A正确。【正确答案】A。即时巩固1(2019黑龙江学与考联盟一模)如图所示,圆形匀强磁场区域的半径为R,磁
16、场方向垂直纸面向里。边长为2R的正方形闭合导线框从左向右匀速穿过磁场。若线框刚进入磁场时t=0,规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能大致反映线框中电流与时间关系的是2(2019吉林省长春外国语学校高三期末)如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为,磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为,t0时刻,bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿abcda的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线可能是图中的A BC D易错点六、不能准确地求解双杆切割时的电动势对于
17、双杆切割类问题,常存在两个误区:(1)忽视分析两杆产生感应电动势的方向;(2)求解安培力时忽视了两杆所处位置的磁感应强度大小和方向的差异。典例分析质量为m的导体棒a从h高处由静止起沿足够长的光滑导电轨道滑下,另一质量也为m的导体棒b静止在宽为L的光滑水平导轨上,在水平轨道区域有垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如图所示,(a、b导体棒不会相碰)。试求:(1)a、b导体棒的最终速度v;(2)回路中最多能产生多少焦耳热Q;(3)流过a棒的电荷量q;(4)若a、b棒的电阻均为R,a棒进入磁场后,a、b棒的相对位移。【错因分析】没有注意a棒进入磁场后,两棒组成的系统动量守恒导致本题错解。【
18、正确解析】(1)a从h高处由静止滑到水平导轨处,由动能定理得:解得:a进入磁场后,a棒减速,b棒加速,最终速度相等,a、b系统水平方向合外力为零,设水平向右为正方向,由动量守恒得到:解得最终速度为:(2)整个过程,系统重力势能转化为动能和电能,电能全部转化为焦耳热由能量守恒得到:解得:(3)a进入磁场运动至稳定速度,水平方向只受安培力,通过回路电荷量为:动量定理:解得:(3分)(4)b棒由静止加速到最大速度v的过程,两棒相对位移为平均感应电动势:根据欧姆定律有:,又联立各式得:【正确答案】(1) (2) (3) (4)即时巩固1(多选)如图所示,水平放置的光滑平行导轨足够长且处于竖直向上的匀强
19、磁场中,导轨电阻不计。在导轨上放置两根与导轨垂直的质量、阻值均相等的导体棒ab、cd,给导体棒ab一初动能Ek,使其开始向右运动,下列说法正确的是()A导体棒ab的速度不断减小到0B导体棒ab的加速度不断减小到0C导体棒cd的加速度不断增大D导体棒cd最终能产生的热量2如图所示,M1NlPlQl和M2N2P2Q2为在同一竖直面内足够长的金属导轨,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。导轨的M1Nl段与M2N2段相互平行,距离为L;PlQl段与P2Q2段也是平行的,距离为L/2。质量为m金属杆a、b垂直与导轨放置,一不可伸长的绝缘轻线一端系在金属杆b,另一端绕过定滑轮与质量也为m的重
20、物c相连,绝缘轻线的水平部分与PlQl平行且足够长。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触,两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为R,重力加速度为g。(1)若保持a固定。释放b,求b的最终速度的大小;(2)若同时释放a、b,在释放a、b的同时对a施加一水平向左的恒力F=2mg,当重物c下降高度为h时,a达到最大速度,求:a的最大速度;才释放a、b到a达到最大速度的过程中,两杆与导轨构成的回来中产生的电能。易错点七、电磁感应中的功能关系分析不透在电磁感应现象中求解焦耳热时容易出现以下两类错误:(1)不加分析就把某时刻的电流I代入公式Q=I2Rt求解焦耳热,大多数情况下感应电流I是变化
21、的,求解焦耳热要用电流的有效值,因此不能用某时刻的电流代入公式Q=I2Rt求解焦耳热;(2)电路中产生焦耳热的元件不是一个,不加分析误认为某个原件上的焦耳热就是整个电路产生的焦耳热。典例分析(2019学科网第二次全国大联考新课标卷)(多选)如图所示,在水平光滑的平行导轨MN、HG左端接一阻值为的电阻R0(导轨电阻不计),两轨道之间有垂直纸面向里的匀强磁场。一电阻也为的金属杆,垂直两导轨放在轨道上。现让金属杆在外力作用下分别以速度v1、v2由图中位置1匀速运动到位置2,两次运动过程中金属杆与导轨接触良好,若两次运动的速度之比为,则下列关于这两次运动的说法正确的是A两个过程中电流对R0做功之比为W
22、1:W2=1:2B两个过程中外力做功之比=1:2C两个过程中外力之比F1:F2=1:1D两个过程中流过金属杆的电荷量相同【错因分析】审题不清、粗心大意,导致本题中分不清让求的是哪个力做的功,导致本题错解。【正确解析】两种情况下金属杆产生的电动势分别为、,回路中的总电阻为R。回路中两次的电流分别为、,故电流之比为,故两个过程中电流对R0做功之比为,故选项A正确;两个过程中外力做的功等于两次电路中分别产生的电热,故两个过程中外力做功之比,故选项B正确;根据F=BIL可知两个过程中外力之比F1:F2=1:2,故选项C错误;两种情况下磁通量的变化量相同,则通过导体横截面的电荷量为,故通过金属杆横截面的
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